1 概述
1.1 手工绘图到计算机2D绘图，实现第一次革命
2000年，
CAD（Computer Aided Design）技术推广及应用使建筑设计从手工绘图走向2D数据的电子绘图，即“甩图板”运动，可以说是建筑工程设计领域第一次革命。2D CAD技术使传统的设计方法和生产模式发生了深刻变化。这不仅把工程设计人员从传统的设计计算和手工绘图中解放出来，可以把更多的时间和精力放在方案优化、改进和复核上，而且提高设计效率，大大缩短了设计周期，提高了设计质量。
1.2 3D效果图的应用
2D图纸应用的局限性较大，不能直观体现建筑设计的各类信息，因此一些复杂项目采用制作实体模型的办法在整个设计过程中沟通设计意图，以弥补单一方式的不足。在计算机普遍应用后，设计人员开始进行3D建模、进行3D实体造型。但这种模型过于简化，仅仅满足了几何形状和尺寸相似的要求。后来出现了3DS、FormZ等用于建筑三维建模和渲染的软件，可以给建筑表面赋予不同的颜色以代表不同的材质，再配上光学效果，可以生成具有照片效果的建筑效果图。
1.3 BIM实现建筑全生命周期的信息化，助推建筑工程实现第二次革命
建筑信息模型(BuildingInformationModeling，简称BIM)技术创建并利用数字模型对项目进行设计、建造和运营管理[1]。在美国国家BIM标准(NBIMS)中,BIM的定义由三部分组成：（1）BIM是一个设施(建设项目)物理和功能特性的数字表达；（2）BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；（3）在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。
BIM为建筑工程设计领域带来了第二次革命，从二维图纸到三维设计和建造的革命。同时，对于整个建筑行业来说，BIM也是一次真正的信息革命。最初,BIM只是应用于一些大规模标志性的项目当中，除了堪称BIM经典之作的
上海中心大厦项目外，上海
世博会的一些场馆也应用了BIM。仅仅经过两三年，BIM现在已经应用到一些中小规模的项目当中。以福建省建筑设计研究院为例，全院70%～80%的项目都是使用BIM完成的。据介绍，就BIM的应用而言，3年前，美国领先中国7年；3年后的今天，中国已将这一差距缩小到了3年。
BIM在中国的全面应用将为建筑业的发展带来巨大的效益，使设计乃至整个工程的质量和效率显著提高。BIM将直接促使建筑行业各领域的变革和发展；它将使建筑行业的思维模式及习惯方法产生深刻变化；使设计、建造和运营的过程产生新的组织方式和新的行业规则。
2 BIM的技术特点[5]
（1）可视化及参数化设计
可视化即“所见所得”的形式，BIM提供了可视化技术，对以往以线条形式表现的
构件采用三维立体图形进行展示，与效果图不同，这种立体图是通过构件的信息自动生成的，能够反应出构件之间的互动性和反馈性。在BIM中，由于整个过程都是可视化的，不仅可以展示三维效果，自动生成各类报表，更重要的是项目设计、建造、运营和维护过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
（2）协调性及构件关联性设计
建筑工程全生命周期是一个复杂的过程。一旦项目的实施过程中出现了问题，参建各方就需要开协调会，查找问题原因，提出解决办法，然后出具变更。例如暖通专业中的管道布置，可能会和
结构设计的梁柱等构件产生空间重叠，这就是施工中常遇到的碰撞问题。通过BIM的协调性服务就可以在设计阶段处理碰撞问题，生成协调数据，供参建各方进行讨论协调。BIM的协调作用还可以解决更多问题，例如电梯井布置与其它设计布置及净空要求的协调、
防火分区与其它设计布置的协调、 地下
排水布置与其它设计布置的协调问题等。
（3）模拟性和执行性
通过BIM可以提取建筑物模型数据，进行模拟计算、模拟演习等。在设计阶段，BIM可以对建筑模型进行模拟计算和实验，例如：节能模拟、日照模拟、热能
传导模拟和紧急疏散模拟等；在招
投标和施工阶段可以进行4D模拟（基于三维模型的施工控制，附加时间维），也就是根据施工组织设计模拟实际施工，优化施工方案来指导施工；还可以进行5D模拟（基于三维模型的造价控制，附加造价维），从而来实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
（4）协作设计及优化性
随着建筑工程复杂性的增加，跨学科的合作成为建筑设计的趋势。BIM为传统建筑工种提供了良好的技术协作平台，提供了建筑物的实际存在信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的存在状态。例如，结构工程师改变柱子的尺寸时，建筑模型中的柱子也会立即更新。BIM还为不同的生产部
门、管理部门提供了一个良好的协作平台，例如施工企业可以在建筑信息模型基础上添加时间参数进行施工虚拟，控制施工进度，政务部门可以进行电子审图等等。BIM不仅改变了建筑师、结构工程师传统的工作协调模式，而且还使业主、政府部门、制造商和施工企业都可以基于同一个三维参数的建筑模型协同工作。
BIM及其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。目前基于BIM的优化可以做下面的工作：
1）项目方案优化：把项目设计和投资回报分析结合起来，设计变化对投资回报的影响可以实时进行计算，使业主能够综合评价设计方案，达到优化设计的目的。
2）特殊项目的设计优化：例如裙楼、
幕墙、屋顶、大空间等多采用异型设计，对这些施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
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