摘 要：建筑信息模型（BIM）是數字技術在建筑業中的直接表達，涉及整個建筑工程全壽命期的各個環節，而工程設計行業是應用BIM 技術的先行軍。文章通過深入分析現階段BIM在我國工程設計行業中的主要應用障礙，提出促進工程設計行業 BIM 本土化應用和發展的實施建議。研究結果表明，BIM 可以由工程設計先行并實現其階段性的價值，而多數設計相關人員不了解 BIM 的真正內涵，以及現有建筑行業體制、行業規程及法律責任界限不明的等障礙，是現階段建筑行業亟需突破的。
關鍵詞：建筑信息模型；建筑設計；應用障礙本土化
當前全球的土木建筑業普遍存在各生產環節之間缺乏協同工作、各類重復工作不斷兩個亟待解決的問題，導致土木建筑行業生產效率低、資源浪費嚴重，而項目初期建筑設計階段的反復修改工作，更加劇了生產成本的上升。建筑信息模型（Building Information Modeling，縮寫為BIM）的有效應用可以在一定程度上解決上述問題。從某種意義上說，工程設計行業是BIM應用的先行軍，調查和分析現階段BIM在我國工程設計行業中的主要應用障礙，并尋求其本土化的快速發展是一項很有意義的研究。
1 BIM 的內涵及其發展現狀
BIM是以三維數字技術為基礎的一種建筑集成概念。BIM是在建筑工程全壽命周期中運用動態的建模軟件，集成建筑工程各種相關信息的工程三維數據，實施動態的三維實時處理，是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。在建筑工程生命周期的3個主要階段（設計、施工和運行管理）中BIM對于促進數據信息交換與共享， 加快決策速度，降低項目成本和提高產品質量等起到非常重要的作用，實現提高建筑設計、施工及管理效率的目的。BIM具有以下特點：BIM中包含的信息涉及整個工程生命周期，并為工程項目協同建設提供支持；BIM由參數定義的、互動的建筑物構件構成，可以進行即時的2D/3D/參數顯示和編輯；BIM涉及的信息可計算并強調信息的完全數字化；BIM具有完整的非圖形數據報告方式等。
如今BIM技術的發展潮流勢不可擋，美國制定了國家BIM標準（National Building Information Model Standard，NBIMS） ，歐洲許多國家也開始普及BIM技術，如芬蘭、挪威、德國等，基于BIM技術的應用軟件普及率達到60% ~ 70%，而我國目前對BIM研究和應用僅處于起步階段。 BIM是一個涉及整個工程生命周期各環節的完整實踐過程，每個環節對BIM技術均具有相關性。在這個完整的實踐過程中，BIM的構建是關鍵，它要求模型的構建從建筑工程的初始階段——規劃、設計階段開始，因此最早能夠體會到BIM價值的、最直接的環節是工程設計，工程設計行業是建筑工程領域應用BIM技術的先行軍。
2 在設計中實施 BIM 對我國建筑工程設計行業的影響
近年來BIM給建筑設計行業帶來了多方面的機遇與挑戰。隨著超高層、超大跨度建筑等大型復雜土木工程在我國的相繼發展，設計行業審視BIM對我國建筑工程設計行業的影響，如圖1所示。
圖1 實施BIM對建筑行業的影響圖解
（1）BIM帶來建筑設計的思維轉型。多數建筑設計師選用這項技術的初衷是為了提高設計工作的效率，其實BIM的核心內涵并不僅限于此，它帶給建筑設計行業的核心意義在于設計思維和方法的改變。
BIM提供的是一種更接近現實世界的設計思維模式，采用模擬真實物體的方式，以三維設計思維為基礎將傳統的二維圖紙完全轉化為計算機的工作。BIM是對設計建造本源的回歸，讓建筑師不再苦于用二維施工圖來表達空間的三維復雜形態，從而拓展建筑師對建筑形態探索的可實施性，讓建筑設計從二維到三維，進而走向數字化建造。
（2）BIM帶來建筑設計方法的轉型。
① 從立面設計到空間設計是BIM帶給建筑設計方法的轉型之一。傳統的建筑設計方法是設計者將建筑空間從設計過程中剝離，使之成為概念設計并經常被忽視， 卻更關注其平面功能和形象。 其實，建筑空間不是建筑平面功能與外表面圍合而成的副產品，而是一種控制建筑的設計方法。在我國多數業主或領導們更多關注建筑形象的社會影響下，加之設計工具的限制，設計師很難在較短的設計周期內深入推敲空間，用空間控制設計更是難以實現，BIM為改變這種狀況提供了可能。在BIM中建筑室內空間、建筑表皮、建筑室外空間被整合成一個相互關聯的邏輯系統。建筑設計從空間關系控制入手，平面布置和空間設計同步進行，空間直觀反映建筑表皮并形成建筑立面。BIM為空間設計方法提供了強有力的技術支持，使內外兼容的空間設計變得簡單易行，讓現代建筑設計回歸建筑本質。
② BIM帶給建筑設計方法的轉型之二是從粗放設計到集成設計。當前，我國作為勞動密集型產業的建筑業與技術密集型產業（如裝備制造業）相比，無論設計還是生產都是粗放型的。粗放型設計表現為各個專業設計圖紙的深度淺、質量低以及各專業間的集成化程度低，其工作方法是各自為政，采用傳統的提條件圖方法協同，集成化程度處于以圖紙為中介的落后模式，效率低下且設計品質低。BIM以三維信息模型為基本集成平臺，改變了建筑工程傳統單兵作戰的工作方式和模式，從異步的、松散聯系的各專業散設計轉化為同步的、緊密聯系的各專業協同設計。
③ BIM集成化主要體現在3個方面。一是設計工種的集成。建筑師、結構工程師、設備工程師等設計工種在同一個三維信息模型下工作，實現設計技術自身的協同，減少工種圖紙間的“錯漏缺”現象，而不僅是制圖標準、文檔管理的傳統協同。二是設計各階段的集成。運用BIM，利用參數化構件組成的模型修改，可以省去建筑方案設計與后續設計（如初步設計、施工圖設計）之間繁重的重繪工作，避免設計各環節脫節，便于根據實際工程要求對原方案的梳理及修改工作。三是設計完成后各階段的集成。BIM包含建筑工程從設計、使用直至建筑使用周期終結的所有信息參數，這些信息始終建立在一個三維模型數據庫中，業主、施工單位及政府管理部門都可基于這個統一的模型協同工作。
（3）建筑信息模型的實施改變了工程項目的協作過程。在我國“生產型”設計模式為主導的現狀下，從建筑設計行業入手實施BIM，可以幫助建筑工程的參與者聯系更加緊密，提高決策的效率和正確性，為項目提供互相協調、一致及可運算的信息。建筑工程參與者包括業主、施工單位、政府及其他的相關管理部門等。施工單位利用BIM的信息技術，可以更好地進行施工計劃，更準確地進行工程造價的計算；材料供應商，尤其是預制構件的生產商，能夠更好地利用數控設備進行生產和虛擬安裝，提高構件的生產和安裝水平；政府審批部門利用BIM可以更好、更快地理解設計意圖，提高設計審批效率；設施管理部門在工程竣工后得到比傳統竣工圖更詳盡的建筑工程信息，實施現代化、可視化的設施管理。BIM在工程項目的協作范疇內，對建筑行業的主要參與方均產生了積極的影響，它使設計在工程的建設過程中更顯現其主導作用，使工程項目信息得到更好地創建、共享，改變了工程項目的協作過程，使之更加協調、統一。
