广州大学 土木工程学院 广东广州 510006
摘要：随着我国经济的快速发展，整个建筑业也在不断前进。BIM技术的提出和发展，促进了传统建筑行业的转型和升级。目前信息化技术在建筑领域的应用取得了很大的成功，BIM领域作为信息科学和建筑工程学都有涉及的学科，俨然成为建筑工程领域的一个应用热潮，BIM 技术的应用正好解决了建设工程中建筑建模中存在的问题，加快了建筑业朝着信息化的方向发展。
关键词：BIM；工程设计；信息化
一、引言
传统的建筑系统设计都是以 CAD 作为操作平台，设计成果均是通过平面图、
立面图以及剖面图等二维图纸的方式来展现[1]。但是，建筑系统设计是由多专业共同组成的，而各个专业在信息传递过程中会产生一定的误差，这些误差可能会导致后期实施过程中产生许多问题，影响设计成果的最终实现。而BIM技术的出现，俨然为工程行业带来了第二次技术革命，其不仅仅改变了绘图方式，而在工程项目的整个生命周期都发生了巨大变化，从2D到3D，BIM技术把建筑，结构，给排水，暖通，管理等专业的所用信息融合在一起，这让不同专业得以协同工作，在不同阶段实现高效沟通，从而提高整个工程的效率。
二、BIM的基本理论
BIM 是“建筑信息模型”（Building Information Model）的简称，BIM 技术是指将建筑工程项目中的基本构件作为设计元素，将描述构件元素的几何数据、物理特性、材质信息等相关信息有机的组织起来，形成一个综合建筑系统全方面信息的数据库[2]，构件的所有参数信息都储存在这个数据库内，并以此数据库构成了建设项目的数据模型，各参与方为了能够满足相应的工作需要对模型数据库进行信息的插入、提取、编辑、更新等。模型内各种构件的参数信息并不是独立的信息个体，它们相互之间还保持着一定的空间和逻辑关系，作为 BIM 模型这个虚拟的数字化建筑物的组成部分共同形成了完整而有层次的建筑信息系统。
BIM技术利用其三维可视化功能，建立建筑的三维虚拟模型，形象直观地将项目详细信息展现出来，该技术的出现对建筑设计师、结构设计师、景观设计师、给排水设计师、暖通设计师、电气设计师等工程参与方都具有很大的积极影响作用，所有参建人员都可以通过BIM技术搭建的平台进行科学化地设计、施工、运营管理[3]，并可以实时查询、更新建筑的所有工程相关信息，其中不仅包含建筑的物理信息，同时也包含了施工现场实际施工情况、材料相关参数（耐火等级、渗透性等）、物料采购清单、成本等信息。
BIM 技术在工程中主要作为一项辅助技术手段，以提升工作效率、减少差错
为目的，并不能直接产生经济效益。通过可视化及工程项目信息的共享，减少设计中存在的差错漏碰并提高信息复用率，削弱各参建方之间的信息孤岛，从而促进参建方之间信息交流，保证各方数据统一，提升生产效率与质量。
三、BIM技术的特点
一个完整的 BIM模型通常具备可视化、协调性、模拟性和参数化性等特点。
（一）可视化
可视化即“所见所得”。常用的建筑信息图为二维图，在实际的工程建设中，对于建筑的二维信息十分明了，但是对于建筑的三维整体结构就需要施工人员自行想象了。而如今建设行业发展越来越迅速，很多建设工程都具备其独有的特点，这些建筑的三维结构光靠施工人员的想象就有点不切实际了。但如今BIM技术的出现，我们有了可视化的思路，就可以将三维的立体图形展示在人们面前，在工程建设过程中尤为方便。
（二）协调性
在图纸设计过程中，由于整个建筑图纸的设计过程中会有多个专业的设计师进行设计，而每个专业的设计师各自设计自己领域的图纸时往往会因交流不到位而导致各种专业图纸之间出现交叉和碰撞问题。BIM 建筑信息模型会对建造前期每个专业的碰撞问题进行协调，通过对协调数据的分析，从而提前消除各专业之间的冲突，协调各专业之间可能发生的问题。
（三）模拟性
模拟性不仅把真实建筑模型的轮廓结构虚拟的模拟出来，还可以模拟出现实
中不能实现的操作。
在设计时期，可以对节能、日照进行模拟实验；在施工时期，
可以模拟现场施工流程，实现虚拟建筑的行为；在后期运营时期，可以对日常生活中存在的危急情况进行模拟，譬如地震时人员逃生和失火时人员疏散等情况。
（四）参数化性
BIM 模型中的构件具有参数属性信息，对参数进行更改，与之关联的构件亦会发生相应的变化，形成一个新的构件模型。BIM 技术为装配式建筑的推广提供了技术支撑和依据，并大大改善建筑项目的集成度。BIM 技术的全面应用对建筑领域的技术进步产生不可估量的影响。
四、BIM技术的应用类型
BIM技术的应用类型，可以分为投资方主导、设计方主导以及承建方主导这三种应用类型
（一）投资方主导
投资方主导模式是由投资方主导，在项目中采用 BIM 技术，可以应用于工程项目的某个阶段，也可以应用于工程项目全寿命周期，可协助项目前期的信息决策、招投标，项目中期的协同工作、多专业交流，项目后期的信息化运维管理等。
（二）设计方主导
设计方主导模式是由设计方驱动，单纯地在设计阶段应用 BIM 技术，利用
可视化、碰撞检测、净高分析等功能对设计图纸及方案进行优化及精准展示，提
升设计方企业竞争度。
（三）承建方主导
承建商主导模式是近几年新起的一种 BIM 应用模式，随着 BIM 应用的发展，承建方应用 BIM 技术模拟施工流程，提前解决施工难点，展示施工方案，将 3D模型与进度、成本结合形成 5D 施工管理模式，提升承建商的竞争优势，有效节约施工成本。
五、BIM技术在国内实施的困境
尽管BIM相较于传统设计方法，拥有很多优势，可以弥补现有设计方法的不足，但是在国内BIM的实施仍然有许多困境。
传统的设计方法通常使用AutoCAD软件，而该技术比较成熟，加上多年以来被各设计单位所青睐，已经形成了比较完善的设计体系。要想使用BIM技术将其取代，需要设计人员从根本上转换设计观念，这个实施起来难度较大。由于BIM技术作为新兴的技术，需要设计人员花费一定的时间与精力来学习掌握其在设计过程中的应用技巧及方法。
并且由于我国的工程建筑设计行业因为各种原因限制，普遍存在着设计时间短、施工周期紧张等问题。如果在设计开始阶段就运用BIM技术进行相应的设计工作，设计单位无法保证在现有的技术条件支持下，在短时间内完成各专业的设计任务。因此，在目前的行业中，使用BIM技术进行设计，会产生很多风险，导致大部分设计单位仍然在以传统的设计方式进行工程设计。
最后，由于大多数的BIM软件都是从国外引进的，而国内的BIM相关软件市场仍然比较匮乏。国外企业软件的开发大多基于国际通行的标准，在软件中存在很多相关设置并不符合我国建筑行业现行行情，这进一步导致了BIM软件在实际应用中受到限制，这在一定程度上也阻碍了国内BIM技术的发展。
六、结论与展望
BIM技术的出现，为各专业进行协同设计提供了一个完整的技术支持，同时BIM技术的出现，构建了一个良好的技术平台。在整个设计过程中，各专业设计人员可以通过基于BIM的设计平台，实现信息的准确、及时传递，在很大程度上提高了设计的效率和技术含量，从而提供了工程建设的整体效率。但是国内在BIM的实施过程中，仍然存在很多问题导致实施效率不高，这些问题阻碍着BIM在我国建设工程中的高效实施与发展，这是我们迫切需要解决的问题。
参考文献：
[1]张超. 基于BIM的装配式结构设计与建造关键技术研究[D].东南大学，2016.
[2]程斯茉. 基于BIM技术的绿色建筑设计应用研究[D].湖南大学，2013.
[3]方婉蓉. 基于BIM技术的建筑结构协同设计研究[D].武汉科技大学，2013.
作者简介：
吴忠坤（1997-），男，汉族，安徽合肥人，广州大学硕士研究生，研究方向：建筑与土木工程。