什么是建筑信息模型(BIM)？2024年终极指南

建筑信息模型(BIM)是一种生成和监督与建筑资产相关的信息的综合方法。BIM依靠智能模型并借助云平台，将有组织的多学科数据融合在一起，形成资产整个生命周期的数字描述，从最初的规划和设计到施工和持续运营。

建筑信息模型(BIM)是建筑、工程和施工(AEC)领域数字化转型的基石。本文主要探讨什么是BIM，以及它在建筑行业中的重要性，并研究其应用。

什么是BIM？

BIM或建筑信息模型，是建筑、工程和建筑行业的基本流程之一。它为规划、设计、操作和建设众多项目提供了一种工具，从小型和非常简单的项目到大型和非常复杂的项目。但BIM到底是什么？

它是一个基于云技术的合作平台。它允许建筑项目团队成员设计从项目中获得的所有数据的动态3D模型。BIM可帮助团队成员管理、评估和改进，从规划到设计再到运营和施工的整个施工过程。这是通过允许所有团队成员同时实时访问来实现的。

BIM是一个整体合作流程，用于生成和管理建筑项目资产的数字表示。该流程以计算机文件为代表，使用各种工具、技术和合同来促进有关建筑资产的决策。

BIM为开发理念和策略提供了广泛的选择，这些理念和策略旨在提供福祉、提高效率，并防止不必要的能源浪费。它还为设计和施工团队之间的嵌套、同步和更好的合作带来了机会。这减少了错误和返工。此外，这可以节省成本、缩短时间，并产生更好的结果。

为什么BIM对建筑行业如此重要？

总体而言，BIM彻底改变了建筑行业。但如何改变呢？通过数字化正常的物理流程，将所有利益相关者整合到一个建筑项目中。其简化了进度安排，并最大限度地减少了工作过程中的意外情况。

现在，得益于人工智能和云空间等技术的发展和进步，BIM已成为建筑项目管理的主要参与者之一。

以下是BIM在建筑行业中具有重要意义的4个主要原因：

提高效率和团队间的合作

建筑师和设计师使用可用和分类的数据来得出初始模式。模板需要与团队成员和雇主同步。但主要问题是变化！当数据或设计发生变化时，BIM变得更加关键。由于BIM消除了重复任务和从头开始完成流程的需要，并且更改作为模式应用于整个项目，从数据到最终设计。另一个重要点是，所有团队成员同时就项目及其更新进行沟通。

总之，BIM在这点上显示出其重要性：可以将不同的数据输入到项目的不同阶段，避免设计和反馈过程中的重复，减少项目开发的时间，减少可能的过程错误，并监控其过程。

促进3D建模

通过为设计师和建筑师提供的数据库，BIM让其能够更快地获得更好的结果。此外，由于可以完全访问该数据库，设计师可以发挥自己的想象力和想法，实现更独特的结果。如：

改变墙壁的颜色和纹理 添加室内装饰和特殊功能 设置灯光并模拟不同时间的光线 施工前查看图纸 在施工前建立客户与项目之间的桥梁

建筑项目的客户关心的是将其想法、建筑设计和施工结合起来。现在，有了BIM，数据就可以变成原型，并可以启动反馈驱动的过程。建模是一个可以用其他软件或技术实现的过程。然而，主要的区别在于，Beam将这种建模作为设计过程的自动部分。

BIM使设计流程或其他部分能够由项目中的不同人员协调进行。如果需要，人们可以评估工作的不同方面或对其进行编辑，还可以与所有成员共享结果。

建筑物的使用寿命和施工后过程

建筑项目建成后并不意味着结束，这只是一个开始。无论这个项目是住宅公寓还是大型医院，都需要管理和维护。这就是BIM发挥作用的地方，通过它可以向建筑管理者、项目管理员或任何项目利益相关者提供的信息，其可以提供有关设施、维护和建筑物不同部分访问权限的越来越动态的透明度。

如果建筑物漏水，应该如何查找入？水管网在哪里？电子安装如何实施？电缆经过了哪些路径？什么情况下应该在哪个阶段进行检查？这就是恐惧带给我们的！

BIM的定义和基础

建筑信息模型(BIM)是一种全面、合作且数据驱动的方法，适用于整个建筑和基础设施生命周期。其涉及创建和使用智能3D模型，以增强建筑和基础设施的规划、设计、施工和运营。BIM超越了传统的2D表示，集成了多学科数据以创建物理资产的数字孪生。

BIM的关键基础知识

以下是BIM的关键基础知识，可从中了解每个关键元素的描述和功能。

智能3D建模

描述：BIM围绕创建代表建筑物或基础设施项目的物理和功能特征的3D模型。 功能：这些模型不仅仅是视觉的；还包含智能数据，使利益相关者能够在项目生命周期的每个阶段做出明智的决策。

合作平台

描述：BIM依赖于合作平台，项目利益相关者，包括建筑师、工程师、承包商和设施管理者，可以在该平台上实时合作。 功能：该平台确保无缝沟通、同时访问项目数据、改善合作、减少错误并提高效率。

生命周期集成

描述：BIM涵盖建筑或基础设施项目的整个生命周期，从概念化和设计到施工、运营和最终退役。 功能：其促进各个阶段的数据集成，从而实现更好的决策、成本优化和高效的资产管理。

参数化建模

描述：BIM采用参数化建模，其中数字模型中的元素与参数和规则相关联，从而允许动态和相互连接的变化。 功能：这可以快速调整模型，自动更新，并确保整个项目的一致性。

数据驱动的决策

描述：BIM植根于数据驱动的决策，利用结构化数据来为与设计、施工过程和持续设施管理相关的选择提供信息。 功能：利益相关者可以分析信息、评估潜在影响并优化项目的各个方面，从而获得更好的结果。

互操作性

描述：BIM强调互操作性，确保不同的软件工具和学科可以无缝地交换信息。 功能：互操作性减少了孤岛，增强了协作，并允许不同的利益相关者使用自己喜欢的工具为模型做出贡献。

基于云的技术

描述：BIM通常利用基于云的技术进行数据存储、实时合作以及从任何位置的访问。 功能：基于云的解决方案促进全球合作，提高数据可访问性，并为项目协调提供集中的平台。

设施管理集成

描述：BIM通过与设施管理系统集成，将其实用性扩展到建筑业之外。 功能：这种集成可确保在建筑物或基础设施的整个使用寿命期间提供有关其准确和最新的信息，从而提高维护和效率。

了解BIM的这些基础知识，对于建筑、工程和建筑行业的专业人士至关重要，因为这些构成了高效、合作和数据驱动的项目交付的基础。

BIM在建筑行业的优势

关于BIM的优点很多，以下是其一些最重要的优点。

1、改善施工现场的合作和团队间沟通

建筑项目包括不同的阶段，需要许多具有不同专业知识的人员。如果这些阶段或专家之间没有协调一致，项目就无法实现其最初的目标和计划。现在，借助BIM及其数字模型，我们可以同时进行专业合作。无需所有人都在工作场所和参与其不同阶段。

可以使用云技术和BIM360DocAutoCAD或BIM校准等工具来实现项目的主要目标。这项技术使人员和团队成员能够在世界任何地方随时查看所有计划、文档和线路。这还使其能够在必要时随时进行更改。此外，其还使项目管理者能够评估整个过程，并与其成员建立更好的关系。

2、工程造价估算

建筑项目最困难的部分之一是成本估算。许多建筑行业积极分子，更准确地说是空调行业积极分子，意识到了这个问题的重要性，已将BIM纳入其计划中。BIM使用各种工具，如AutodeskView和BIM360Doc，提供基于模型的经济估算。

3、施工前的可视化

还有什么比一个未经雇主批准的项目更有问题？这可能是一个小型建筑项目，也可能是一个国际医院项目。BIM允许施工团队使用其拥有的数据创建可视化。这样，所有利益相关者都可以了解和触及设计师或施工团队的想法。

另一方面，这些可视化效果可以与其他团队成员共享，从设计师到项目最小单位。如果需要，可以添加更新信息，并可以在线同时查看结果。

4、降低建筑成本

项目最可怕的事情之一就是当项目进展到重要阶段时，建筑师意识到结构冲突！这将产生严重的成本，也会浪费项目团队的时间。由于BIM为项目团队提供了便利，其可以在施工前发现冲突，为项目带来显著的节省；节省时间和金钱。

5、有序改善施工流程

随着项目规模的扩大，需要的团队人数也会增多，需要管理的文件、流程、案件也会增多，工作也会变得更加复杂。

想象一下这样一个项目，建筑师在工作中途更改了其中一项计划。现在必须重新定义和调整数百或数千名团队成员、文档和流程？绝对不是！得益于分步视图程序及其最新模型，项目中的所有人员都可以同时访问与项目连接并上传的所有更改，并且流程非常透明且可追溯。

6、优化建筑管理流程

收集、分类、组织和简化所有建筑信息不仅在施工过程中至关重要，而且在完工后、建筑管理和维护中也至关重要。通过使用BIM和Autodesk的BIM360Ops等工具，可以将设施和其他重要建筑维护和管理项目等所有信息，委托给建筑管理者和将使用其的人员。

7、建筑能源管理

现在我们知道，能源是建筑中最重要的组成部分之一。可持续建筑项目的建设已成为AEC行业积极分子严重关注的问题之一。许多软件和技术已经为这种情况开发出来，并可供施工团队使用。然而，BIM仍然对这一过程产生重大影响。其作用是帮助我们从项目开始和工作进展过程中评估环境分析。这意味着，在选择工作和必要的更改时，逆转传统流程可能会带来严重的成本。这从一开始就导致了总体的政策混乱。

通过使用BIM，可以对一天中不同时段的能源消耗、光线方向和辐射条件、能源效率、废物管理、水等进行评估和分析。

BIM的关键组件

建筑信息模型(BIM)涉及几个关键组件，这些组件共同促进了建筑、工程和施工(AEC)行业的整体合作方法。以下是BIM的基本组件：

智能3D模型

定义：BIM依赖于代表建筑资产整个生命周期的智能3D模型。 功能：这些模型存储有关资产的物理和功能特性的信息，使利益相关者能够直观地分析各个方面。

基于云的协作

定义：BIM在云平台上运行，实现项目团队成员之间的实时协作。 功能：基于云的系统促进项目数据的无缝共享和访问，确保所有利益相关者无论身在何处都能有效协作。

结构化数据

定义：BIM集成了与建筑项目相关的结构化、多学科数据。 功能：结构化数据包括项目的几何形状、空间关系、数量、材料规格等信息。结构化格式增强了数据的一致性和互操作性。

互操作性

定义：BIM强调互操作性，允许不同的软件应用无缝地交换和使用信息。 功能：该组件确保数据能够在施工过程中，涉及的各种工具和学科之间顺畅流动，促进合作并减少错误。

生命周期信息

定义：BIM在资产的整个生命周期内捕获，并管理有关资产的信息。 功能：包括从规划和设计阶段到施工、维护和最终退役的数据。生命周期信息为每个阶段的决策提供了全面的视图。

参数化设计

定义：BIM结合参数化设计原理，其中模型中的元素由参数和关系定义。 功能：这允许动态和灵活的建模，其中对设计某一部分的更改会自动更新相关元素，从而促进更高效和适应性更强的设计过程。

数据分析与模拟

定义：BIM支持数据分析和模拟工具来评估项目的各个方面。 功能：这使利益相关者能够分析能源效率、结构完整性和成本影响等因素，从而帮助做出明智的决策，并优化设计和施工流程。

文档和报告

定义：BIM自动生成准确、详细的文档。 功能：此组件简化了施工文档的创建，包括图纸、进度表和报告。自动文档编制可减少错误，并确保项目交付成果的一致性。

了解这些关键组件，对于充分发挥BIM的潜力来改善建筑行业的合作、效率和成果至关重要。

BIM在行业中的应用

显然，BIM的应用非常广泛。以下是最广泛使用BIM的行业。

–建筑中的BIM

在建筑中使用建筑信息模型的趋势正在迅速增长。但为什么呢？大型全球项目具有许多复杂性。这些复杂性需要技术和技术来提高有效性和效率。这就是BIM发挥作用的地方，并成为建筑行业的第一步。

顾名思义，BIM帮助我们对信息进行建模，并将其转换成图像。3D和交互式图像让用户沉浸在与现实非常相似的知识中，从而实现建筑师和客户之间的共同理解。

使用BIM进行建筑设计，有助于建筑师从工作开始就与项目客户建立视觉联系。可视化是一个数据库，由于其特殊功能，设计师可以轻松地将其想要的任何更改应用于项目。其可以在整个项目中同时实施。

–机械、电力和管道领域的BIM

MEP代表机械、电气和管道。建筑信息模型用于建筑系统的设计、施工和管理。BIM可改善项目的跨团队合作、共享数据，并加快设计和施工速度。MEP梁可提高效率、改善协调并减少错误。

但从统计数据来看，这并不坏。根据建筑业协会的一项调查，使用BIM进行机电工程可以为建筑项目节省高达10%的成本。《工程管理杂志》发表的一项研究发现，BIM进行机电工程可以将设计错误减少80%。上海中心大厦建设的案例研究表明，BIM进行机电工程有助于改善协调并减少错误。这为项目节省了超过1000万美元的成本。纽约世界贸易中心的案例研究表明，BIM进行机电工程有助于改善协调并最大限度地减少错误。这为项目节省了超过1500万美元的成本。

–工程中的BIM

土木工程是一门专业工程学科，涉及道路、桥梁、运河、水坝、机场、污水系统、管道和铁路等基础设施项目的设计、施工和维护。工程师们的误解是建筑信息模型仅适用于建筑项目。但这远非事实。土木工程师可以在基础设施项目生命周期的所有阶段使用BIM。土木工程中的一些BIM应用如下：

记录现有现场情况、概念化、详细设计、分析和模拟、协调与合作、降低成本、改善合作、碰撞检测、顺序和时间改进以及AR/VR

斯坦福大学综合设施工程中心（CIFE）在审查了32个采用建筑信息模型的项目后发现，BIM技术可以带来这样的效果：节省7%的时间、提高10%的合同价值、减少80%的财务估算时间。

–建筑业中的BIM

建筑商总是依靠精确设计的计划来建造大型建筑。但随着建筑行业迅速数字化，以跟上现代项目日益增长的需求和复杂性，生产力仍然是一个关键问题。几十年来，行业增长率一直落后于全球整体经济，项目延误和预算不足是主要驱动因素。

根据所做的研究，建筑企业有30%的工作是返工。那么，如何解决这些重复的任务，以及如何防止？为了应对返工和成本超支，建筑信息模型技术多年来不断发展，现在得益于3D建模和基于游戏的软件的进步，这些软件可以完成3D程序。为了使其成为现实，这一挑战已被消除。

尽管有许多建筑信息模型解决方案可供选择，但难以使用，而且在现场难以获得。它们需要高级技术培训，或者无法与项目管理解决方案集成。随着BIM变成一种必需品，那些未能认识到并利用这些优势的人可能会在快速发展的行业中落后。

简而言之，BIM有助于实现更好的规划、改善合作、更好的成本估算、更高效的施工、降低风险和提高安全性。

当前趋势和创新

随着我们步入2024年，建筑信息模型(BIM)领域不断发展，引入前沿趋势和创新，有望重塑建筑、工程和施工(AEC)行业的格局。以下是2024年BIM中一些值得注意的趋势和创新：

人工智能集成增强决策能力

描述：人工智能(AI)正日益成为BIM不可或缺的一部分，提供高级分析和决策能力。AI算法分析大量数据集，提供见解，促进整个项目生命周期内做出更明智、更高效的决策。

优化解决方案的生成设计

描述：由算法驱动的生成设计在BIM中越来越受欢迎。这种方法根据定义的参数探索了众多设计可能性，从而可以生成优化的解决方案。这提高了早期设计阶段的创造力和效率。

物联网和传感器集成

描述：物联网(IoT)和传感器技术正在无缝集成到BIM流程中。这种集成能够从施工现场和建筑环境实时捕获数据，从而提供有关性能、使用情况和潜在问题的宝贵见解。

增强可视化的扩展现实(XR)

描述：扩展现实(XR)，包括虚拟现实(VR)和增强现实(AR)，正在增强BIM的可视化方面。利益相关者可以沉浸在虚拟模型中，改善沟通、设计验证和现场决策。

用于安全数据管理的区块链

描述：区块链技术正在进军BIM，解决与数据安全性和完整性相关的问题。通过提供分散且防篡改的账本，区块链增强了合作BIM项目中的信任度和透明度。

基于云的协作工具

描述：基于云的协作工具正在不断发展，以更好地支持BIM工作流程。增强的可访问性、实时合作以及项目利益相关者之间的无缝数据交换（无论身处何地），是推动采用云解决方案的主要优势。

生命周期管理的数字孪生

描述：数字孪生是实物资产的虚拟复制品，在全面生命周期管理中越来越受欢迎。BIM数据用于创建和维护数字孪生，提供有关资产性能、维护需求和未来修改的见解。

可持续性的集成

描述：BIM越来越多地用于解决建筑项目中的可持续性问题。环境分析工具的集成，使利益相关者能够评估和优化项目的能源效率、减少浪费和整体可持续性。

自动化施工文档

描述：自动化简化了BIM中施工文档的创建。从图纸和进度表到报告，自动化流程可减少错误、节省时间并确保项目交付成果的一致性。

5D BIM用于成本和进度整合

描述：5D BIM将成本和进度信息与3D模型集成在一起。这种方法可以更全面地了解项目时间表和预算，从而促进更好的决策和成本控制。

对于希望充分利用BIM潜力，并在快速发展的AEC领域保持领先地位的行业专业人士而言，紧跟这些趋势和创新至关重要。

BIM实施中的挑战

以下是在建筑行业实施BIM所面临的挑战，以及如何克服这些挑战：

实施成本

挑战：对于预算有限的小型企业或项目而言，BIM技术、培训和基础设施的初始投资可能是一个重大障碍。 克服挑战：政府激励措施、行业合作，以及日益普及的经济高效的BIM解决方案，有助于减轻经济负担。全面的培训计划，可使专业人士最大限度地发挥BIM的优势。

抵制变革

挑战：抵制采用新技术和工作流程变化可能会阻碍BIM的成功实施。利益相关者可能不愿意放弃传统做法。 克服挑战：改变管理策略、清晰地传达利益以及逐步实施可以消除阻力。提供实践培训，并展示早期采用者的成功案例可以建立团队之间的信心。

互操作性问题

挑战：不同BIM软件平台和文件格式之间的不兼容性，会阻碍项目利益相关者之间的无缝合作。 克服挑战：全行业的标准化工作、开放BIM原则以及互操作性协议的使用，有助于增强兼容性。合作平台和基于云的解决方案促进了更顺畅的数据交换。

数据安全问题

挑战：随着对基于云的合作的依赖越来越大，可能会出现对数据安全和隐私的担忧，尤其是在处理敏感的项目信息时。 克服挑战：实施强大的网络安全措施、加密协议，并遵守行业最佳实践，可以解决数据安全问题。选择注重安全性的知名云服务提供商至关重要。

BIM在建筑行业的未来前景

BIM在建筑行业的前景如下：

人工智能与机器学习的扩展集成

前景：BIM将与人工智能(AI)和机器学习(ML)算法进行更深入的集成。预测分析、风险评估和自动决策将变得更加复杂，从而提高项目效率。

更加注重可持续性

前景：BIM在可持续设计和施工中的作用将不断增强。BIM中的环境分析工具将更加先进，使利益相关者能够做出数据驱动的决策，以最大限度地减少对环境的影响。

数字孪生的广泛应用

前景：数字孪生将在建筑行业无处不在。这些由BIM数据提供支持的虚拟副本，将在资产管理、预测性维护和性能优化中发挥核心作用。

通过基于云的解决方案增强合作

前景：基于云的合作工具将继续发展，提供增强的实时合作、数据可访问性和项目管理功能。这将进一步促进项目利益相关者之间的全球合作。

标准化和监管支持

前景：BIM流程的行业标准化和监管支持的增加，将简化工作流程，并鼓励广泛采用。政府和监管机构将在推广BIM标准方面发挥关键作用。

增强现实(AR)集成

前景：增强现实（AR）将在BIM中发挥更突出的作用，为现场利益相关者提供项目可视化、质量控制和施工监控的沉浸式体验。

建筑业中的先进机器人

前景：BIM将与建筑项目中的先进机器人技术协同作用。砌砖、3D打印和现场检查等任务的机器人自动化将会增加，从而提高效率和安全性。

应对这些挑战并拥抱未来趋势，将使建筑行业充分发挥BIM的潜力，促进建筑环境中的创新、合作和可持续实践。

拥抱变化：用BIM构建未来

建筑信息模型(BIM)是建筑、工程和施工(AEC)行业的一股变革力量，它重新定义了项目的构思、设计和管理方式。随着城市和国家经历快速发展，建筑业成为这一扩张的核心。然而，在表面之下存在着可持续性、能源效率和环境问题等挑战。应对这些挑战需要创新工具，而BIM则成为关键解决方案。

而在快速发展的AEC领域，了解当前趋势和创新至关重要。行业专业人士必须应对挑战、拥抱创新，充分发挥BIM的潜力，促进建筑行业的合作、创新和可持续性。