建筑信息模型
建筑信息模型(BIM)
建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)是应用于建筑学、工程学及土木工程领域的新工具,以三维图形为主,可应用于建设工程项目的全寿命周期中。BIM属于数字化设计,其数据库是动态变化的,为项目参与各方提供了协同工作的平台,并能提供建筑物的几何信息、物理信息、规则信息等实际存在信息[1-2]。
BIM最初由Jerry Laiserin向公众推广,ArchiCAD是早期具有市场影响力的BIM核心建模软件[2]。其技术特征包括可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性,支持项目全生命周期建设与运营管理[10-11]。中国于2016年和2017年相继发布《建筑信息模型应用统一标准》和《建筑信息模型施工应用标准》国家标准[6-7]。2020年多部门联合印发指导意见,提出在建造全过程加大BIM等新技术的集成与创新应用,并加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用[3-4]。
2025年安徽省发布《市政基础设施工程建筑信息模型(BIM)审查技术标准(2025版)》和《市政基础设施工程建筑信息模型(BIM)审查数据标准(2025版)》[12]。2026年泉州市住房和城乡建设局转发《福建省住房和城乡建设厅关于加快推动建筑信息模型(BIM)全过程应用的通知》,同年中国建筑业协会发布团体标准《建筑信息模型数字成果元数据标准》(T/CCIAT0105-2026)[13][16]。青海省规定政府投资单体1万平方米以上公共建筑需采用BIM技术,并推进施工图BIM审查试点[14]。安徽建工集团通过BIM技术融合智能装备与数字孪生技术提升工程管控水平[15]。
目录
- 政策背景
- 简述
- 特点
- 软件
- 新兴技术与工具
- 定义
- 专业人才
- 国家标准
1. 政策背景
2020年7月3日,住房和城乡建设部联合国家发展和改革委员会、科学技术部、工业和信息化部、人力资源和社会保障部、交通运输部、水利部等十三个部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》。意见提出:加快推动新一代信息技术与建筑工业化技术协同发展,在建造全过程加大建筑信息模型(BIM)、互联网、物联网、大数据、云计算、移动通信、人工智能、区块链等新技术的集成与创新应用。[3]
2020年8月28日,住房和城乡建设部、教育部、科技部、工业和信息化部等九部门联合印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》。意见提出:大力推广建筑信息模型(BIM)技术。加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用。充分利用社会资源,共同建立、维护基于BIM技术的标准化部品部件库,实现设计、采购、生产、建造、交付、运行维护等阶段的信息互联互通和交互共享。试点推进BIM报建审批和施工图BIM审图模式,推进与城市信息模型(CIM)平台的融通联动,提高信息化监管能力,提高建筑行业全产业链资源配置效率。[4]
为深入贯彻国务院办公厅《关于促进建筑业持续健康发展的意见(国办发〔2017〕19号)文件精神,响应住房和城乡建设部等多部门联合印发的《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》,提高建筑工业化应用领域专业技术人员的专业知识与技术水平能力,培养符合新型建筑工业化领域发展趋势、满足企业用人需求的优质人才,中国建筑科学研究院认证中心决定联合北京中培国育人才测评技术中心共同开展建筑工业化应用工程师(建筑信息模型(BIM)技术)专业技术人员培训及等级考试工作。[5]
2025年,工程建设行业数字化转型进入深水区。BIM技术深度应用对空间数据的精度以及设计、施工、运维全链路数据的协同提出了更高要求。空间扫描技术作为构建数字化底座的核心支撑,正从“可选技术”升级为“必备工具”,为BIM应用提供了高效、精准的数据来源。[9]
2. 简述
BIM(Building Information Modeling)技术是Autodesk公司在2002年率先提出,已经在全球范围内得到业界的广泛认可,它可以帮助实现建筑信息的集成,从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结,各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中,设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作,有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。
BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息,还包含了非构件对象(如空间、运动行为)的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型,大大提高了建筑工程的信息集成化程度,从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。
BIM有如下特征:它不仅可以在设计中应用,还可应用于建设工程项目的全寿命周期中;用BIM进行设计属于数字化设计;BIM的数据库是动态变化的,在应用过程中不断在更新、丰富和充实;为项目参与各方提供了协同工作的平台。[1]中国相关部门已出台政策,加快推动新一代信息技术与建筑工业化技术协同发展,在建造全过程加大建筑信息模型(BIM)等新技术的集成与创新应用[3],并加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用[4]。中国已发布《建筑信息模型应用统一标准》(GB/T51212-2016)[6]与《建筑信息模型施工应用标准》(GB/T51235-2017)[7]等国家标准。
3. 特点
BIM具有以下五个特点:
可视化
可视化即“所见所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的,例如经常拿到的施工图纸,只是各个构件的信息在图纸上采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要建筑业从业人员去自行想象了。BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;建筑业也有设计方面的效果图。但是这种效果图不含有除构件的大小、位置和颜色以外的其他信息,缺少不同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化,由于整个过程都是可视化的,可视化的结果不仅可以用效果图展示及报表生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
协调性
协调是建筑业中的重点内容,不管是施工单位,还是业主及设计单位,都在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题,就要将各有关人士组织起来开协调会,找各个施工问题发生的原因及解决办法,然后作出变更,做出相应补救措施等来解决问题。在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,出现各种专业之间的碰撞问题。例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,在真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此阻碍管线的布置,像这样的碰撞问题的协调解决就只能在问题出现之后再进行解决。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题,也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,并提供出来。当然,BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设计布置的协调等。
模拟性
模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。例如:节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等;在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(三维模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟(基于4D模型加造价控制),从而实现成本控制;后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式,例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
优化性
事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程。当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化。优化受三种因素的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息,做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,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实际存在信息。复杂程度较高时,参与人员本身的能力无法掌握所有的信息,必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限,BIM及与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。[2]
可出图性
BIM模型不仅能绘制常规的建筑设计图纸及构件加工的图纸,还能通过对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化,并出具各专业图纸及深化图纸,使工程表达更加详细。
4. 软件
常用的BIM建模软件有:
- (1)Autodesk公司的Revit建筑、结构和设备软件。常用于民用建筑。
- (2)Bentley建筑、结构和设备系列,Bentley产品常用于工业设计(石油、化工、电力、医药等)和基础设施(道路、桥梁、市政、水利等)领域。
- (3)ArchiCAD,属于一个面向全球市场的产品,应该可以说是最早的一个具有市场影响力的BIM核心建模软件。[2]
随着工程测绘的数字化发展,BIM软件生态正与新兴空间扫描数据采集和云服务平台深度融合。例如,众趣科技的Qverse云服务平台生成的数据可无缝导入Autodesk Revit、AutoCAD等BIM核心建模软件,并通过API开放平台与各类BIM平台、项目管理系统实现数据互联互通,拓展了BIM软件的应用边界。[9]
5. 新兴技术与工具
空间扫描技术作为数字化底座的核心支撑,正从可选技术升级为必备工具,重构工程测绘全流程以适配BIM技术深度应用。[9]
高精度三维激光扫描技术具备模型误差控制在10mm以内的毫米级精度、单站扫描仅需30秒的快速采集和单人即可完成的轻量化操作等特点,能高效克隆物理空间,为BIM模型提供精准现状数据。[9]
集成的云服务平台实现自动化处理,30分钟内即可完成场景重建与BIM/CAD数据生成,支持在线协同管理与多维应用,构成覆盖工程全生命周期的BIM数据应用生态。[9]
随着AI技术与空间扫描的深度融合,将实现智能缺陷识别、自动路径规划、动态数据更新等进阶功能,推动BIM向更智能方向发展。[9]
6. 定义
BIM(Building Information Modeling)技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,通过对建筑的数据化、信息化模型整合,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
这里引用美国国家BIM标准(NBIMS)对BIM的定义,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)在设施的不同阶段,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。[2]
7. 专业人才
建筑工业化应用工程师(建筑信息模型(BIM)技术)[5]
8. 国家标准
2015年8月27日,中华人民共和国住房和城乡建设部发布《工业化建筑评价标准》国家标准,编号为GB/T51129-2015,自2016年5月1日起实施。本标准由中国建筑科学研究院、住房和城乡建设部住宅产业化促进中心主编,由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。[8]
2016年12月2日,中华人民共和国住房和城乡建设部发布《建筑信息模型应用统一标准》国家标准,编号为GB/T51212-2016,自2017年7月1日起实施。本标准由中国建筑科学研究院主编,由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。[6]
2017年5月4日,中华人民共和国住房和城乡建设部发布《建筑信息模型施工应用标准》国家标准,编号为GB/T51235-2017,自2018年1月1日起实施。本标准由中国建筑科学研究院、中国建筑股份有限公司主编,由住房和城乡建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。[7]
* 本页内容整理自公开百科信息,仅供知识参考。BIM相关标准及应用以现行国家标准和主管部门最新文件为准。
它和传统图纸差在哪儿
传统做法是把设计意图画成一张张二维图,施工方靠看图去想象空间。而这项技术先把整栋建筑在计算机里搭出来,墙、梁、板、门窗、管线都是带有属性的实体,改动一处,相关的平面、剖面与明细随之同步更新。它既是信息的载体,也是各方共用的一本账,竣工验收之后仍能继续服务于运维阶段。说白了,图纸是“看”的,模型是“用”的——前者告诉你哪里有一堵墙,后者还告诉你这堵墙多厚、什么材质、什么时候砌、归谁维护。
模型里头都装了些什么
模型的最小单位称为元素,既包含梁柱墙板、门窗设备、管线管件这些实体构件,也包含建造过程、资源安排等有形之外的内容。国际相关组织对它的理解分为三层:生成并应用信息的业务过程,设施物理与功能特性的数字化表达,以及借助数字模型去组织和控制业务的活动。通俗地说,既是造物的行为,也是造出来的那个产物。这三层意思经常被混着用,有人谈的是干活的方式,有人谈的是电脑里的那个东西,还有人谈的是用模型管项目的那套办法——聊之前先对一下在说哪一层,能省不少误会。
精细程度如何表达
模型并非越细越好,行业里通常用模型细度来说明各系统的元素被刻画到了什么程度:早期也许只需表达大致体量与位置,往后才逐步补充尺寸、材质、工艺与安装要求。不同专业在同一阶段的交付标准若不提前谈定,后期整合时就会反复返工。这类规范多由专业协会编制,实践中常被直接引用。一个常见的坑是:结构专业把柱子画到了钢筋级别,机电专业却还停在管线走向示意,两边一合,谁也接不上谁。所以细度这件事,关键不在“多细”,而在“对齐”。
能用在这些环节上
用武之地贯穿始终:设计阶段做碰撞检查,让管线打架在出图之前化解;施工阶段用于工程量统计、进度推演与场地布置;竣工交付后还能带着设备编号、保修期限与能耗数据进入运维。继续往前,与云计算、大数据、虚拟现实、模块化建造等方向的结合,也为绿色建筑的量化评价提供了条件。比如碰撞检查这一项,过去靠各专业对着图纸“找茬”,现在把模型合到一起,电脑自动跑一遍,哪根风管穿了梁、哪条桥架压了水管,一目了然——省下的不只是时间,还有返工拆改的真金白银。
落地时常见的几道坎
推行并不轻松。建模与协同的工作量下沉到设计前端,收益却要到施工与运维才看得见,短期很难说服每一位参建方;不同软件平台的数据互通常有障碍,交付习惯也参差;既懂业务又懂模型的人手不足,培训成本不低。稳妥做法是先小范围试点,把交付标准、软件版本与协同流程写进合同,再逐步铺开。说到底,这不是买一套软件就能解决的事,它动的是各方的协作方式和利益分配——谁多干了活、谁先尝到甜头,这些账算不清楚,工具再好也推不动。
常见问题
用了这套办法就一定省钱吗?
未必。它能提前暴露碰撞与错漏、减少返工,但前期建模、培训与协同会增加开支,是否划算取决于项目复杂程度与推行的深度。
中小型项目值不值得上?
可以有选择地做。先在管线综合、工程量统计这类价值明显的环节试用,谈妥交付标准后再逐步扩展,避免为建模而徒增工作量。
参建各方软件不统一怎么办?
在合同中约定统一的交付格式与版本,锁定命名规则和坐标基准,定期进行模型整合与碰撞校验,必要时约定中间数据交换标准。