1.1 BIM的概念与发展

1.1.1 BIM的基本概念

建筑信息模型的英文是Building Information Modeling，缩写为“BIM”，是指在建设工程及设施的规划、设计、施工以及运营维护阶段全生命周期创建和管理建筑信息的过程，全过程应用三维、实时、动态的模型涵盖了几何信息、空间信息、地理信息、各种建筑组件的性质信息及工料信息。对这一概念进行解释可以参考美国国家BIM标准：

1）BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达。为了满足工程在不同阶段的表达，BIM模型应有不同的表达深度，称为模型深度等级（Level of Detail，LOD）。例如，对于建筑而言，在方案阶段可仅表达为具有高度和外观轮廓的基本几何图形，而在施工图阶段，应表达包括墙、门、窗细节在内的更深层级的模型。国际上，通常采用LOD 100至LOD 500来表达不同阶段的模型深度，如图1-1所示。通常，LOD 100用来表达概念方案阶段的模型深度，LOD 200用来表达初设阶段的模型深度，LOD 300用来表达施工图阶段的模型深度，LOD 400用来表达施工阶段的模型深度，LOD 500用来表达竣工阶段的模型深度，通常LOD 500与LOD 400在模型深度上是一致的，由于LOD 500侧重于运营交付，因此二者在信息的深度要求上完全不同。随着BIM应用的发展，现在又发展出LOD 350的概念，用来表达在施工图阶段至施工之前的深化阶段模型深度。不同的LOD等级决定着模型的详细程度，也决定着BIM模型的成果要求，是BIM领域中非常重要的概念。

我国住房和城乡建设部在2019年6月1日正式实行的国家标准《建筑信息模型设计交付标准》(GB/T 51301—2018)中，对模型深度等级做了进一步的定义。在标准中，模型深度等级被定义为“模型精细度”，并定义了LOD 1.0至LOD 4.0的模型精细度基本等级，建筑信息模型包含的最小模型单元应由模型精细度等级衡量。通过指定在不同等级中出现的最小模型单元，来描述LOD的等级，见表1-1。

在《建筑信息模型设计交付标准》中，规定了四种模型单元分级，分别为项目级模型单元、功能级模型单元、构件级模型单元和零件级模型单元。各模型单元的基本分级及用途见表1-2。

同时，该标准中还规定了在确定LOD的前提下，BIM模型的几何表达深度与信息深度的指标。其中几何表达深度用代号G表示，并规定了G1至G4四个基本的几何表达精度等级；信息深度等级用代号N表示，并规定了N1至N4四个基本的信息深度等级。在不同的模型精度等级下，针对需求可选择不同的几何精度及信息深度方式，以满足BIM模型的几何及信息的表达要求。在满足设计深度和应用需求的前提下，应选取较低等级的几何表达精度。表1-3与表1-4分别列举了几何表达精度和信息深度等级的等级划分。

《建筑信息模型设计交付标准》中关于模型深度的规定仅作为基本规定，可根据项目的应用需求、扩展或修改BIM模型的深度要求。在《建筑信息模型设计交付标准》中将BIM模型划分为模型深度等级、几何表达精度以及信息深度等级几个维度，在使用时十分灵活，可以根据项目的需求，自由组合。例如，针对某机电深化BIM应用环节，可定义结构专业的模型的深度为LOD 2.0，几何深度等级为G 2.0，信息深度等级为N 1.0，而机电专业（水、暖、电）的模型的深度为LOD 3.0，几何深度等级为G 3.0，信息深度等级为N 2.0。

2）BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关某个设施的信息，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。建筑全生命周期管理（Building Lifecycle Management，BLM）是将工程建设过程中包括规划、设计、招标投标、施工、竣工验收及物业管理等作为一个整体，形成衔接各个环节的综合管理平台，通过相应的信息平台，创建、管理及共享同一完整的工程信息，减少工程建设各阶段衔接及各参与方之间的信息丢失，提高工程的建设效率。图1-2所示为BIM在建筑全生命周期过程中信息传递的方式。

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可以同时代表“Building Information Modeling”（建筑信息模型）和“Building Information Management”（建筑信息管理）的含义和内容。就概念的侧重点不同而言，“Building Information Modeling”（建筑信息模型）关注的重点是模型的资源特性与数字化表达；“Building Information Management”（建筑信息管理）关注的重点是基于模型信息对工程项目全生命期信息共享的业务流程的组织和控制；BIM已由侧重于数字信息模型的创建，衍生为包括前两个概念在内的涵盖创建、管理与运用的总体范围。

美国buildingSMART联盟主席Dana K.Smith认为BIM就是一种把数据转化为信息、从中获得知识、推动我们智慧行动的机制，形成数据（Data）——信息（Information）——知识（Knowledge）——智慧（Wisdom）的工程建设信息化链条。

1.1.2 BIM在我国的发展

21世纪前BIM处于理论研究阶段，对BIM的研究由于受到计算机硬件与软件水平的限制，BIM仅能作为学术研究的对象，很难在工程实际应用中发挥作用。

进入21世纪，BIM的研究和应用取得突破性进展。计算机软硬件水平的迅速发展以及对建筑生命周期的深入理解，推动了BIM技术的不断前进。

BIM在国内的发展起步较晚，很长一段时间只是停留在BIM软件的应用上。目前，BIM已被行业内普遍认可，深入应用的需求正在不断加剧，发展已经进入深水区，如何利用模型的信息成为了行业关注的焦点。

2015年6月，住房和城乡建设部印发了《关于推进建筑信息模型应用的指导意见的通知》，通知中提到“到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用。”BIM技术已经成为支撑我国工程行业发展的重要技术。

设计阶段的BIM应用模式已基本固定，施工阶段和运维阶段的成熟应用模式还未形成。我国BIM发展过程见表1-5。

自从BIM走进我国市场以来，便在我国建筑行业掀起了BIM热潮，无论是建筑类大学的教授，还是建筑行业的精英都纷纷进行研究与应用，BIM在我国受到了高度重视。BIM应用在我国的工程项目上更是层出不穷，例如我国第一高楼上海中心、北京第一高楼中国尊、华中第一高楼武汉中心等。

目前我国对BIM的应用集中处于设计、施工阶段，随着建设单位和运营单位对BIM的认识逐渐增加，万达、龙湖等大型房地产商也在积极探索与应用BIM进行项目管理应用。一项针对设计企业以及施工企业应用BIM的主要因素调查表明，设计企业与施工企业应用BIM的驱动因素并不相同（见表1-6），BIM正在我国的工程建设中取得巨大的应用价值。