第一章　建筑信息模型（BIM）概论

第一节　BIM的起源

20世纪60年代，计算机图形学的诞生，推动了计算机辅助设计（Computer- Aided Design，CAD）的蓬勃发展。CAD技术将建筑师和工程师从繁重的手工绘图劳动中解放出来，转向了运用计算机绘图的工作常态，从而实现了工程设计领域的第一次信息革命。在建筑界的计算机辅助建筑设计（Computer-Aided Architectural Design，CAAD）发展过程中，美国人查理斯·伊斯曼（Charles Eastman）经过长期的CAAD研究，指出采用CAAD技术进行二维状态的设计仍然存在诸多问题。如建筑物的同一部位要通过多张图纸多次描述才能体现其准确性，因此产生过多图纸；而同一部位的修改也涉及多张图纸的修改，从而增加设计师工作的复杂程度；人工从图纸获取信息的成本仍然很高。在对这些问题的分析基础上，查理斯·伊斯曼提出了采用数据库技术建立建筑描述系统（Building Description System，BDS）以达到解决上述问题的目的，即BIM 的雏形的产生。

20世纪70年代，查理斯·伊斯曼在他的专著《建筑产品模型：支撑设计和施工的计算机环境》中介绍了STEP标准[1]和IFC标准[2]，论述了建模的概念、支撑技术和标准，并提出了开发用于建筑设计、土木工程和建筑施工的数字化表达方法的概念、技术和方法，为下一代建筑模型研究奠定了基础。由于他在BIM 的研究中所做的开创性工作，成为BIM 概念系统理论的创立者，因此被人们成为“BIM 之父”。

20世纪80年代，微型计算机和图形工作站的采用促进了建筑软件的开发与运用。英国ARC公司研制的BDS和GDS系统，通过应用数据库将建筑师、结构工程师和其他专业工程师的工作集成在一起，大大提高了不同工种间的协调水平。日本清水建设公司和大林组公司分别研制出STEP和TADD系统，实现了不同专业的数据共享，基本实现能支持建筑设计的每一个阶段。英国GMW 公司开发的RUCAPS（Really Universal Computer Aided Prouduction Syetem）软件系统采用三维（以下称3D）构件来构件建筑模型，系统中有一个可以储存模型中所有构件的关系数据库，还包括许多用户系统，可满足多人在同一模型上工作。计算机网络通信技术的发展，为建筑信息技术的应用创造了良好的条件，软件开发商争相建立信息化的建筑模型。最早进行建筑信息模型应用的是匈牙利的Graphisoft公司，其在1987年描述了虚拟建筑（Virtua1 Building，VB）的概念，并把这一概念应用于ArchiCAD3.0的开发中。Graphisoft公司声称：虚拟建筑就是设计项目的一体化3D计算机模型，包含所有的建筑信息，并且可视、可编辑、可定义。运用虚拟建筑不但可以实现对建筑信息的控制，而且可以从同一个文件中生成施工图、渲染图、工程量清单，甚至虚拟实境的场景。虚拟建筑概念可用在建筑工程的各个阶段：设计、出图、与客户的交流和建筑师之间的合作，ArchiCAD在当时成为运行在个人计算机上最先进的建筑设计软件。

1997年，美国Revit技术公司（Revit Techno1ogy Corporation）成立，并研发出建筑设计软件Revit。该软件采用了参数化数据建模技术，实现了数据的关联显示、智能互动，代表着新一代建筑设计软件的发展方向。美国Autodesk公司在2002年收购了Revit技术公司，使Revit这款设计软件成了Autodesk旗下的产品。在宣传推广Revit产品的过程中，Au1odesk公司首次提出建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）的概念。至此，BIM 这个技术术语正式产生。目前BIM 这一名称已经得到学术界和其他软件开发商的普遍认同。值得注意的是，Revit是BIM 软件的杰出代表和最流行软件，但它只是BIM 设计软件，完整意义上的BIM 软件包括建筑项目生命周期各种软件，而不仅仅只是BIM 设计软件。

BIM 技术使得设计师从二维（2D）设计转向三维（3D）设计，使设计包括相互作用且具有明确定义的元素，并可从相同描述中获得剖面图、平面图、轴测图或透视图等；对于任何部位的设计改变都可同步进行，减少重复设计劳动；3D技术可通过计算机预先建立一个虚拟建筑物，该建筑上每一个构件、部位的几何属性和物理属性都和实际将要建造的建筑物完全一致，并将建筑物各种信息附加于该建筑模型上，形成建筑信息模型。该模型能实现各使用方的协同工作，实现从单一设计交付到为建筑全生命周期的模型支持的转变。这必将引发整个建筑界的第二次革命。