1.1 BIM的概念及特点
在BIM出现以前，3ds Max、SketchUp等三维可视化设计软件已成为二维设计软件（CAD）的有效补充，即便如此，它们依然未对建筑行业造成颠覆性影响。BIM所代表的先进的三维数字设计解决方案，能够从根本上将建筑设计师、结构工程师和机电工程师的三维设计方案与成果展现出来。
基于三维的设计方法的出现，彻底突破了设计师和工程师之间长期存在的协同工作瓶颈，使得各专业的设计反馈能够及时传达给相关工作伙伴。过去由设计师定好平面方案后，反复调整剖面、立面的无效工作全部被相互关联、自动更新的BIM模型所代替，这样，设计师和工程师可以省出大量时间去做真正的设计工作，这将大大提高设计企业的产品质量。
1.1.1 BIM的概念
BIM这一方法和理念由Autodesk公司在2002年率先提出：BIM是基于先进的三维数字设计解决方案所构建的“可视化”数字建筑模型，如图1-1所示。BIM主要为设计师、建筑师、水电暖铺设工程师、开发商和最终用户等各环节人员提供“模拟和分析”的科学协作平台，帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造和运营管理。
图1-1
对设计师、建筑师和工程师而言，应用BIM不仅要将设计实现从二维到三维的转变，更需要在设计阶段贯彻协同设计、绿色设计和可持续设计理念，其最终目的是使整个工程项目在设计、施工和使用等各阶段都能够有效地实现节约能源、降低成本、减少污染和提高效率，如图1-2所示。
图1-2
所谓建筑信息模型（BIM），是指通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，在这里，信息的含义不仅仅是几何形状描述的视觉信息，还包含大量非几何信息，如材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价和采购信息等，如图1-3所示。总之，BIM就是通过数字化技术，在计算机中创建一个虚拟建筑。一个建筑信息模型就是提供了一个单一的、完整逻辑的建筑信息库。
图1-3
建筑信息模型（BIM）的技术核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，不仅包含了建筑师的设计信息，还可以容纳从设计到建成使用，甚至使用周期终结的全过程信息，这些信息始终建立在一个三维模型数据库中。
建筑信息模型（BIM）可以持续即时地提供项目设计范围、进度和成本信息，这些信息完整可靠并且完全协调。建筑信息模型（BIM）能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问，使建筑师、工程师、施工人员以及业主可以清楚全面地了解项目。这些信息在建筑设计、施工和管理过程中能加快决策进度、提高决策质量，从而使项目质量提高、收益增加。
建筑信息模型（BIM）的应用不仅仅局限于设计阶段，而是贯穿于整个项目全生命周期的各阶段：设计、施工和运营管理。BIM电子文件将可在参与项目的各建筑行业和企业间共享。
利用BIM技术，建筑设计专业人员可以直接生成三维实体模型，结构专业人员则可取其中墙材料强度及墙上孔洞大小进行计算，设备专业人员可以据此进行建筑能量分析、声学分析、光学分析等，施工单位则可取其墙上混凝土类型、配筋等信息进行水泥等材料的备料及下料，发展商则可取其中的造价、门窗类型、工程量等信息进行工程造价总预算、产品订货等，而物业单位也可以用其进行可视化物业管理。BIM在整个建筑行业从上游到下游的各企业间不断完善，从而实现项目全生命周期的信息化管理。
1.1.2 BIM的特点
BIM主要具有4个特点：可视化、协调性、模拟性和优化性。
1．可视化
对于BIM来说，可视化是其中的一个固有特性，BIM的工作过程和结果就是建筑物的实际形状（三维几何信息），加上构件的属性信息（如门的宽度和高度）和规则信息（如当墙删除后，墙上附着的门窗会一并自动删除；当附着在墙上的门窗删除后，原有门窗洞口的墙体会自动封闭）。
在BIM的工作环境中，由于整个过程是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来汇报和展示，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化状态下进行，如图1-4所示。
图1-4
2．协调性
BIM是项目经理们解决多方协调问题的最有效手段。通过使用BIM技术、建立建筑物的BIM模型，可以完成大量各专业间的设计协调工作，还能在设计过程中预先发现“碰撞打架”现象，如图1-5所示。
图1-5
3．模拟性
BIM能动态表达建筑物的实际状态，实现“设计—分析—模拟”一体化。目前基于BIM的模拟有以下几类。
（1）设计阶段：日照模拟、视线模拟、节能（绿色建筑）模拟、紧急疏散模拟和CFD模拟等。
（2）招投标和施工阶段：4D模拟（包括基于施工计划的宏观4D模拟和基于可建造性的微观4D模拟）、5D模拟（与施工计划匹配的投资流动模拟）等。
（3）销售运营阶段：基于Web的互动场景模拟，基于实际建筑物所有系统的培训和演练模拟（包括日常操作、紧急情况处置）等。
4．优化性
整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，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状态信息（几何信息、物理信息和规则信息）。目前，基于BIM的优化可以做以下工作。
（1）项目方案优化：把项目设计和投资回报分析加以集成，设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来；这样业主对设计方案的选择便不会主要停留在对形状的评价上。
（2）特殊（异形）设计优化：裙楼、幕墙、屋顶和大空间到处可以看到异形设计，这些内容看起来占整个建筑的比例不大，但是占投资和工作量的比例却往往要大得多，而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方，对这些内容的设计、施工方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。
（3）限额设计：BIM可以让限额设计名副其实。