BIM在土木工程的位置和可能性

本來第一篇我想先介紹一部分關於信息交換的一些基本概念。如上文中提到的，BIM的技術內核還是信息交換。 不過，由於本專欄的口號是「讓每個土木都能看懂BIM」，我還是決定把概念介紹後延，先來簡單探討一下BIM的身份認知問題。希望能給各位身處土木行業，同時對BIM感興趣的朋友們一個入門。

我第一次聽說BIM是在2014年，那是一朋友在聚餐時候提起的。彼時彼刻，我正在寫碩士階段的第一篇小論文，心裡打算著以後整天和有限元打交道的日子，聽過就罷了，全然沒在意。對於多數人來說，特別是正在學土木工程的學生，BIM好像一個突然蹦出來的事物，就如同當時的我。理論上這個方向的確屬於土木工程，但是另一方面根據我們所接觸到的信息，又似乎看不出和我們目前專業知識的聯繫。那麼，問題來了，BIM究竟在土木領域處於什麼位置呢？

筆者認為對BIM的理解需要兩個層次。第一層表示狹義上的BIM，就是Building Information Modeling的基本概念。第二層表示廣義上的BIM，可以理解為產生狹義BIM的知識背景，即土木工程信息學。今天來聊的就是這第二層含義。

2015年慕尼黑工大土木工程學院的幾個教授寫了一篇文章《現階段土木工程信息學的發展和挑戰（Aktuelle Entwicklungen und Herausfoerderungen der Bauinfomatik）》，文章的正文提到了土木工程信息學下的四個領域：工程（力學）計算、BIM、數字化工程管理和建築監測。當然，德國人普遍把這四類會歸納到土木工程信息學。在我們國內或許專業的分類會不同。筆者通過這篇文章內容的簡單介紹，是為了告訴大家，其實在研究生階段我們涉及到的有限元計算、結構檢測以及其中的信號處理，都是BIM的兄弟專業。把上述其他方向跟BIM比較土木工程的專業性，明顯BIM處於下風，可事實上BIM的作用是將這些專業領域的資源整合起來。BIM不僅是三維建模的工具，或者說能包含對象信息的三維建模，它更重要的功能，是利用其信息交換的內核，把工程計算、建築監測等方向結合起來，從而提高相關領域的工作效率。這也為BIM的發展提供了更多可能性。

去年底去慕尼黑的展會，慕尼黑工大（雖然我不在慕尼黑讀博士，不過我真的很粉他們。）搞CFD（Computational Fluid Dynamics）方向的一個博士，講BIM和CFD結合，進行了慕尼黑市中心的洪水模擬（下圖·），讓我大為驚艷。不過這個目前還在理論研究階段，什麼時候可能投入商業運營還是未知數。

上圖還提到了一個概念叫GIS（Geographic Information System 地理信息系統），整個慕尼黑市中心的房屋布局和地形信息就是通過GIS技術獲得的。GIS和BIM的結合運用是現在德國甚至歐洲比較火的方向了。去年展會上，三分之一的內容都是跟這個有關。這兩項技術的結合，不僅能用在已建成建築的維護上，也能用於正在建設中建築的監測和管理。

其他的方面，包括：Buildingsmart提出的OpenBIM的思想——旨在實現工程項目各階段各方面不同軟體之間的互操作性；將建築設計模型直接調整轉化為力學分析模型：工程管理軟體的雲端運營等。

總體來說，BIM真的是個非常寬泛的概念，但是這些可能性都是源於BIM的內核——數據交換。這個概念已經重複多次出現了，也將是我後面討論的重點。對於不少土木工程從業人員來說，BIM可能意味著一大堆專業軟體，希望今天的簡單介紹能對BIM這個紮根於土木，而廣於土木的的特點能夠有所了解。

這只是一篇簡單而正是的開場白。文中涉及到了一些較為專業的名詞概念和它們的應用，我會在後面的文章中進行介紹，也敬請期待。

（本文中的內容給予這段時間來筆者所參閱的文字材料和參觀某BIM展會後的心得。如果對內容有疑義，歡迎一起討論。）

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