BIM名词与术语

自己在查阅BIM相关资料的时候经常碰到用英语缩写表示的专业名词和术语，也常常有同行互相之间询问类似的问题，忽然认识到有必要做一点这方面的工作，或许能对目前来为数还不是很多但数量正在急剧增加的BIM同道中人有所裨益。

事实上，要理解和掌握一种新技术或者新方法，首当其冲的一定是首先要了解与之相关的一系列名词和术语的含义。BIM也不例外，跟BIM相关的常见名词和术语也有数十个之多，对这些名词和术语的把握是进入BIM研究和应用的第一道门槛。

大家知道，BIM的发源地在美国，因此大部分与BIM相关的名词和术语是英文单词首字母的缩写（俗称“三字经”，因为这样的缩写以三个字母的居多），在“BIM名词和术语”这个系列的文章里面，我们将按照下列模式作为标题来对与BIM相关且已经成型和常用的名词和术语进行一个比较系统的介绍：

- 标题模式：英语缩写 - 英语全文 - 汉语翻译

- 标题举例：BIM - Building Information Modeling - 建筑信息模型

从汉语科技资料的习惯和实际使用情况来看，常用的名词和术语基本上都会使用英语缩写，汉语翻译通常只在英语缩写第一次出现的时候加以说明或解释。

例如，对“计算机辅助设计”这个专业名词或术语来说，今天不管是口语还是书写大家真正使用的都是CAD，除了第一次出现的时候在括号里面加以说明外，还有多少机会使用“计算机辅助设计”或“计算机辅助绘图”这个汉语名词（或者说汉语翻译、汉语解释、汉语术语）呢？这样的例子还有很多，CAE/CFD/CAFM/ERP/PDM/VR就是业内经常使用的其中另外一些英文缩写名词和术语。

这是一件有意义的事情，但个人的水平和力量非常有限，因此衷心希望来自五湖四海的专家和同行一起参与建议和讨论，帮助大家梳理和理解跟BIM有关的常用名词和术语，为BIM技术在我国工程建设行业的普及应用添砖加瓦。

1、BIM - Building Information Modeling - 建筑信息模型

这个标题的内容大家都不陌生，对于其中的中文名词或者术语而言，准确一点说应该叫做“建筑信息建模”、“建筑信息模型方法”或者“建筑信息模型过程”更为贴切，但约定成俗，就叫“建筑信息模型”吧，只是大家在交流的时候应该记住BIM或“建筑信息模型”是指“Building Information Modeling”，而不是“Building Information Model”。

BIM的定义或解释有多种版本，个人认为McGraw Hill（麦克格劳.希尔）在2009年名为“The Business Value of BIM”的市场调研报告中对BIM的定义比较简练、清晰、易记，也容易传播：

BIM是利用数字模型对项目进行设计、施工和运营的过程。

美国国家BIM标准对BIM的含义进行了如下四个层面的解释，内容颇为完整（也免不了有些许艰深）：

- 一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达

- 一个共享的知识资源

- 一个分享有关这个设施的信息，为该设施从概念开始的全生命周期的所有决策提供

可靠依据的过程

- 在项目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应其各自职责的协同作业

2、BIM Model - Building Information Model - BIM模型

由于约定成俗把BIM和建筑信息模型用在了Building Information Modeling身上，我们就又一次约定成俗把Building Information Model叫做BIM模型。

BIM模型是BIM这个过程的工作成果，或者说上一节BIM定义中那个为建设项目全生命周期设计、施工、运营服务的“数字模型”。

目前在实际工作中，一个建设项目的BIM模型通常不是一个，而是多个在不同程度上互相关联的用于不同目的的数字模型，虽然在逻辑上，我们可以把跟这个设施有关的所有信息都放在一个模型里面。

一个项目常用的BIM模型有以下几个类型：

- 设计和施工图模型

- 设计协调模型

- 特定系统的分析模型

- 成本和计划模型

- 施工协调模型

- 特定系统的加工详图和预制模型

- 竣工模型

3、BIM Authoring Software - BIM建模软件

通常业界同行说的BIM软件大多数情况下是指“BIM建模软件”，而真正意义上的BIM软件所包含的范围应该更广一些，包括BIM模型检查软件、BIM数据转换软件等。为防止可能出现的混淆，个人觉得还是使用BIM建模软件比较稳妥一些，如果我们把BIM定义为利用数字模型服务于建设项目全生命周期各项工作的过程的话。

下面是目前具备一定市场影响力的几个主要用于工业与民用建筑类项目的BIM建模软件：

- Autodesk公司的Revit系列

- Bentley公司的Bentley Architecture系列

- Gery Technology公司的Digital Project

- Graohisoft公司的ArchiCAD

- Nemetschek公司的AllPLAN（Vectorworks）

4、NBIMS - United States National Building Information Modeling Standard - 美国国家BIM标准（简称美国BIM标准）

下图是2007年由美国建筑科学研究院（NIBS - National Institute of Building Sciences）发布的美国国家BIM标准封面的一部分：

封面传递了有关美国国家BIM标准的如下信息：

- 目前的BIM标准是“第一版 - 第一部分”，包括“概论、原理和方法”，这个标准尚处于发展的初期

- BIM标准的目的是“通过开放和互通的信息交换来改造建筑供应链”

美国BIM标准现在这个版本包括下面几个部分：

第一章 美国BIM标准导论

第二章 美国BIM标准序言

第三章 信息交换概念

第四章 信息交换内容

第五章 美国BIM标准开发过程

美国BIM标准将由为使用BIM过程和工具的各方定义相互之间数据交换要求的明细和编码组成，计划中将完成的工作包括：

a）出版交换明细用于建设项目生命周期整体框架内的各个专门业务场合

b）出版全球范围接受的公开标准下使用的交换明细编码作为参考标准

c）促进软件厂商在软件中实施上述编码

d）促进最终用户使用经过认证的软件来创建和使用可以互通的BIM模型交换

5、NCS - United States National CAD Standard - 美国国家CAD标准（简称美国CAD标准）

NCS也是同行在研究实施BIM时经常会碰到的一个名词，这就是美国CAD标准的简写。

美国CAD标准是惟一一个在设计、施工和设施管理行业使用的全面完整的CAD标准，其目的是实现建筑业设计、施工、运营领域对CAD标准的广泛使用，从而建立起一套服务于设计和制图过程的共同语言。

美国CAD标准的使用将帮助各类机构去除目前正在承担的多余费用，包括维护企业标准、培训新员工、协调团队成员之间的实施等。

同时，2D标准将在朝BIM软件系统和基于对象的3D标准的转换中承担关键角色。

目前的美国CAD标准是第四版（Version 4.0），包括以下主要内容：

第一章 导论

第二章 图形文件组织

第三章 图形概念

第四章 图层分配

第五章 标准符号

引言：诚如以下正文所言，谈BIM一定离不开谈数据交换，谈数据交换一定离不开谈IFC。博主的IFC功力十分有限，因此特地请了中国BIM门户 - www.ChinaBIM.com的掌门人黄锰钢先生在这里给各位同行介绍IFC有关的名词和术语，下面的文字除标题编号外均为黄锰钢先生原文。谢谢黄锰钢先生！

6、IFC - Industry Foundational Classes - 工业基础类（IFC标准）

谈BIM必谈数据共享和交换，谈数据共享和交换就不得不谈谈数据标准。标准的建立是解决信息交换与共享问题的关键。为此，buidingSMART国际组织（即International Alliance for Interoperability, IAI) 发布了Industry Foundation Classes（IFC），中文译名为“工业基础类”，但业者更习惯于称之为“IFC标准”。

6-1 IFC标准的目标

IFC标准的目标是为建筑行业提供一个不依赖于任何具体系统的，适合于描述贯穿整个建筑项目生命周期内产品数据的中间数据标准（neutral and open specification），应用于建筑物生命周期中各个阶段内以及各阶段之间的信息交换和共享。

6-2 IFC标准的定义和内容

IFC标准是一个计算机可以处理的建筑数据表示和交换标准（我们传统的CAD图纸上所表达的信息只有人可以看懂，计算机无法识别一张图纸所表达的信息）。IFC Schema（IFC 大纲）是IFC 标准的主要内容。IFC Schema提供了建筑工程实施过程所处理的各种信息描述和定义的规范，这里的信息既可以描述一个真实的物体, 如建筑物的构件, 也可以表示一个抽象的概念, 如空间、组织、关系和过程等。IFC Schema（由下至上）整体由资源层、核心层、共享层和领域层4 个层次构建，如下图所示：

- 资源层（ Resource layer）：包含了一些于具体建筑的通用信息的实体（entities），如材料、计量单位、尺寸、时间、价格等信息。这些实体可与其上层（核心层、共享层和领域层）的实体连接，用于定义上层实体的特性。

- 核心层 （Core Layer）：提炼定义了一些适用于整个建筑行业的抽象概念，如actor, group, process, product, control, relationship等等。比如说，一个建筑项目的空间、场地、建筑物、建筑构件等都被定义为Product实体的子实体，而建筑项目的作业任务、

工期、工序等则被定义为Process和Control的子实体。

- 共享层（Interoperability layer）：分类定义了一些适用于建筑项目各领域（如建筑设计、施工管理、设备管理等）的通用概念，以实现不同领域间的信息交换。比如说，在Shared Building Elements schema中定义了梁、柱、门、墙等构成一个建筑结构的主要构件；而在Shared Services Element schema中定义了采暖、通风、空调、机电、管道、防火等领域的通用概念。

- 领域层（Domain Layer）：分别定义了一个建筑项目不同领域（如建筑、结构、暖通、设备管理等）特有的概念和信息实体。比如说，施工管理领域中的工人、施工设备、承包商等，结构工程领域中的桩、基础、支座等，暖通工程领域中的锅炉、冷却器等。

以上是笔者根据自己的理解总结的IFC相关概念和IFC Schema中各层所包含的内容，由于描述过程中涉及很多计算机和信息学专业词汇（笔者尽量用非信息学词汇表达以便建筑和工程师们阅读），也由于笔者知识和理解有限，因此在表达上难免有不当之处，望予谅解。

IFC标准已被接收成为了ISO 标准（ISO/PAS 16739）。各大BIM软件商如Autodesk、Bentley、Graphisoft、GT、Tekal、Progman等均宣布了各自旗下软件产品对IFC标准的支持，但实现真正基于IFC标准的数据共享和交换还有很长一段路要走。

IFC标准使用形式化的数据规范语言EXPRESS 来描述建筑产品数据。EXPRESS语言定义在STEP国际标准中。下面，我们简单介绍STEP标准和EXPRESS语言。

7、STEP - Standard for teh Exchange of Product Model Data - 产品数据交换

标准（STEP标准）

国际标准化组织(ISO)工业自动化与集成技术委员会(TC184)下属的第四分委会(SC4)开发的Standard for the Exchange of Product Model Data (STEP)，中文译为“产品数据交换标准”，也称“STEP标准”，是一个计算机可读的关于产品数据的描述和交换标准。它提供了一种于任何一个CAX系统的中性机制来描述经历整个产品生命周期的产品数据。STEP标准已成为ISO国际标准（ISO 10303）。

8、EXPRESS/EXPRESS-G - EXPRESS/EXPRESS-G语言

EXPRESS是一种表达产品数据的标准化数据建模语言（data modeling language），定义在ISO 10303-11中。EXPRESS-G是EXPRESS语言的图形表达形式。EXPRESS和EXPRESS-G是IFC Schema使用的数据建模语言。只有能看懂EXPRESS和EXPRESS-G，才能看懂IFC Schema。关于EXPRESS和EXPRESS-G的入门材料，请见扩展阅读内容。

9、NIBS - National Institute of Building Sciences - 美国建筑科学研究院

大家知道，美国建筑科学研究院是美国国家BIM标准（NBIMS）的研究和发布机构，大量的BIM及其关联概念、技术、方法、流程、资料都跟这个机构有关。

美国国家建筑科学研究院是根据1974年的住房和社区发展法案（the Housing and Community Development Act of 1974）由美国国会批准成立的非营利、非组织，作为建筑科学技术领域沟通和私营机构之间的桥梁。

NIBS的使命是通过支持建筑科学技术的进步改善建成环境（built environment，与

自然环境 - natural environment对应）来为国家和公众利益服务。NIBS集合、专家、行业、劳工和消费者的利益，专注于发现和解决影响既安全又支付得起的居住、商业和工业设施建设的问题和潜在问题。NIBIS同时为私营和公众机构就建筑科学技术的应用提供权威性的建议。

NIBS奉命每年为美国总统提供一份建筑科学技术方面的年度报告。

美国建筑科学研究院包括下列专业委员会和专项计划：

- 咨询委员会（Consulatative Council）

- 安全和灾害预防（Secuity and Disaster Preparedness）

* 建筑抗震安全委员会（Building Seicmic Safety Council）

* 多重灾害减缓委员会（Multihazard Mitigation Council）

* 多重灾害风险评估（Multihazard Risk Assessment）

- 设施性能和可持续（Facility Performance and Sustainability）

* 建筑围护技术和环境委员会（Building Enclosure Technology and Environment Council）

* 高性能建筑委员会（High Performance Building Council）

* 国家设备绝缘保温委员会（National Mechanical Insulation Committee）

- 信息资源和技术（Information Resources and Technologies）

* buildingSMART联盟（buildingSMART Alliance）

* 整体建筑设计指南和施工准则基础（Whole Building Design Guide and Construction Criteria Base）

* ProjNet - 在线项目设计、招标、施工协同管理系统

* 设施维护和运营委员会（Facility Maintenance and Operation Committee）

* 整体建筑试运行（Total Building Commissioning）

* 国家教育设施信息情报交换所（National Clearinghouse for Educational Facilities）

10、bSa - buildingSMART alliance - buildingSMART联盟

从上面对NIBS的介绍我们可以了解到，buildingSMART联盟是美国建筑科学研究院在信息资源和技术领域的一个专业委员会。

buildingSMART联盟成立于2007年，是在原有的国际数据互用联盟（IAI - International Alliance of Interoperability）的基础上建立起来的。

2008年底，原有的美国CAD标准和美国BIM标准成员正式成为buildingSMART联盟的成员。

据估计，建筑业设计、施工的无用功和浪费高达57%，而制造业只有26%，buildingSMART联盟认为通过改善我们提交、使用和维护建筑信息的流程，建筑行业完全有可能在2020年消除高出制造业的那部分浪费（31%），按照美国2008年大约1.2万亿美元的设计施工投入计算，这个数字就是每年将近4000亿美元。buildingSMART联盟的目标就是建立一种方法抓住这个每年4000亿美元的机会，以及帮助应用这种方法通往一个更可持续的生活标准和更具生产力及环境友好的工作场所。

buildingSMART联盟愿景： A global environment where all participants can readily and transparently share, apply and maintain information about facilities and infrastructure to enhance quality and economy of design, construction, operation and maintenance.一个所有参与方可以方便和透明地进行建筑物和基础设施信息交换、应用和维护以加强设计、施工、运营和维护质量及经济效益的全球环境。

buildingSMART联盟使命：Improve all aspects of the facility and infrastructure lifecycle by promoting collaboration, technology, integrated practices and open standards.通过推动协同、技术、一体化实务和公开标准改善建设项目生命周期的方方面面。

buildingSMART联盟目前的主要产品包括：

- IFC标准

- 美国国家BIM标准 第一版 第一部分 （National Building Informational Modeling Standard Version 1 Part 1）

- 美国国家CAD标准 第4版（United States National CAD Standard Version 4.0）

- BIM杂志（JBIM - Journal of Building Information Modeling）

BIM模型的信息一旦建立起来以后，被越多的项目参与方、越多的专业分析研究模拟和越多的项目阶段使用，就越能发挥BIM模型对项目生命周期的价值。

要实现以上的这些不同类型、不同专业、不同阶段的信息应用，就必须解决一个关键问题：信息交换。而要实现信息交换，就必须有一种交换双方之间互相认可的机制，这种机制可以是某种协议，也可以是某种标准，可以是公开的，也可以是不公开的。

前面的文章我们介绍了IFC标准，这里再介绍两种BIM应用中常见的公开信息交换标

准CIS和XML。

下面的内容由靳金先生撰写，靳先生是韩国庆熙大学建筑系建筑信息技术研究室硕士研究生，ChinaBIM网站的主要技术成员之一，主要研究方向为BIM与参数化设计，BIM数据品质管理和能量分析等。作为主要成员参与制订了韩国BIM指南手册以及韩国传统房屋三维BIM的数据库的建设项目等。

11、 CIS/2（CIMsteel Integration Standard Version2）

同大家了解的IFC一样，CIS/2同样是一个数据结构（Data Structure），一个数据标准(Data Standard)，只不过IFC主要是为了整个建筑生命周期的建筑设计、施工、管理的信息交换，而CIS/2主要是为了钢结构的工程建造的数据交换。两个数据模型都可以表现建筑数据的几何外形、关系、过程、材料、施工信息以及其他的属性，都使用EXPRESS语言，并且基于用户的需要经常被扩展。目前为止IFC和CIS/2是仅有的两个公开的和被国际ISO组织承认的标准。

此外，CIS/2是针对钢结构的设计、分析以及建造而开发的，它由美国钢结构研究院（AISC - American Institute of Steel Construction）和英国钢结构研究院（CSI - Construction Steel Institute of the UK）支持.

12、 XML（eXtensible Markup Language）

前面提到了两个世界范围内公开的和被国际ISO组织承认的数据交换标准IFC和CIS/2, 然而我们还有一些别的方法可以用来交换数据，其中一个重要方法就是利用XML语言。

XML（eXtensible Markup Language）是一个HTML的扩展，是一个可以在网络上发送信息的语言。XML允许定义一些用户感兴趣的数据结构和意义，这个结构就叫做Schema。不同的XML Schema支持在各种应用软件之间进行各种不同的数据交换，一些特定的XML Schema在进行少量的和某些特定的数据交换中非常有优势。这样在一些小的项目或者特定的项目中需要数据交换的时候，我们只需要定义这些领域需要的XML Schema，就可以利用这些特殊用途的XML来实现数据的记录和交换。

下面是AEC领域常使用的几个XMLSchema的介绍，这些不同的XML Schema都定义了他们自己的实体属性（Entity attribute）和关系（Relations）来实现他们所需要的数据交换。

12-1 IFCXML

IFCXML和IFC一样，都是由buildingSMART联盟开发支持的，是IFC Schema 映射到XML文件的一个子集。目前为止它具有以下的数据支持: 材料记载、工程量清单和添加用户设计工程量等。

12-2 gbMXL（Green Building XML）

gbXML 是为了传递建筑围护(Building envelopes) 结构信息(比如墙体结构信息等)来为初期的能量分析以及空间和设备模拟开发而成的Schema。目前最近的版本是2009年发布的。这里要说明一下的是空间（Space/zone）的概念在进行能量分析的时候非常重要，所以在基于BIM 的软件中要准确地定义好建筑的各空间组成。一般基于BIM的能量分析软件都会支持gbMXL.

12-3 aecXML

aecXML是由Bentley公司最先在1999年8月发布的，aecXML主要侧重于以下几个方面，首先它可以用来表示资源，比如合同和项目文件（投标请求 (request for proposal) 、报价请求(request for quotation) 、资料请求(request for information) 、明细表、附录、变更要求、购买需求等）、材料、产品和设备；其次可以用来描述元数据，比如组织的、专业的和参与者；另外还可以表示活动比如提案、工程项目、设计、估价、计划书等方面的信息。

说明

对于绝大多数BIM技术的应用人员来说，有了这些各有侧重的可以用来记录和传递数据信息的XML Schema以后，我们只需要了解所使用的软件有没有支持这些标准以及支持的版本和程度等，然后有针对性的利用上述各XML Schema中包含的特有的信息支持.就可以通过他们来实现高效、准确的数据交换了。而数据的转换是由各软件的相关翻译器来自动实现的。

虽然对于BIM用户来说，大部分情况下并不需要涉及到信息交换的细节，但是了解这些信息交换的方法和标准对于选择和建立自身的BIM系统却是必不可少的，因为一个企业和其他企业的协同工作、一个个人和另外一些个人的协同工作是工程建设行业的典型工作状态，当然也一定是BIM应用的典型工作状态。

从事BIM的同行对“xD”都比较熟悉，事实上大家知道，谈BIM就离不开“xD”。虽然目前把BIM的中文名称叫做建筑信息模型已经成为一个相当普遍的事实，但行业专家仍然认为“工程信息模型”是对BIM最贴切的解释，本人也非常同意这个观点。

以下内容是对上面提到的“xD”的简单介绍。

13、2D - Two Dimension - 二维

2D是是对绘画和手绘图的模拟，是一种抽象的符号和字符表达方式，其基本的处理对象是几何实体，包括点、线、圆、多边形等，目前使用的各类方案图、初步设计图和施工图都是2D的。

对电子版本的2D图纸有一个很形象的叫法“Electronic Paper - 电子纸”。

还有一种混合使用2D和3D表达的技术，习惯上称之为2.5D。

14、3D - Three Dimension - 三维

有两种类型的3D，第一类是3D几何模型，最典型的就是3DS MAX模型，其主要作用是对工程项目进行可视化表达；第二类是我们要介绍的BIM 3D或BIM模型，制造业称之为数字样机（Digital Prototype）。

此外还有一种称之为3.5D的技术，在3D几何模型基础上增加有限的对象技术，例如风吹树动或者人员移动等，也不属于BIM 3D范畴。

BIM 3D包含了工程项目所有的几何、物理、功能和性能信息，这些信息一旦建立，不同的项目参与方在项目的不同阶段都可以使用这些信息对建筑物进行各种类型和专业的计算、分析、模拟工作。BIM文献中讨论的3D除非特别说明，一般是指BIM 3D。这样的3D也叫做虚拟建筑（Virtual Building）或数字建筑（Digital Building）。

3D的价值可以简单归纳成两句话：

- 做功能好的建筑：建筑师可以直接在3D上工作，设计过程中不再需要把3D建筑翻译成2D进行表达(2D图纸变成了3D的输出结果之一)并与业主进行沟通交流，而业主也不再需要通过理解2D图纸来审核建筑师的方案是否满足自己的需要了。

- 做没有错的建筑：综合所有专业的3D模型，可以非常直观地发现互相之间的不协调，在实际施工开始前解决掉所有的设计错误。

15、4D -Four Dimension - 四维

4D是3D加上项目发展的时间，用来研究可建性（可施工性）、施工计划安排以及优化任务和下一层分包商的工作顺序的。

因此我们给4D的价值归纳为“做没有意外的施工”。

如果我们能够在每周跟分包商的例会上直接向BIM模型提问题，然后探讨模拟各种改进方案的可能性，在虚拟建筑中解决目前需要在现场才能解决的问题，那会是一种什么样的情况？

如果我们能够通过使用4D在整个项目建设过程中把所有分包商、供货商的工作顺序安排好，使他们的工作没有停顿、没有等待，那会是一种什么样的效果？

16、5D - Five Dimension - 五维

5D是基于BIM 3D的造价控制，工程预算起始于巨量和繁琐的工程量统计，有了BIM

模型信息，工程预算将在整个设计施工的所有变化过程中实现实时和精确。

随着项目发展BIM模型精度的不断提高，工程预算将逼近最后的那个数字。

我们给5D的价值定义一句话是“做精细化的预算”。

17、6D - Six Dimension - 六维

迄今为止，对2D/3D/4D/5D的定义是比较明确和一致的，对于6D有一些不同的说法。跟一些同行讨论交流，认为把6D定义为“做性能好的建筑”比较合理。

下面是建筑性能分析的一些内容：

- 建筑单体日照分析与采光权模拟

- 建筑群空气流动分析

- 区域景观可视度分析

- 建筑群的噪音分析

- 热工分析

这些工作不但影响到建筑物的性能（运营成本），而且也直接影响人的舒适性。目前大部分这方面的分析主要是事后验算，以满足规范要求作为目的。显然这无法满足社会和业主对低能耗、高性能、可持续建筑的要求。

6D应用使得性能分析可以配合建筑方案的细化过程逐步深入，做出真正性能好的建筑来。

18、nD - n维（）

随着BIM应用的不断扩大和深入，期待更多的BIM应用被业内人士研究、实践、归纳、总结出来。