BIM是什麼?5大BIM優點、應用最完整分析!【2021最新版】

部落格
bim是什麼

「BIM是什麼?BIM真的有那麼厲害嗎?」BIM在近年已逐漸成為各國全力發展的營建技術之一。其最主要的功能就是紀錄與分析複雜的工程專案,達到隨時掌握進度的功效,今天就來為大家好好介紹BIM是什麼吧!

本文主要有3個重點:

  1. BIM是什麼?
  2. BIM優點
  3. BIM應用

BIM是什麼?

BIM建築資訊模型(Building Information Modeling),定義是由完整資訊構成,易於統整各方訊息方便建築生命週期規劃、設計、施工營運維護等工程與管理的系統技術

BIM是什麼?

BIM是什麼
BIM就是由資訊技術支撐,對建築環境的生命週期管理系統

BIM不僅可以支援新建案(或產品)的開發管理,還可以藉由電腦技術直接模擬建築工程資訊模型,是營建產業的新工具,也是趨勢。

可惜的是很多公司只將BIM(Building Information Modeling)理解成模型,所以就算導入BIM技術也覺得成效普普,用戶投入了大量的資金、人力、物力,最終只得到一個看起來很炫的立體模型,無法解決根本的問題

那麼BIM最正確的解釋應該是什麼呢?  應是由完整訊息構成、用以支持生命週期管理、可經由電腦程序直接解釋的工程訊息模型

BIM解釋

BIM最直白的解釋就是由資訊技術支撐的,對建築環境的生命週期管理

是不是很饒舌?沒關係,我們將BIM這3個字母分開來解釋!

B(Building):建築領域

BIM解釋 Building
Building指的是建築領域而非一棟建築

所謂Building並不是單指一棟建築,而是整個建設領域,建設領域包含城市規劃、交通建築、環境工程、節能工程、地下空間工程等,這個有機會我們以後會整理給大家。

因此BIM中的B(Building)所涵蓋的範圍,可以是建築中的一部分例如水電、土方工程等,也可以是單體建築,也可以是社區,甚至是一座城市。

I(Information):訊息

BIM解釋 Information
Information指的是訊息,包含幾何訊息與非幾何訊息。

I代表的就是訊息,而訊息又可以往下細分出幾何訊息非幾何訊息這兩種。

#1.幾何訊息:尺寸、長寬等能用數字表示的資訊

比如「展示櫃的尺寸」「門的尺寸」「嵌入式冷氣的長寬重量」等可以用數字表示的都叫幾何訊息,BIM系統的一大用處就是可以根據這些幾何訊息預先模擬並解決可能出現的碰撞問題。

比如可以預先模擬展示櫃在房子中會不會與其他辦公桌碰撞管線是否不會互相干涉會議室大門打開會不會干擾座位等。

以展示櫃的例子聯想,如果模擬時發現展示櫃確實會跟辦公桌發生碰撞的話,實際施作時可以選擇將展示櫃放在別的地方,或是乾脆把辦公桌移位。

而選擇移動展示櫃這個選擇又可能引發後續的連鎖問題,而BIM系統就可以讓你預先了解這些問題並提前思考解決方法。

#2.非幾何訊息:設備資料、廠商資訊、工程備註等資訊

非幾何訊息就是無法以數字表達與模擬的資訊,比如展示櫃的尺寸、提供展示櫃廠商的聯絡資料、展示櫃安裝的方法等,這些都是所有參與者為了方便管理與模擬而放到BIM模型中的非幾何訊息。

M(Modeling):模擬

BIM解釋 Modeling
Modeling指的是模擬而非模型

很多人會把M解釋成「模型」,其實這只對了一半,BIM中的M(Modeling)代表的其實是「模擬」代表的是建築的過程而不是結果

如果對於M(Modeling)的理解不正確的話,講好聽一點叫「無法發揮BIM技術真正的價值」,講難聽一點就叫浪費錢

有那麼嚴重嗎?我們接著看:

如果將M理解成「模型」

現在有不少企業會因為誤解而將BIM技術與實際工程拆開,像一些公司會在建案開始前設立專門的BIM小組,在開工前會根據平面圖繪製3D模型,只是開工後公司仍然是照傳統方式執行,等完工之後,BIM小組會根據現場情況再繪製一份竣工的模型交差。

發現問題了嗎?雖然有特別請技術人員繪製3D模型,但「模型」「執行」這兩件事是完全沒有關聯的!

這種只是把從平面圖到竣工的流程搬到電腦操作的BIM系統,自然沒辦法帶來多大效益,更別說解決問題了。因此類似錯誤的導入案例也默默在業主心中埋下了BIM昂貴又沒成效的刻板印象。

如果將M理解為「模擬」

目前運用BIM技術最多的是設計階段,用3D模型來取代傳統的圖紙,但如果只有設計方使用BIM,參與也只有設計方的話那麼成效也是有限的。

因為一項建案工程就如像開發產品,設計方只是一開始的階段,想要讓BIM發揮最大效益,需要所有相關角色一同參與專案的所有過程(全生命週期)

所以業主在開始之前要先召集施工、設計、材料供應、監造等角色一同參與BIM模型,在專案實際執行之前先用BIM中的模型「模擬」一遍,確認沒問題之後再動工,實際執行時也應該要盡可能依照BIM中的模型去施作。

BIM的模型數據是會根據時間不斷變化的,如果專案中每個角色在一開始就參予BIM中的模擬,就可以提早發現問題並解決,將實際施作中產生的錯誤降到最低,這樣模擬才有價值。

如果有任何一方沒有參與,都有可能遇到和傳統同樣的問題!

再舉個例子讓大家感受一下

比如說現在要蓋一間房子,房子裡面預計放一個大型展示櫃

房子與展示櫃都可以輕易畫出平面圖與模型,但假設今天施工方不參與BIM系統,可能會出現房子已經蓋好,但展示櫃卻因為太大過不了門的問題,為了解決這個問題又會產生了許多不必要的成本。

從以上案例可以看出是設計、施工展示櫃廠商之間的溝通問題

解決這個問題的方法其實不難,比如先將房子開個適當大小的口,讓展示櫃可以方便進出,等內部裝修與展示櫃都定好再把口封起來;也可以一開始就請廠商訂做可以組裝的展示櫃,這兩種方式都能解決這個問題。

但換個角度思考,如果一開始就能發現這個問題並解決,那這個問題根本就不會發生

而且實際施作會遇到的問題可是遠比這個例子複雜得多,所以BIM系統需要所有角色一同參與協作才能發揮最大效益!

BIM特點

真正的BIM應該符合以下五個特點:

  1. 視覺性
  2. 協調性
  3. 模擬性
  4. 優化性
  5. 可出圖性

#1.視覺化

視覺化最直白的解釋就是所見即所得,對於建築行業來說,視覺化的作用是非常大的,例如傳統營造最常使用的構通方式就是透過施工圖紙,各個構件的資訊均使用線條繪製表達,但是實際的構造與施作只能靠建築人員自行腦補。

如果建案相對簡單,那麼自行想像確實是可行的,但是近年的建築形式變化相當大,複雜的結構造型不斷推陳出新,那麼只靠腦補就想完成建案似乎就有點不現實。

所以BIM提供了視覺化的呈現方式,讓將以往平面的物件改成以立體實物的方式展示在人們面前,視覺化的結果可以讓專案在設計、建造、運營的溝通過程更加清晰。

#2.協調性

協調性是建築業中的重點內容,一旦專案的實施過程中遇到問題,就要將各有關人士組織起來開會,找各施工問題發生的原因,然後做相應補救措施等進行問題的解決。

那麼真的就只能等問題出現後才進行協調嗎?像設計時由於各專業設計師之間的溝通不到位,而出現各種專業之間的碰撞問題等,難道不能在一開始就先發現並解嗎?

BIM建築資訊模型可在建築物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調並生成協調資料分享給所有相關角色。

除了碰撞問題之外,BIM還可以解決管線、地下排水佈置等協調問題。

#3.模擬性

模擬性不只能夠預覽建築模型,還可以模擬不能在真實世界中進行操作的事物

比如在設計階段BIM可以針對施工規劃預先模擬實際情況,確定合理沒問題才開始施工,也可以根據模擬的結果進行造價管控,進而實現成本控制。

等建案完成之後,也可以使用這項功能模擬日常緊急情況的處理方式,例如火災、地震逃生路線疏散模擬等。

#4.優化性

設計、施工、運營是一個不斷優化的過程,雖說優化要做好未必一定要使用 BIM,但如果藉由BIM可以做更好的優化,那何樂而不為?

主要制約優化的因素是資訊、複雜程度、時間這三樣東西。資訊如果不夠準確、充分,就無法得到最合理的優化結果,BIM模型提供了建築物的實際存在的資訊,包括幾何資訊、物理資訊、規則資訊等。

而且由於現代建築物的複雜程度已經不是少少幾個人就能負擔,BIM則為此提供了對複雜項目優化的一條捷徑。

BIM優化主要可以針對專案特殊專案進行優化,那麼專案與特殊專案優化的具體內容是什麼呢?我們接著看。

#4-1.專案方案優化

比如可以把項目設計業主的預算結合(即5D),可以立即計算出設計變化與預算的關係,讓業主對設計方案更有概念,而不是只專注於建築的外型,也可以讓業主知道哪種方案更適合自己。

#4-2.特殊專案的設計優化

比如屋頂、裙樓這類在大空間常看到的設計,雖然佔整體建築比例不多,但是占投資和工作量的比例可能相當多,通常也會是施工難度與問題最多的地方,如過能對這類的施工方案進行優化,將能帶來明顯的效率提升與節省成本!

#5.可出圖性

這邊指的出圖並不是只產出一張建築設計圖紙,而是藉由BIM將建築進行數位化、視覺化後展示,並經過展示、模擬、協調之後為業主提供以下3樣資訊:

  1. 綜合管線圖:經過碰撞檢查與修改,消除錯誤後的管線圖。
  2. 綜合結構留洞圖:結構留洞圖是配合管線圖的重要參考資料。
  3. 碰撞檢查的報告與改進方案:經分析後向業主提出碰撞問題與修改方案。

BIM軟體有哪些?

BIM軟體
常見BIM軟體

最早的BIM模型是在大約1970年代末和1980年代左右出現,只是早期軟體運行所需的硬體非常昂貴,因此無法被廣泛採用。而 1984年發布的ArchiCAD的Radar CH則是第一個可在個人電腦上運行的BIM軟體

在執行建案時使用BIM建築資訊模型可以集合所有相關資訊,讓工程更加順利,這些軟體套件如:Autodesk Revit、ArchiCAD、Synchro PRO、VectorWorks等。

不同以往如AutoCAD等建築繪圖工具,BIM軟體可以在建築模型中紀錄更多完整的資訊,比如 成本、製造商資訊、維護資訊和施作工法等。

目前常用的BIM軟體主要有以下幾種:

  1. Revit
  2. Navisworks
  3. Civil 3D
  4. ArchiCAD
  5. AECOsim
  6. Tekla Structures
  7. ArchiCAD
  8. MagiCAD

BIM軟體價格

bim軟體價格大致上落在幾萬到幾十萬,每年還需要支付維護費與升級費,具體的方案每家公司不一樣。

但是切記,並不是越便宜就越好!如果便宜沒有效反而賠了夫人又折兵,如果你正在尋找CP值高的BIM+PMIS軟體,歡迎參考VERA KEY

延伸閱讀:BIM有哪些軟體?常用BIM軟體介紹?

為什麼要用BIM?

目前大部分營造產業在建築生命週期各階段的資訊交換上仍使用傳統的平面、立體圖來呈現,因此導致資訊不完整,不僅不能提升效能,還浪費不少人力物力資源。

BIM就是為了解決這個問題而開發的系統技術,利用可存取的標準化資訊模型,改善完整專案的工作流程(建築規劃、設計、建造、維護管理)。

透過BIM系統,參與工程專案的各個角色將重要資料記錄於建築生命週期中,以便更好保存與交換資訊。

這種共同協作的模式與觀念可以減少不必要的成本支出與資源浪費,也能更有效的提升管理效率與建築品質。

BIM可帶來的效益

BIM可帶來的效益
BIM具有降低錯誤、減少成本的實質效益

BIM模型能協助決策者做出準確的判斷,利用電腦系統檢測各類構件在空間中彼此是否衝突或干涉,在設計初期能有效減少團隊產生的疏漏,與後續承造廠商犯錯的可能性,對工程的各個參與方來說,減少錯誤就能降低成本

由於電腦和軟體具有比傳統作法有更強大的資訊處理能力,會對工程專案帶來相當正面的影響和助益,目前也有不少大公司使用BIM系統成功的案例。

比如德國慕尼克的寶馬世界(BMW Welt)、梅賽德斯-賓士博物館Mercedes-Benz Museum,以及位於斯圖加特的保時捷博物館等許多世界知名案例,都是使用BIM技術來完成的建案。

使用BIM系統的效益總結如下:

  1. 業主方面:可準確進行工期、成本、品質的管控,也較好掌握營建工程專案的進度與預期效果。 
  2. 設計方面:藉由3D視覺化分析、提早在設計階段進行跨領域協同作業,使設計方案可以隨時檢討修訂。
  3. 施工方面:可在施工前進行碰撞檢查。
  4. 使用方面:可整合建築設備營運與管理系統,協助檢視設備系統運作,提供節能舒適的空間。

BIM價值分析

如果能導入BIM技術將專案管理資訊化,不僅可以提升專案執行效率提高建築品質,更可以縮短工期降低建造成本,那麼導入BIM之後究竟可以產生怎樣的價值呢?主要體現在以下6點:

  1. 立體渲染
  2. 快速測量
  3. 準確規劃
  4. 多重對比
  5. 虛擬施工
  6. 碰撞檢查

接下來就為大家一一講解這6大價值的重點吧!

#1.立體渲染:更直覺、美觀的宣傳展示讓中標機率大增!

三維的渲染動畫可以帶給業主最美好的視覺體驗。建好的BIM模型也可以作為二次渲染開發的模型基礎,大大提生了渲染的精度與效率,給業主更直觀的宣傳介紹,以提升中標幾率。

#2.快速測量:精準計算資訊,提升施工效率!

BIM資料庫可以準確、快速地計算工程量,提升施工的精度與效率。由於BIM資料庫的資料相當細緻與精確,可以快速提供項目管理所需的資料資訊,有效提升施工管理效率

#3.準確規劃:減少物流、倉儲等資源浪費

營建施工很難做到精細化管理的根本原因在於工程資料太過龐大,無法及時、準確地獲取資訊,導致只能依靠過去經驗執行計畫。

而BIM的出現可以讓管理工作變得快速又準確,可以為施工企業制定更合理的人材計畫,大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費

#4.多重對比:隨時管控專案資訊與對比分析

支撐管理的核心就是資料,專案管理的基礎就是工程基礎資料的管理,及時、準確地獲取工程資料就是專案管理的核心競爭力

BIM中的資料庫可以快速獲取任一時點上工程的基礎資訊,通過合同、計畫與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等資料的多算對比,可以瞭解專案運營的盈虧、進貨分包單價有無失控等,實現對專案成本風險的有效管控。

#5.虛擬施工:讓專案所有角色協同執行,減少返工與降低成本

BIM最厲害的特色在於它有三維視覺化功能(3D),並能加上時間維度進行虛擬施工(4D)。隨時都能快速地將施工計畫與實際情況作對比。

並可以同時讓施工方、監理方、甚至非工程行業出身的業主都能了解工程項目的現況與各種問題,大大減少建築品質問題、安全問題與返工的發生。

#6.碰撞檢查:及早發現並解決問題,減少返工善後成本

利用BIM的三維技術可以在設計初期進行碰撞檢查並優化工程設計,減少在建築施工階段可能發生的錯誤與返工的狀況。

最後施工人員可以利用碰撞優化後的三維管線方案,進行施工交底、施工模擬,提高施工品質,同時也提高了與業主溝通的能力。

BIM如何運作?

BIM如何運作?
BIM主要運用電腦技術將建築與設備繪製虛擬物件,並添加相關資料

BIM主要是利用電腦資訊的物件導向觀念,依照施工流程與設備組成,將建築物及設備有系統地拆分為數個虛擬元件,例如柱、樑、門窗、衛浴設備等。各類的虛擬元件除了具有3D外觀,同時也包含與元件的相關資料,例如材質、性能、施作工法等。

BIM建模人員可以利用這些元件在電腦中建造想要的建築物與模擬現況,也就是BIM中的 Modeling。

因為這些元件已經具備了詳細的尺寸、施作工法等資料,設計單位可以利用BIM 進行如:採光、設備傢俱擺放等模擬,以便與使用者溝通,調整優化設計等。

不同角色的專業人員可以在實際施工之前,整合空間、結構、機電等不同的BIM Models,檢查是否有設計不足與衝突,例如,樓梯淨高、管線重疊等,以免在施作時才發現錯誤造成浪費的情況。

如何應用BIM?

首先,業主應先提出符合自身需求、成本的資訊內容,再由營建團隊在過程中逐步建置模型與進行模擬,確認沒問題之後再交給業主檢核。

這樣一來在建築完工後,就能同時得到一個資訊充足、精確且與完工實體建築相對應的BIM 模型。

所以,應用BIM並不只是採買電腦軟硬體就可馬上看到效果,還要將建置BIM Model的工作整合,參與人員也都要有將營建作業流程結合BIM的觀念,才能有效率地同時完成虛實相輔的BIM Model與實體建築物。

再次提醒,BIM系統需要建案中的所有角色一同參與,才能達到最大的效益!

簡單整理一下BIM運作重點:將實際的物件轉換為3D物件>根據施工圖模擬檢查碰撞問題檢討並解決的錯誤

如果還想要更了解BIM,可以參考下方影片:

BIM是什麼?

如何導入BIM?

這樣看來感覺 BIM 似乎是個非常理想的專案管理系統,但是在導入 BIM 系統的過程也會遇到不少的問題,要成功導入BIM系統需要達成以下3點:

  1. 培養專業、有定性的BIM人才
  2. 專案所有角色必須養成使用BIM協作的習慣
  3. 業主必須給予足夠預算作導入

接下來就簡單的聊聊究竟有那些企業適合導入BIM系統,而導入 BIM 時可能需要面對什麼難題與挑戰吧!

怎麼樣的公司需要使用BIM?

會使用 BIM 的公司有以下幾種可能:契約規定、為了競圖得標、降低介面衝突

首先是契約規定,契約規定的意思就是業主在專案開始執行之前就會制訂規則,要執行方必須使用 BIM 系統來作業。

第二種可能需要使用BIM的情況是,當事務所或顧問公司為了要競圖拿案子,會導入 BIM 系統讓自己更有競爭優勢。

最後一種可能就是為了提升設計圖品質並降低介面衝突而使用,因為專案執行的過程會有多個角色協作;BIM系統可以為彼此提供充分、透明的資訊讓專案執行更順利。

PS:這個出發點很值得鼓勵,代表是真的想改善現況而不是為了導入而導入。

為什麼導入BIM仍不見成效?

有想要進步的心或許值得讚許,但往往理想很豐滿,現實很骨感,許多公司想要導入 BIM 系統時總是會遇到各種阻礙,導致久久看不見效果。

其中最大的原因就是要培養會使用 BIM 系統的人才並不容易,而且好不容易花心力培養起來也可能被挖角或是自己開業。

如果以上的問題都沒發生,BIM的人才有了,對公司也相當忠誠;那麼另一種可能就是 BIM 的成果趕不上施工進度,以至於無法提前在設計階段進行建物、設備、空間的衝突檢討與改善,以至於無法發揮BIM最大的效果。

BIM導入成功的原因分析

目前常見的 BIM 成功案例基本上可以說都是在表面上美化成功,並不是符合預期效益的成功。而且公司往往都會因為都已經花了很多預算執行BIM,豈能這麼容易承認失敗?

而且一般使用BIM系統的人員角色太過多元,每個角色對於 BIM 系統的接受度也不盡相同,比如說現場施作的師傅不按照BIM圖說配管就是關鍵議題之一,以後會再分享更多案例給大家。

重點整理:BIM導入成功多半是表面功夫,並非符合預期效益的成功,除非所有人都能按照系統操作。

BIM使用失敗案例與分析

一般來說只要是「被規定」要使用 BIM 的案子可以說幾乎都是以失敗告終,就算有成果也多半只流於形式;或是專案的執行者、監督者與查核者對BIM的規範都不是很了解、BIM預算太低造成力不從心、繪製BIM的人才太少或請不到人等(因為需要同時擁有相當的實質工程經驗值),以至於無法在施工前有效發展出有價值的施工圖,造成與現場脫鉤。

重點整理:BIM導入失敗多半是BIM預算低、請不到專業人才、使用者對BIM規範不了解等因素導致。

BIM常見問題整理

#1.BIM是甚麼?

BIM就是由資訊技術支撐,對建築環境的生命週期管理技術,易於統整各方訊息方便建築生命週期的規劃、設計、施工及營運維護等各階段之工程與管理作業。

#2.為什麼要用BIM?

因為BIM技術可以將參與工程專案的各個角色將重要資料記錄於建築生命週期中,以便更好保存與交換資訊,進而減少不必要的成本支出與資源浪費。

#3.BIM能帶來的效益?

對業主來說可以準確的掌控工期、成本、品質,還有專案的進度與預期效果;對於設計方面來說,則是可以藉由3D視覺化分析進行跨領域協同作業,並隨時修正檢討設計;而施工方則可以在實際動工前檢查碰撞問題並提前解決。

#4.BIM軟體有哪些?

目前市面上主流的BIM軟體有「RevitAECOsimTekla StructuresArchiCADDigital Project」這5種。

總結

以上就是關於BIM的介紹與科普一些基礎知識,再次幫大家回顧一下BIM的幾個重點:

  1. BIM代表「建築訊息化模擬」
  2. B:廣義的建築工程領域,而非單個建築
  3. I:代表訊息化,而不是訊息
  4. M:代表模擬,而不是模型
  5. BIM不等於學習建模軟體
  6. BIM需要所有角色參與才能發揮效益。

簡單來說BIM就是核心理念就是讓建築業能夠像工業產品般實現訊息化、高效率的生產

BIM中的資訊在傳統工程中其實也一直都在,只是多半是以文字或表格的形式呈現,因此不好整理,也難以和工程做對應。BIM就是將工程交付的環節,例如建築設計、土木工程設計、結構設計、機械設計、建造、價格預估、日程安排、工程生命週期管理等訊息加以整合運用。

BIM是一種觀念,也是務實的應用技術,更是營建產業未來的趨勢!國外已經有不少國家擁有成熟的BIM標準或制度,那麼BIM在國內是否能一樣那麼順利?

如果BIM真的能與國內建築市場特色相結合,並滿足國內建築產業的需求,將會給帶來一次巨大變革!

參考資料:

延伸閱讀:

如果你喜歡我們的內容,歡迎訂閱拓璞電子報,我們將不定時發送專案管理相關的資訊!

如果您對我們的系統有興趣或需要專業的輔導諮詢,歡迎聯絡我們