项目BIM实施基础环境设置—

当前，采用个人计算机终端运算、服务器集中存储的硬件基础架构较为成熟，其总体思路是：在个人计算机终端中直接运行 BIM 软件，完成 BIM 的建模、分析及计算等工作；通过互联网，将 BIM 模型集中存储在项目参与方的数据服务器中，实现基于 BIM 模型的数据共享与协同工作。“个人计算机＋互联网”的架构方式相对成熟，可控性较强，可在项目参与方现有硬件资源和管理方式的基础上部署，实现方式相对简单，可迅速进入

项目参与方的 BIM 硬件环境包括：客户端（台式计算机、便携式计算机等个人计算机，也包括平板计算机等移动终端）、 3D 打印机、 3D 激光扫描仪、服务器、互联网及存储设备等。 BIM 应用硬件和互联网在项目参与方的 BIM 应用初期的资金投入中相对集中，对后期的整体应用效果影响较大。

随着技术的不断进步， BIM 硬件资源的迭代速度越来越快，生命周期越来越短。各项目参与方应当根据项目的整体信息化发展规划，以及 BIM 应用对硬件资源的要求进行整体考虑。确定了 BIM 软件系统后，要检查现有的硬件资源配置及其架构，整体规划并建立起适应 BIM 软件应用需要的硬件资源，实现对项目参与方硬件资源的合理配置。

在 BIM 硬件环境的建设中，既要考虑 BIM 对硬件资源的现实要求，考虑项目参与方投入成本的限制，也要具有一定的前瞻性，为项目参与方的未来发展留有余量。既不能盲目求高求大，也不能过于保守，以避免项目参与方资金投入过大带来的浪费或因资金投入不够带来的内部资源应用不平衡等问题。要注意优化投资，在适用性和经济性之间找到合理的平衡，为项目参与方的长期信息化发展奠定良好的硬件资源基础。

01 | 个人计算机

BIM 主要基于三维工作方式，其建筑模型文件大小从几十 MB 至上千 MB 不等，故对计算机的数据运算能力、图形显示能力、信息处理数量等几个方面提出了较高要求，因此对计算机的 CPU （中央处理器）、内存、显卡、硬盘、显示器等硬件有一定的要求。

1 ） CPU 。 CPU 在交互设计过程中承担着更多的关联运算，在模型三维图像的生成时需要渲染，多核系统可提高 CPU 的运行效率，尤其在同时运行多个程序时的提效更为显著，故随着模型复杂度的提升，通常认为 CPU 频率越高（ CPU 外频和内存频率一般保持 1 ： 4 关系）、核数越多就越好。推荐 CPU 拥有二级或三级高速缓冲存储器，采用 64 位 CPU （及 64 位操作系统）有助于提升运行速度。

2 ）内存。目前， 8G 已成为内存的标准配置，且随着技术要求的提高还可逐渐增加内存数量。

3 ）显卡。显卡性能对模型表现和模型处理至关重要，显卡要求支持 DirectX 11 和 Shader model3.0 以上。越高端的显卡，其三维效果越逼真，图面切换就越流畅，为此应选用独立显卡（因集成显卡需占用系统内存），且显存容量不宜少于 2G 。

4 ）硬盘。硬盘转速对软件系统也有影响，一般来说是转速越快越好。当设有虚拟内存并要处理复杂模型时，硬盘的读写性能显得十分重要，为提升系统及软件的运行速度及文件的存储速度，可采取 “ 普通硬盘＋固态硬盘（ SSD ） ” 配置模式，并将系统、软件和虚拟内存都安置于 SSD 中。

5 ）显示器。 BIM 软件的多视图对比效果，可在多个显示器上展现，为避免多个软件之间切换繁琐，推荐采用双显示器或多显示器。如不考虑成本因素，屏幕尺寸越大、显示分辨率越高（目前常规的图形显示器分辨率为 1920x1080 ，专业的图形显示器则为 2560x1600 ），配置就越理想。

各项目参与方可针对选定的 BIM 软件；结合工程人员的工作分工配备不同的硬件资源，以达到 IT 基础架构投资的合理性价比要求。通常，软件厂商提出的硬件配置要求只是针对单一计算机的运行要求，未考虑项目参与方 IT 基础架构的整体规划。因此，计算机升级应适当，不必追求高性能配置。建议各项目参与方采用阶梯式硬件配置，分为不同级别，即基本配置、标准配置、高级配置。其中，基本配置适用于局部设计建模、模型构件建模、专业内冲突检查等情况，适合项目参与方大多数工程人员；标准配置适用于多专业协调、专业间冲突检查、常规建筑性能分析、精细渲染等情况，适用于专业骨干人员、分析人员、可视化建模人员；高级配置适用于高端建筑性能分析、超大规模集中渲染等情况，适合项目参与方中的少数高级 BIM 应用人员使用。

表 1 给出了 Autodesk 配置需求（以 Revit 为核心）推荐的硬件配置，其他选定的 BIM 软件可参考此表。此外，对于少量临时性的大规模运算需求，如复杂模拟分析、超大模型集中渲染等，项目参与方可考虑通过分布式计算的方式调用其他暂时闲置的计算机资源共同完成，以减少对高性能计算机的采购数量。

02 | 3D打印机

3D 打印机又称为三维打印机，是一种累积制造技术（即快速成形技术），它以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印黏合材料来制造三维的物体。现阶段的三维打印机被用来制造产品。

3D 打印的原理是把数据和原料放进 3D 打印机中，机器会按照程序把产品逐层造出来。 3D 打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的 “ 墨水 ” 是工程原材料。 3D 打印堆叠薄层的形式多种多样，可用于打印的介质也十分多样化，塑料、金属、陶瓷以及橡胶类物质等均可用于 3D 打印。

在建筑领域中，随着市场竞争的日益激烈，使得业主和设计单位、施工单位更多地关注降低成本、提高质量、缩短周期等一系列的内在增效办法，促使项目参与方更多地采用新技术。随着计算机硬件技术和三维图形图像技术的快速发展，计算机能快速处理大数据、高性能的图形图像等，一些原来只能在工作站运行的复杂的三维造型、计算分析、仿真模拟等软件纷纷推出了个人计算机版本，所以在建筑工程领域融合了三维建模、可视化、仿真、数据交换等技术，迎来了新一轮的围绕 BIM 和 3D 打印等的技术变革。目前，世界上很多国家非常重视 BIM 和 3D 打印技术的利用和改进，推广其在建设工程领域中的应用，尤其是在产品设计和研发阶段。在我国， BIM 和 3D 打印也受到了很多关注，并开始在一些大型复杂工程的设计和施工中应用。

BIM 主要是在计算机上建立建筑信息模型，虽然是三维的，但毕竟不是实体，而 3D 打印则是将计算机中的三维模型转化为实体，两者完美结合。在工业生产中，通过 3D 打印可以迅速地将计算机中的三维图案打印出来，制成样品，进行相关检测，对设计进行反馈，而在没有 3D 打印机的情况下需要制造模具才能生产样品，因此 3D 打印能显著缩短设计周期，节省资金。 3D 打印机的出现极大地促进了 CAD 和 CAM （也就是设计制造一体化）的进程，这是 3D 打印机现在在工业上的主要应用。

3D 打印机的技术参数选择包括打印速度、打印精度、材料属性、成本等。

03 | 3D激光扫描仪

3D 激光扫描技术又称为实景复制技术，是测绘领域继 GPS 技术之后的一次技术革新。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的优势。 3D 激光扫描技术是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的、密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。 3D 激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度、高分辨率的数字地形模型。该项技术被广泛应用到工业制造、文物保护、教学、医学、军事以及娱乐影视等领域。随着建筑行业信息化和工业化的发展不断加速， 3D 激光扫描技术在建筑工程施工领域的应用也在不断加深。

目前，我国的 BIM 技术正处于快速发展与深度应用的阶段，而 3D 激光扫描技术与 BIM 模型的结合，有效地促进了 BIM 技术在建筑工程施工阶段的应用。 3D 激光扫描技术是整个三维数据获取和重构技术体系中的新技术，其实现了直接从实体进行快速逆向获取三维数据及模型的重新构建。在建筑工程施工阶段，将 BIM 模型用于现场管理时需要集成有效的技术手段作为辅助， 3D 激光扫描技术可以高效、完整地记录施工现场的复杂情况，并与设计 BIM 模型进行对比，为工程质量检查、工程验收带来巨大帮助。 3D 激光扫描技术与 BIM 模型的结合是指对 BIM 模型和对应的 3D 扫描模型进行模型的对比、转化和协调，从而达到辅助工程质量检查、快速建模、减少返工的目的。现阶段， 3D 激光扫描技术与 BIM 模型的结合在项目管理中的主要应用包括：工程质量检测与验收、建筑物改造、变形监测以及工业化精装修等。随着 3D 激光扫描技术与 BIM 技术的进一步发展，二者在项目管理中的应用会进一步扩大和加深。

3D 激光扫描仪的测量方式可分为基于脉冲式原理、基于相位差原理、基于三角测距原理； 3D 激光扫描仪按用途可分为室内型和室外型，也就是长距离和短距离的不同。一般基于相位差原理的 3D 激光扫描仪测程较短，只有百米左右；而基于脉冲式原理的 3D 激光扫描仪测程较长，测程最远的可达 6 公里。

3D 激光扫描仪的参数选择包括：激光发射频率、测距范围、角度分辨率大小、测距精度以及抗干扰能力等。