徽山烟雨：透过建筑看徽州

B、I、M，BuildingInformationModel，建筑信息模型技术是也。有人说它是个工具，有人说它是个技术体系，有人说它应该是个行业标准，还有人说它应该是个跨行业的生态系统。我们期待BIM技术为建筑行业带来更高效的设计、施工和后期运维；期待BIM为我们节省时间、资金和人力；住建部近些年频频发布各种规范文件，试图在政策层面推动整个行业的BIM应用；许多人在呼吁为推动BIM技术在中国的实行尽快订立完善的标准体系，呼吁政府为推广BIM技术给予优厚的政策倾斜；众多的设计、施工和开发团队都对这一技术表现出强烈的兴趣；无数的业界精英们在BIM技术运用的许多层面摸爬滚打；仅仅是输入BIM这个词，能在百度搜索到的国内相关网上论坛不下百个，不可谓不热闹。 

那么，BIM到底是个什么东西？ 

仅仅从字面来看，这个词至少包含三个层次的概念。 首先，第一个层次，是建立一个建筑的数字化模型。也就是在电脑里把房子先盖起来，不仅仅是外部形象，还包括结构、细节构造、管线设备等；不但是表皮，还得有骨骼肌肉、神经血管，事无巨细，该有的都要有。于是，这带来了设计行业的第一个变化，也就是设计师可以直接以真实尺度的三维立体空间方式来思考和推敲自己的工作。 

传统上，当我们要设计一个现在不存在的东西，要么，做一个模型，慢慢把脑海里的形象具体化、合理化。但这种工作方式成本很高——做模型的材料成本、人工成本，还有最重要的，时间成本：为了让一个模糊的概念慢慢清晰，从最初的小尺寸、粗略简陋的手工模型，到每一个阶段为了推敲不同部分的合理性，可能需要大大小小一大堆模型，最后才能验证一个设计的思路。如果你碰巧看过BBC纪录片里有关保时捷汽车的造型设计，应该对我所说的有清晰的认识，那个1:1的黏土车模看起来还是很惊艳的。 

要么，就是图纸了。设计图是一个伟大的发明，它让我们可以在二维的纸面上去想象一个三维的立体形象。但由于图纸是一个三维实体在二维平面上的各种投影或者剖切投影，要从图纸里读出信息，再想象成立体的形象，是需要一定的专业训练的，有一定的门槛，不是每个人都能一下看懂。于是，这个门槛也就拉开了设计师和用户的距离。顺便吐个槽，其实有干了大半辈子的所谓“设计师”，也早忘了自己是在设计一个三维的空间，只能看懂图纸完全没有立体想象力的大有人在。 

而现在，计算机提供了这样的工具，让我们能直接以一种非常快捷直观的方式，直接在一个虚拟的三维空间里开始、深化和验证自己的设计想法，这个改变真是革命性的。而且现在有各种各样的技术手段，让设计者可以在虚拟空间和真实之间自由穿行——我们既可以从一团橡皮泥开始，捏出一个粗略的形体，再通过扫描变成计算机模型进一步细化推敲；也可以从手工草图开始，建立数字3D模型，推敲的任何一个阶段又可以用3D打印的方式呈现真实的形体来验证。 

更进一步，这个工具还给了设计者更大的自由。这个自由不是所谓的天马行空，设计师的工作也从来都不是不着边际的无中生有，而是合理而又出乎意料的匹配——造型匹配特定的材质、材料匹配意外的色彩、元素匹配恰当的气氛、环境匹配独特的建构……所谓“太阳底下没有新鲜的事”，一切都在情理之中，而搭配又总出于意料之外的设计，正是优秀的设计。而计算机，让设计师拥有了前所未有庞大、精细又便于检索的材质库、造型库、元素库，可以在更大的范围、用更快的速度、更直观的方式不断尝试，让合适的产品，找到合适的场景。 

最有价值的地方在于，计算机不仅仅提供给设计者一个强大的工具，还为设计师和用户之间建立了一个十分便捷的交流平台。一个三维的实际形象，更利于理解和沟通，让所有人不必经过任何专业训练都可以加入讨论，提供想法，发表意见。这让任何一个行业、任何一个门类的产品研发都变得更可控。 

这种三维数字技术带来的全新思维和设计方式，早在三四十年前，就出现在航空航天、精密机械、造船、机器制造等等行业了，如今慢慢普及到了建筑行业，在未来可能普及到所有人。 

第二个层次，这个模型还是附加了信息的模型。不仅包括一栋建筑的所有空间定位信息，还要加上所有的物理特性、功能特性、时间特性。让建筑像一个人一样，不仅仅是一个表皮模型，并且，还要再附加上骨骼强度、肌肉力量、神经信号和血管流量流速等等一系列数据指标。这些数据，就可以让这个建筑的虚拟模型有了更多的用途。比如说，在设计阶段，所有的设计师，建筑师、结构工程师、机电工程师、室内设计师……都在同一个虚拟建筑模型上工作，所有的信息传递都以数据交换的方式达成，所有的局部改动和由此带来的全局性影响，都能及时出现团队每一个人面前，能大幅提高工作效率、降低沟通成本，提高设计产品的质量。虚拟的建筑在设计的任何阶段，都可以试运行以便及时发现问题，甚至可以模拟建筑产品几年、几十年以后的运转状态，为设计提供严谨的验证；在施工阶段，因为有了模型和相关数据，我们可以先用虚拟整个的建造过程，来优化建设时序、工艺、工序和预算，还能用这个优化过的施工流程来监督施工、检查成果，从而把建设效率和成本大幅优化，风险变得更加可控；建筑投入使用以后，所有的设备、设施的运行维护都可以基于这样一个虚拟建筑的管理平台，把大楼里每一个开关、每一个阀门、每一个的灯泡的空间信息、时间信息一一对应，对各个设施的位置、运行状况都实现最优化管理。 

在这个角度来看，“信息”是重要的，而模型是信息的载体，但还远不止如此。

更进一步看，第三个层次的理解是，BIM应该不仅仅是"模型"+"信息"，更是模型和信息的交互。 

这个"交互"的概念要怎么理解呢？ 

如果仅仅从一个设计工具的角度来说，要不但能在模型上附加数据库，还能反过来，以数据库修改模型。 

我们在设计和建立模型的过程中，制造了一大堆从最基础的层高、标高、平面尺寸到详尽的门窗大小、管道口径、设备位置等等数据，任何设计者在空间模型上做出的调整改动，都会实时改变数据库里的相关参数，相应的，我们在数据库里改动了任何数据，对应的模型也要实时出现变化。比方说，我们改动了一根管道的口径数据，相应的模型要实时也跟着改变，这根管道上的阀门、设备也相应变化，然后可能系统提示或报警："安装距离不够"、"管道与结构碰撞"，让设计师能迅速做出反应，解决问题。以此类推，所有专业——结构、给排水、电气、暖通的各项技术参数，最后都汇总成一个最优化、最合理的空间模型，而不仅仅是在一些经验数值的基础上确定了设计方案后，再让计算机验算一下是不是可行。 

这是最初步的要求，在这之上，更进一步，要能够从数据直接生成模型。 

比如，近几年几乎占各了大多数设计单位最大合同份额的住宅区设计。以往的工作模式一般都是先按容积率、日照等等规划条件进行强排，然后加进布局、形态等等构思调整，再由计算机验证日照，在大多数情况下如果有日照条件无法满足时，都是根据经验来调整建筑布局方案。但实际上，在一个确定了周边地形和建筑物的用地上，用已有高度和平面尺寸的建筑体块，自动生成最优日照条件的布局方式，对于计算机其实是很简单的事，只要有恰当的程序工具和合适的参数。把这部分工作交给程序来完成，能给设计师更多的优化选项，和更大的创作自由；

再比如说，用一个或几个预选的窗户模块，根据大楼各个房间不同的自然采光通风要求，用程序自动生成最优化的建筑表皮；或者，根据建筑空间特点、结构特点，自动生成各个管线桥架的最佳路由——这也就是近几年热门的另一个名词，"参数化设计"。当然参数化设计还不止于此，我们后面再详细讨论。 

到这一步，这个所谓的"BIM"，还只能称为是一个绘图工具（请注意，我认为这时它甚至还不算是个设计工具），原因有两个。 

首先，因为所有的数据还只停留在一个小小的行业圈子里，数据量虽然庞大，但还远远谈不上是"大数据"。单就建筑行业来说，数据的来源不够广泛，数据的类型不够丰富，数据的增长速度并不快，而且根据涂子沛先生所著的《大数据》书中统计，2009年全美17个代表行业中，建筑业数据存储量列在末尾。数据要靠流动、杂交才能创造新的价值，局限在单个行业圈子的BIM还远没有发挥应有的潜力。 

当今所有的BIM软件和系统平台，几乎都出于软件商对市场的野心，致力于建立一个数据一致性的平台，以一种由顶至底的建构方法，统一各专业甚至行业内各工种。他们希望所有的用户都用他的软件，从设计到施工到运维，一个软件、一个系统、一种数据格式负责到底。这个想法对于建筑行业——不管是策划、开发、设计还是施工、运维，都是不切实际甚至是灾难性的。工程是个很复杂的系统，不仅仅是信息量巨大，工程的技术、成本管理、质量问题、安全问题等等，太多太杂，绝对不可能用一个软件通吃设计、施工、运维三大阶段。更不用说依托一家企业或者一两个项目就能建立一个企业级甚至超企业级的数据仓库型数字建筑模型。 

一个更务实的BIM设计体系，应该是由下而上慢慢生长出来的架构。首先，各行业、各专业，都可以分别使用各自熟悉的、简单易用的模型搭建工具来上手，然后通过一种数据转换工具或者平台，汇总为企业级的"模型集"或"数据集"，这时，交换的需求促使大家建立一个数据交换系统，订立一个数据标准来支持。好的BIM设计工具，应该拥有"短平快"的技术优势：短——培训时间短、建模时间短、数据存取时间短；平——符合各专业各行业独特工作习惯、易上手易精通；快——设计成果，不论二维CAD还是三维模型，迅速由数据接口汇总并体现到那个虚拟的建筑中去。同理，一个工作软件，不管它现在功能多强大，用户多众多，如果不是一个开放的数据系统，文件格式要经过复杂的转换才能用其它工具编辑，必会被市场淘汰。 

其次，建立模型的出发点仅仅是依靠"数据"，而不是"信息"。 

这里，我们需要先理清一个重要概念，"数字化"，不等于"数据化"，"数据"，不等于"信息"。3米，是一个数据，把这个数据——尺寸数字及其单位——转换成计算机能处理的二进制代码，叫"数字化"；一个房间面宽3米，这叫"信息"；一间卧室的面宽最好要大于3米才不会觉得狭窄，这是"知识"。虽然很多情况下，"数据"和"信息"两个词经常替换使用。但严格地说，数据和信息这两个概念有很大的区别：数据是对信息数字化的记录，其本身并无意义；信息是指把数据放置到一定的背景下，对数字进行解释、赋予意义。 

用数据来建立模型，和用信息来建立模型，它们的区别在哪儿呢？有一个段子，讲一位著名的景观设计师，被邀请设计一个位于几栋办公大楼之间的公园。他在设计的最后，公园的中央留下了一块大大的草坪，却没有修建通过草地的小路。业主问他，设计师微微一笑，请业主耐心等待。公园开放半年以后，草地上被来来往往的行人踩出了几条小径，设计师在人们足迹的基础上稍作修饰，建成的散步小路既美观，又非常方便。 

这个故事换成BIM版的话，应该是先收集附近人们出行的数据加以分析，计算出最优化步行轨迹，由分析结果来生成设计方案。这就是"数据"和"信息"两个不同出发点的区别。 建筑空间、城市空间，它们的精神本质上是人和人之间的交流，空间即社交。数据分析给了我们一个极其强大的工具和手段，从城市、社区、和建筑中，將人们的行为模式提炼出来，并且能把行为模式和空间需求对应，把那些从城市的历史中沉淀下来的"亲切"、"舒适"、"故乡"，等等这些模糊而抽象的感觉和感知数据化，用一种数据化的思维方式，至少先在满足功能需求的层面，做到更有科学依据的合理化。 

想要实现这样的初步应用，数据要先走出行业的圈子，在整个社会的范围共享。这也是未来人类社会的必经方向——"Anythingthatcanbeshared,willbeshared."能分享的，必将被分享。

 那么，什么时候BIM才不仅仅是一个绘图工具，而是真正的设计工具，甚至超越设计，成为生态系统？依托移动互联网、大数据、云计算这些技术，如果建筑的数据沿着建筑产业链条，向上游延伸，向下游延伸，想象一下会出现哪些前所未见的东西。

当我试着去回答——什么是我所认为的真的＂BIM＂系统时，我发现自己实际上是在面对一个设计的未来，一种全新的社会分工协作模式。 

在普通民众的认知里，设计很多时候被等同于创造一个新的视觉形象。而实际上，设计是一个对产品的策划、市场定位、功能组合、形象、生产工艺、制作流程、用户反馈等等环节进行统筹整合的系统工作，而视觉的形象，就像冰山露出海面上的顶端，仅仅是设计为大家所熟悉的那一小部分。好的设计不仅仅是一个赏心悦目的视觉形象，更重要的是，从最初的策划开始，对产品的客户群、市场定位有清晰准确的预测、对生产工艺和流程有合理的优化、对用户反馈有及时的响应。就像iPhone，虽然表面上看是那个成功的产品形象，而背后的核心竞争力是对研发、原料、制造、订单处理、物流这些整条产业链上的各个关键环节都针对一款产品的整合优化。 

而在建筑行业，BIM目前在设计师们中间的应用状况，更多地还停留在将二维图纸翻成三维模型的阶段，这个工作方式如果进化到从构思草图进入计算机就精确化成三维模型，并且从此都以立体数据模型的方式进行所有阶段的设计工作，将是革命性的一个突破。 

但即使是设计图纸全部翻译成三维模型这么一个小小的变化，也可能对整个产业链造成巨大影响。有人也许会说，我们早在几年前就全部是三维设计了，没见有什么了不起的变化出现啊？您可能忽略了我前面讲过的一个重要概念：信息贵在共享，数据要流动起来才能创造价值。 在目前为止的对所谓"BIM"设计的设想中，最理想的状态，大致相当于是一群人在一起玩儿一个大型三维游戏，这个游戏里也有各种各样的职业，不是巫师、战士、兽人，而是开发商、建筑师、结构工程师、电气工程师、给排水工程师、等等。游戏的玩法也不是这些玩家互相"Play"——虽然实际情况下我们这些角色会互相"Play"（嘿嘿），但主要的任务是大家一起来改造游戏场景。然而这个游戏目前的通用性很差，不但不能支持像开发商、经济估算师、政府审批人员这样的非设计圈的人访问，就算是设计师们自己，也还没办法在一个共同的模型世界协同工作，就更不要说各自用自己熟悉的工具了，至于更广泛意义上的公众参与，更加遥不可及。 

现在为止的设计三维模型，相互之间的通用性很差，一个软件工具建立的模型在转入另一个软件时，大多会经历一个复杂的过程，并且伴随着莫名其妙的数据丢失、错误，所以每一个设计师的电脑里，多多少少都安装着一堆各式各样的工具软件以备不时之需。设想一下，像我们熟悉的图片，我们不奢求有一个像AdobePhotoshop那样强大、通吃各种图像格式的编辑软件，先有一个类似ACDSee、美图秀秀那样的看图软件就好。它让我们能方便快速地浏览各种格式、各个版本的三维模型，旋转、缩放、转换格式….（插一句，这仅仅只是大数据应用当中最初步的数据整合阶段。）那么，目前已经存在于互联网上的海量建筑模型文件，你会发现它们突然都“活了”——对于普通用户来说，这么多好看的房子模型，不再是需要专业技能和工具才能操作的，而是像照片一样可以任意浏览、拼贴。而对于专业人士，大量能分类检索到的建筑——不仅仅是外部形象，还包括内部布局、家具布置、管线设施、甚至设备型号等等全部的详细信息，会让一般的设计工作变得很简单，由大家心目中高大上的“创作”变成了简单的检索、浏览、组合。 

前面也讲到过，就像不是每个人都是明星（虽然人人都很想当），一个城市里也不是每一栋建筑都是地标、艺术品，大量的房子建造出来主要是为了满足实际的功能需要。所以这样拼贴式的设计也将能满足很大一个数量的需求了。比如说，县规划局提供给各乡、村的农户自建房，完全可以开放检索，提供一些成型的建筑方案让建房的人自己选，既节省成本又能大幅提高设计质量和乡镇面貌；再比如，开发商在土地招、拍、挂之前，需要做一些基本的经济测算。那就完全可以在网上搜索一些可能符合当地市场需求的户型，用这些户型模型拼成建筑单体，根据规划需求强排总体布局先进行测算，在大致心里有数的基础上，再委托设计师进行设计，能为项目决策起到很好的参考作用。 

再进一步想，我们可以做一个类似商用图片库“昵图”、“Photomuse”那样的商用建筑模型库网站。对于设计师来说，他们上传自己搭建的模型，如果被下载，每次下载的费用将自动打入账户；对于用户来说，分类检索也变得更容易，只需要极低廉的代价就能得到高品质的建筑模型。 

然后会发生什么事？有一大部分目前的设计师，可以通过在网络上出售自己的工作来得到酬劳。想想看，你搭建的房子模型挂在图库网站，每被下载一次，就会有一笔费用自动计入你的账户，设计师的劳动价值能够忠实而且实时地被估价，你的模型越精美、越全面、被下载次数越多，你的收入就越高。在这同时，由于搭建模型的技术门槛本来就不高，会有大量的劳动力进入，各种好看的房子模型建出来挂在网上供人下载，各种精度、各种风格的建筑三维模型不断冲击市场，让模型的单次下载费用越来越低廉、甚至免费，让需要使用这些模型的人得到真正的实惠。 

那肯定有人说，这样不是设计市场彻底被搞坏了，设计师更不值钱了吗？错。越是普通、复制的设计产品变得更低廉、广泛，才越凸显原创、好设计的价值。如果一项工作，一位高中或者是同等学力的人在经过短短数个月的培训后就能胜任，只能说明这项工作本身就是劳动密集型的，它的竞争力只来自低廉的劳动力成本，它也就必然回归自己的本质。而大量的廉价复制性产品，将逼着那些真正喜爱设计工作的人努力提高自己的独创性，逼着设计师们变得更加优秀、更有创新能力、更有个性。当普遍的功能需求能轻易地被“拼贴”解决的时候，艺术性的升华这个设计的精华之处才更耀眼。