1 從三維建模到信息建模
模型，從本義上講，是原型(研究對象)的替代物，是用類比、抽象或簡化的方法對客觀事物及其規(guī)律的描述。由于表達方式的不同，就產(chǎn)生不同類型的模型。例如，數(shù)學模型，是運用符號或數(shù)學公式，對原型予以模擬表述；圖形模型，是運用曲線、柱狀圖、餅圖等反映事物的變化規(guī)律；實體模型，參照實物制作，從形狀和尺寸上應當符合幾何相似的要求。模型的概念被廣泛應用于包括自然科學、工程技術、經(jīng)濟、藝術等不同的領域。模型所反映的客觀規(guī)律越接近、表達原型附帶的信息越詳盡，則模型的應用水平就越高。
在建筑設計中，制作實體模型也是經(jīng)常使用的建筑表現(xiàn)手段。應用計算機后，設計人員一直在探索如何使用軟件在計算機上進行三維建模。***早實現(xiàn)的是用三維線框圖去表現(xiàn)所設計的建筑物，但這種模型過于簡化，僅僅是滿足了幾何形狀和尺寸相似的要求。后來出現(xiàn)了諸如3DStudio VIZ、FormZ這類專門用于建筑三維建模和渲染的軟件，可以給建筑物表面賦予不同的顏色以代表不同的材質(zhì)，再配上光學效果，可以生成具有照片效果的建筑效果圖。但是這種建立在計算機環(huán)境中的建筑三維模型，僅僅是建筑物的一個表面模型，沒有建筑物內(nèi)部空間的劃分，更沒有包含附屬在建筑物上的各種信息，造成很多設計信息缺失。建筑物的表面模型，只能用來推敲設計的體量、造型、立面和外部空間，并不能用于施工。對于一個可以應用于施工的設計來說，附屬在建筑物上的信息是非常多的，以墻體為例，設計人員除了需要確定墻體的幾何尺寸、所用的材料外，還需要確定墻體的重量、施工工藝、傳熱系數(shù)、……等很多信息。如果不確定這些信息，建筑概預算、建筑施工等很多后續(xù)的工作就無法進行。而原有的建筑物三維表面模型，是無法做到在模型上附加這么多信息的。
學術界早就察覺到原有三維建模方法的局限性，一直在探討在計算機輔助建筑設計中如何進行信息建模。在上個世紀九十年代，正在蓬勃發(fā)展的面向?qū)ο蠓椒ū灰氲浇ㄖO計軟件的開發(fā)中，出現(xiàn)了ADT、天正建筑等用面向?qū)ο蠓椒ㄟM行二次開發(fā)的建筑設計軟件。這些軟件把建筑上的各種構件(墻、柱、梁、門、窗、設備等)定義為不同的對象，把與建筑設計有關的數(shù)據(jù)與操作封裝在建筑對象中。這樣，在計算機上完成的設計圖不再是由線段、弧線、圓等基本圖元構成的幾何圖形來合成，而是由具有屬性的建筑構件對象構成。由于應用了面向?qū)ο蠹夹g，使得三維建模與平面圖可以同步完成，實現(xiàn)了三維模型和平面圖雙向聯(lián)動，修改平面圖(三維模型)時，三維模型(平面圖)上的對應構件也同時被修改。此外，還可以實現(xiàn)關聯(lián)構件的智能聯(lián)動、視算一體化、……等。如果更進一步，還可以在建筑對象中封裝更多的屬性數(shù)據(jù)，例如建筑材料及其密度、導熱系數(shù)等物理參數(shù)等，這就為同時進行結構計算、節(jié)能計算等創(chuàng)造了條件，使系統(tǒng)具有為優(yōu)化設計提供實時計算分析的能力。
這樣，通過應用面向?qū)ο蠹夹g在計算機輔助建筑設計中實現(xiàn)了信息建模。
實踐表明，光是在建筑設計中實現(xiàn)信息建模是遠遠不夠的。雖然，前面提及的ADT、天正建筑這類建筑設計軟件的具有一定的信息建模能力，但由于它們是以諸如AutoCAD這樣的計算機繪圖軟件為平臺開發(fā)的，由于繪圖軟件所用技術的局限性，因此無法確保能獲取高質(zhì)、可靠、集成和完全協(xié)調(diào)的信息，更無法支持建筑工程全生命周期的管理。
隨著建筑工程規(guī)模越來越大，附加在建筑工程項目上的信息量也越來越大。當代社會對信息的日益重視，使人們認識到與建筑工程項目的有關信息會對整個建筑工程周期乃至整個建筑物生命周期都會產(chǎn)生重要的影響。例如，建筑物用地的地質(zhì)資料、所用的建筑材料以及材料的各種數(shù)據(jù)對項目的施工方式、生產(chǎn)成本及工期、使用后的維護都密切相關。對這些信息利用得好、處理得好，就能夠節(jié)省工程開支，縮短工期，也可以惠及使用后的維護工作。因此，十分需要在建筑工程中廣泛應用信息技術，快速處理與建筑工程有關的各種信息，合理安排工期，控制好生產(chǎn)成本，盡量消滅建筑項目中由于規(guī)劃和設計不當甚至是錯誤所造成的工程損失以及工期延誤。鑒于此，就必須在整個建筑工程周期乃至整個建筑物生命周期中，實現(xiàn)對信息的***管理。建筑設計作為建筑工程的******，也是整個建筑工程信息的源頭，在建筑業(yè)信息化中肩負十分重要的責任。
在整個建筑工程周期中，信息量應當如同圖1上面那條曲線那樣，是隨著時間不斷增長的；而實際上，在目前的建筑工程中，各個階段的信息并不能夠很好的銜接，使得信息量的增長如同圖1下面那條曲線那樣，在不同階段的銜接處出現(xiàn)了斷點，出現(xiàn)了信息“回流”的現(xiàn)象。造成這樣的原因有很多，其中一個重要原因，就是在信息的源頭――建筑設計階段，沒有建立起科學的、能夠支持建筑