基于參數(shù)化BIM建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及其應(yīng)用

孫夏

（山東高速建筑設(shè)計(jì)有限公司）

1 引言

眾所周知，建筑是人類生存發(fā)展必不可少的基本要素之一。在現(xiàn)代城市發(fā)展中，隨著人們物質(zhì)生活水平的日益提高，人們對(duì)建筑形制、建筑功用、建筑造型等方面提出了相對(duì)更高的需求，建筑設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已很難滿足現(xiàn)代城市發(fā)展中建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展要求。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，人們陸續(xù)研發(fā)出多種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助建筑設(shè)計(jì)工具，依靠計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，不但可以提高建筑設(shè)計(jì)效率，更能夠顯著提升建筑設(shè)計(jì)水平。參數(shù)化BIM技術(shù)是目前在建筑設(shè)計(jì)全過程中最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，該技術(shù)可極大提高建筑模型的信息集成化水平，為建筑設(shè)計(jì)者提供科學(xué)的參考依據(jù)。

2 參數(shù)化BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

參數(shù)化BIM技術(shù)是指建筑信息模型技術(shù)，簡(jiǎn)單來說，就是一種以建筑工程各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，依據(jù)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)建立建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑真實(shí)信息的技術(shù)。其主要優(yōu)點(diǎn)在于它的信息完備性、一致性及關(guān)聯(lián)性、模擬性、可視化、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性以及可出圖形。利用參數(shù)化BIM技術(shù)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，可以有效降低建筑工程的資源消耗及成本損耗，提高建筑的環(huán)保效益。具體來說，應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)，首先在建筑設(shè)計(jì)過程中，可以模擬復(fù)雜的建筑工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)總體設(shè)計(jì)方案的合理性；其次在建筑施工過程中，可以提高施工方案的科學(xué)性與合理性，將資源消耗和損失降到最低，節(jié)省施工成本；再者在建筑構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，可以更有效地保障構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量，提高建筑構(gòu)件的生產(chǎn)效率。此外，從整個(gè)建筑行業(yè)發(fā)展的角度看，參數(shù)化BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠連接起建筑領(lǐng)域的各相關(guān)行業(yè)，實(shí)現(xiàn)各相關(guān)行業(yè)間的信息共享，促進(jìn)各方協(xié)調(diào)合作。

3 參數(shù)化建筑模型的特點(diǎn)

3.1 宏觀特點(diǎn)

自宏觀角度看，參數(shù)化建筑模型的特點(diǎn)主要基于三點(diǎn)：

①各類參數(shù)化對(duì)象均具備較強(qiáng)的專業(yè)性與行業(yè)性意義，例如，梁、板、柱及墻體等常見建筑構(gòu)件均附有尺寸信息或材料信息，屬專業(yè)構(gòu)件；

②各類參數(shù)化建筑構(gòu)件的參數(shù)均受行業(yè)規(guī)范及行業(yè)知識(shí)驅(qū)動(dòng)，例如，基礎(chǔ)墻體須基于建筑基礎(chǔ)而存在、門窗須基于墻體而存在、鋼筋結(jié)構(gòu)須要基于混凝土構(gòu)件而存在等等；

③各類參數(shù)化建筑構(gòu)件均受專業(yè)規(guī)范的約束，當(dāng)相關(guān)聯(lián)對(duì)象發(fā)生變化時(shí)，建筑構(gòu)件也會(huì)隨之發(fā)生變化，例如，當(dāng)樓層標(biāo)高調(diào)整時(shí)，樓梯踏步數(shù)和本層的墻體高度均會(huì)隨之發(fā)生變化。

3.2 微觀特點(diǎn)

自微觀角度看，參數(shù)化建筑模型的特點(diǎn)主要基于三點(diǎn)：

①參數(shù)化BIM技術(shù)可以修改參數(shù)化對(duì)象的屬性或者調(diào)整附加的參數(shù)指標(biāo)，也可改變用戶自定義；

②參數(shù)化BIM技術(shù)可以對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)象之間加以約束，改變各個(gè)參數(shù)之間的邏輯關(guān)系；

③參數(shù)化BIM技術(shù)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)象之間所施加約束的自動(dòng)維護(hù)。

4 參數(shù)化BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)完善建筑三維模型

僅應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)對(duì)建筑工程進(jìn)行初始建模是不夠的，還需要運(yùn)用該技術(shù)不斷完善工程的三維模型，更有效地保障工程的整體性，為實(shí)際施工作業(yè)的開展提供科學(xué)指導(dǎo)。建模過程中，在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)需求建立三維信息模型。對(duì)于某些不是很復(fù)雜的分項(xiàng)工程來說，直接調(diào)取二維模型的軸線即可；對(duì)于一些較復(fù)雜的分項(xiàng)工程，應(yīng)先合理增加若干軸線，再進(jìn)行建模，以提升建筑三維模型的完整性與準(zhǔn)確性。

4.2 應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)進(jìn)行施工場(chǎng)地規(guī)劃

建筑工程施工之前，須先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行合理規(guī)劃，對(duì)可利用空間進(jìn)行合理的劃分，以保證施工工作得順利開展。在建筑工程施工場(chǎng)地規(guī)劃過程中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空間和道路進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，合理布置各施工器械設(shè)備，盡量充分發(fā)揮出道路及設(shè)施的作用；對(duì)塔吊位置和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃，盡量防止在施工過程中出現(xiàn)不同專業(yè)交叉施工的情況；對(duì)施工材料堆放區(qū)域進(jìn)行合理安排，以盡可能地提高吊裝效率，縮短工期；做好施工現(xiàn)場(chǎng)的安全消防設(shè)施及環(huán)保設(shè)施布置，以符合施工安全要求及環(huán)保要求。這些建筑工程施工場(chǎng)地的規(guī)劃要求，在沒有應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)之前是很難完全達(dá)到的，在運(yùn)用參數(shù)化BIM技術(shù)后，問題迎刃而解。參數(shù)化BIM技術(shù)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)及三維可視化技術(shù)等諸多先進(jìn)技術(shù)，通過它們可以對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施、臨建設(shè)施、預(yù)制構(gòu)件堆放區(qū)域、器械設(shè)備擺放區(qū)域等進(jìn)行合理的規(guī)劃，并將規(guī)劃好的空間模擬展示出來，以供設(shè)計(jì)人員和施工人員參考。

4.3 應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)進(jìn)行施工風(fēng)險(xiǎn)控制

建筑工程實(shí)際施工過程中，往往會(huì)受內(nèi)外部因素的影響而發(fā)生變動(dòng)，整個(gè)建筑工程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生變動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致其他環(huán)節(jié)也跟著發(fā)生變動(dòng)，若不能有效控制好類似突發(fā)變動(dòng)，將會(huì)給施工帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)。為了有效控制這種施工風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)來對(duì)建筑工程的施工過程進(jìn)行模擬。通過參數(shù)化BIM系統(tǒng)所構(gòu)建出的建筑模型具有整體性屬性，其中有任何一項(xiàng)信息發(fā)生了變化，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)對(duì)其他信息進(jìn)行重新計(jì)算，并重新模擬輸出新的建筑模型，節(jié)約設(shè)計(jì)人員重建模型的步驟和時(shí)間，大大節(jié)省人力、物力資源，避免施工風(fēng)險(xiǎn)，提高施工過程的可控性。

4.4 應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)進(jìn)行工程信息整合

建筑工程項(xiàng)目的施工過程會(huì)涉及許多方面的工程信息，特別是隨著現(xiàn)代建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大和工程結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，建筑工程中涉及的工程信息愈加繁多，如何有效整合這些工程信息成為一項(xiàng)難題。參數(shù)化BIM技術(shù)充分具備了良好的信息整合功能，利用該技術(shù)可以將建筑工程的全部信息整合到一起，自動(dòng)計(jì)算和演示出理想的設(shè)計(jì)方案，建筑設(shè)計(jì)人員可以更加真實(shí)和直觀地觀察到工程的主體框架。另外，還可將相關(guān)工作人員和施工人員的信息以及資金成本信息等加入模型中，便于整體施工計(jì)劃的制訂，確保最終施工計(jì)劃的合理可行。

4.5 應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)進(jìn)行工程造價(jià)控制

在建筑工程的投資決策階段，通過應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)，可以建立出工程的基本數(shù)據(jù)模型，經(jīng)分析工程數(shù)據(jù)后獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)指標(biāo)，結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況與需求制訂出合理的工程造價(jià)方案。在建筑工程的設(shè)計(jì)階段，可以應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)進(jìn)行圖紙審核與設(shè)計(jì)交底，有效確保圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，進(jìn)行成本及利潤分析。另外，利用參數(shù)化BIM技術(shù)還可對(duì)不同專業(yè)信息進(jìn)行有效整合，以使得建筑工程的設(shè)計(jì)單位、承包單位、施工單位等各部門充分參與到工程設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

4.6 應(yīng)用參數(shù)化BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)沖突檢查功能

參數(shù)化BIM技術(shù)不但提供了建筑仿真模擬功能，同時(shí)還提供了沖突檢查功能。利用參數(shù)化BIM系統(tǒng)中的沖突檢查功能，可以對(duì)建筑工程在裝配施工過程中所需的各項(xiàng)工具和零件進(jìn)行提前檢查，從而確保所有工具和零件都符合相關(guān)技術(shù)要求。利用該功能還可以合理調(diào)整每個(gè)零件的位置，協(xié)調(diào)零件間的匹配性，促使建筑工程的整體設(shè)計(jì)方案更加科學(xué)合理。

5 結(jié)語

綜上所述，參數(shù)化BIM技術(shù)是一種以建筑工程的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為模型基礎(chǔ)，依據(jù)其來建立建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑真實(shí)信息的技術(shù)。利用參數(shù)化BIM技術(shù)，不但可以完善建筑三維模型，還可以進(jìn)行施工場(chǎng)地規(guī)劃、施工風(fēng)險(xiǎn)控制、工程信息整合、工程造價(jià)控制，以及還能夠提供沖突檢查功能，從而全方位地確保建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性與可行性。