基于參數(shù)化BIM建筑設計的特點及其應用分析

楊舒，焦體靜

（濟寧市建筑設計研究院）

1 引言

BIM就是建筑信息的模型，而基于參數(shù)的BIM技術(shù)也就是利用計算機技術(shù)建立建筑工程的虛擬三維模型，并在模型中通過數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建與建筑工程實際情況完全一致的數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫中既包括了建筑構(gòu)件的基本狀態(tài)信息、幾何信息和專業(yè)屬性的描述，而且還包括其他的運動行為以及空間信息等非建筑構(gòu)件的信息內(nèi)容。由于該模型中含有豐富的工程信息，因此，極大地提高了信息的集成化水平，從而為建筑設計、結(jié)構(gòu)設計、工程管理以及物業(yè)管理等提供了重要的參考作用，在建筑的整個生命周期都具有很高的應用價值。而在應用BIM進行建筑設計時，需要將建筑構(gòu)件對象化，利用數(shù)字化的編碼對建筑構(gòu)件進行表述，因此，在屬性描述中需要借助于各種參數(shù)，而對象代碼需要將這些參數(shù)包括在內(nèi)。一般來說，建筑屬性的參數(shù)需要預先定義或遵循相關(guān)規(guī)則。在建筑設計中應用基于參數(shù)化BIM技術(shù)可以有效提高設計的效率和質(zhì)量。

2 BIM設計的主要特點分析

基于參數(shù)化BIM建筑設計具有較強的聯(lián)動性，在設計時從三維模型的構(gòu)建開始就可以獲得建筑工程的各種信息數(shù)據(jù)，不僅可以完成建筑平面的設計，同時還可以完成材料表、施工圖以及工程造價等內(nèi)容的編制[1]。另外，BIM既可以提高模型構(gòu)建的速度，還可以減少設計成本，降低設計中的失誤率，從而對建筑的三維設計、設計成本和時間進行全方面地控制管理。

2.1 基于參數(shù)化BIM建筑設計可以對建筑構(gòu)件的屬性信息進行數(shù)字化模擬

在建筑設計中應用BIM技術(shù)來構(gòu)建三維模型，可以幫助設計人員獲得建筑工程中各建筑構(gòu)建的重量、建筑材料的價格和性能、施工進度等幾何或非幾何信息，這種信息的高度集成和可視化的三維模型可以為建筑工程的設計建造以及工程的管理和決策提供重要的參考依據(jù)。

2.2 基于參數(shù)化BIM建筑設計可以有效協(xié)調(diào)建筑構(gòu)件的關(guān)系

在建筑設計中往往會出現(xiàn)不同專項建設相互沖突的問題，例如，建筑結(jié)構(gòu)與管道布設之間的矛盾等，而應用BIM技術(shù)就可以對這些問題進行有效的協(xié)調(diào)，并通過三維模型來模擬熱能傳導效果、日照效果以及在發(fā)生突發(fā)情況時的疏散效果等各種情況，從而對設計方案進行合理優(yōu)化。

2.3 基于參數(shù)化BIM建筑設計可以模擬緊急情況下的人員疏散等應急處置方式

應用BIM技術(shù)進行建筑設計時可以利用三維模型中所集成的物理、規(guī)則、幾何以及參數(shù)變化等各種工程信息來模擬建筑在消防疏散和人員逃生等緊急情況下的適應性，從而實現(xiàn)對建筑方案進行較為復雜的優(yōu)化設計[2]。這主要是由于BIM可以集成工程建設中各工序的參與方信息，描述工程項目在三維空間的復雜形態(tài)，而且各種數(shù)據(jù)信息以及建筑構(gòu)件的空間關(guān)系高度精確，因此，為設計方案的復雜優(yōu)化奠定了良好的基礎(chǔ)。同時，應用BIM技術(shù)所建立的數(shù)字化三維模型與傳統(tǒng)3D建模技術(shù)相比，其能夠根據(jù)三維模型中的數(shù)據(jù)信息更新相應的圖形參數(shù)，并自動生成文檔，同時還能夠共享信息的變更以及調(diào)整，這樣當建筑設計的對象信息參數(shù)發(fā)生改變時，數(shù)字化模型也會相應地進行更新，從而提高建筑設計的效率和準確性。

2.4 基于參數(shù)化BIM建筑設計可以有效控制成本和資源，檢測設計方案

在建筑設計中應用BIM技術(shù)可以對工程項目進行數(shù)字化的設計，并通過智能化管理來監(jiān)督管理設計以及施工過程。BIM技術(shù)通過建立施工現(xiàn)場以及建筑構(gòu)件的三維模型來實現(xiàn)對各工序中現(xiàn)場布置、材料使用等多種信息樣本的可視化動態(tài)管理，從而對設計方案的可操作性進行檢測，并有效控制工程設計施工中的成本和資源消耗。

2.5 基于參數(shù)化BIM建筑設計對施工過程進行模擬

建筑設計時，應用BIM技術(shù)可以通過計算機對數(shù)據(jù)進行分析并建立相應的三維模型，從而預測施工中可能存在的重難點環(huán)節(jié)以及建筑能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，從而優(yōu)化完善工程施工的技術(shù)方案和施工圖，以促進建筑設計合理性和科學性的提高。

3 BIM技術(shù)在建筑設計過程中的實際應用

3.1 應用于設計復雜的建筑形體

在設計比較復雜的建筑形體時，應用基于參數(shù)化的BIM設計方法可以獲得更加理想的設計效果。BIM技術(shù)可以整合復雜建筑形體的各種數(shù)據(jù)，并加以驗證分析，從而進行多維曲線的建筑設計，對設計成果還可以進行立體展示[3]。這種通過信息模型的建筑設計方法為建筑設計構(gòu)思以及創(chuàng)意的充分發(fā)揮創(chuàng)造了良好的條件，設計人員能夠直觀地看到設計成果，并便捷地對其進行優(yōu)化，從而提高建筑設計的水平。另外，應用BIM技術(shù)來進行復雜建筑形體的設計還可以利用三維模型將其分解為各個單元或結(jié)構(gòu)，并加以分析優(yōu)化，從而有效地降低建筑設計方案中的失誤率。

3.2 應用于設計綜合管線或排查管網(wǎng)綜合

由于現(xiàn)代建筑逐漸向功能的多元化方向發(fā)展，其體量隨之增加，同時建筑工程中還包括了越來越復雜的機電管網(wǎng)，這些對建筑設計提出了更高的要求。傳統(tǒng)的通過目測方式對管網(wǎng)設計進行檢測的方式很容易造成管線之間發(fā)生交錯或者相撞的問題，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代建筑設計的需要[4]。而BIM技術(shù)可以利用直觀的三維管網(wǎng)模型自動檢測并分析管網(wǎng)在建筑內(nèi)部的布局情況，從而及時發(fā)現(xiàn)建筑管網(wǎng)設計中的不當之處，并準確標注出管線交錯或者相撞的具體位置，從而有效避免了管線設計和施工中的失誤，使管網(wǎng)設計的科學性、合理性以及檢查的效率都得到了明顯的提高，從而保證了建筑管網(wǎng)設計的水平和質(zhì)量。

3.3 應用于設計優(yōu)化建筑物的消防能力

由于現(xiàn)代建筑逐步向超高型和超大型的方向發(fā)展，傳統(tǒng)的設計方法和規(guī)范已經(jīng)難以達到建筑工程對消防安全的設計要求。應用BIM技術(shù)來進行建筑設計，可以優(yōu)化建筑工程的消防性能，使消防設計更加科學合理。通過BIM的數(shù)字化模擬可以充分了解建筑材料和結(jié)構(gòu)的耐燒性能和極值參數(shù)、人員疏散所需要的距離和時間以及有害氣體的蔓延速度等，從而可以對不同的設計方案進行分析比較，選擇最佳的消防設計方案和人員的疏散方式，為建筑和人員的安全提供更加可靠的保障。

4 結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市的規(guī)模在不斷擴大，相關(guān)的建設工程項目也在不斷地增加，極大地促進了我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展。而城市中現(xiàn)代化建筑的建設對于設計的質(zhì)量和水平都提出了新的要求。因此，建筑設計人員要積極運用先進的參數(shù)化BIM等設計方式，準確把握BIM技術(shù)的設計特點，擴大其應用范圍，在建筑設計中優(yōu)化建筑資源的配置，提高設計的效率，從而促進我國建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。