参数化建筑信息模型(BIM)技术的应用探究

余冬

（江苏省南京工程高等职业学校，江苏 南京 210000）

参数化建筑信息模型(BIM)技术的应用探究

余冬

（江苏省南京工程高等职业学校，江苏 南京 210000）

BIM技术的实际功能多样，但更多的是将其定义为一款软件，建筑节能设计人员并未充分掌握该技术的所有功能，忽视了它可以提供多方协作等功能。因此，需要对BIM技术给予足够的关注，使其适应建筑节能设计的功能得到更好的发挥，提高设计质量，从而为建筑事业的快速发展打下良好的基础。

参数化；建筑信息模型；BIM；应用

建筑师运用BIM技术进行设计时，类似建造一个真实建筑的过程，将直观地显现建筑的构造、造型特征。在这个虚拟的建筑模型中，会包括有许多建筑材料、建筑构件等特征信息、基础素材，非常专业、周全，犹如一个包含了建筑全部信息的数据库，集合着大量的相关素材。因而，在这种真实的、智能的建筑模型中，建筑师不仅可以任意输出平面、剖面、立面及各种细部详图、建筑材料、门窗表，还可以输出预算报表、施工进度等信息。未来，BIM技术是未来计算机辅助建筑设计的发展趋势。

1 参数化BIM的实际应用

BIM技术在我国设计行业的实践起步较晚，欧洲许多世界知名建筑师、建筑设计公司早已经将这一BIM软件技术使用到建筑设计与建筑表现。如国外弗兰克·盖里(F.O.Gehry)的公司，就曾用先进的模拟软件进行整体环境设计和模型制作，不断优化与改进模型后，得出一个数字模型，然后施工图数据就从中而来。譬如弗兰克·盖里1997年设计的位于西班牙工业城毕尔巴鄂的古根海姆（Guggenheim Museum,Bilbao,Spain）美术馆。这个美术馆整个结构技术参数和图纸绘制，就是在这种计算机的辅助下建立模型完成的，获得了很高评价。这个博物馆的外观钛金属板，是利用CNC刨槽机铣出来泡沫板、EPS板模型（是一种经加热预发后在模具中加热成型的白色物体），形成复合曲面的造型形态和独特效果。起初，他们在设计时，先制作出纸模型，然后使用3Ddigitizer（即三维空间数字化仪），将曲面的坐标输入计算机，用CATIA软件制作建筑信息模型（BIM）。

2 参数化BIM的应用：建筑施工中的实施步骤

2.1 完成数据采集，构建技术框架

处理和解决问题，必须先从数据、基础信息、背景资料进行分析、评价。要经过实地考察勘测、百度地图等方式，收集和采集建筑施工的具体数据、信息，以此来构建BIM技术框架，经过计算处理，实现数据接口和数据的交互、IFC文件导入和导出、开发多用户访问系统等指令，然后，采用AutoCAD、CATIA、3DSMAX等相关软件创建BIM模型。BIM不仅关乎三维数据，还意味着创建包括二维数据源文档、电子表格和其他内容在内的整体信息资源。这一阶段是基础的，也是最为关键的，这为参数化BIM技术的实施提供了计算基础。

2.2 调整系统结构，实现主要功能

任何一个技术的系统功能，必须能够实现和体现出它的最有价值的实际作用。对于BIM管理系统来说，其主要实现的功能有：软件工程管理系统和项目综合管理系统。其中软件管理系统采用C/S构架，项目综合管理系统采用B/S构架，两者之间通过数据管理和模型参数实现无缝的双相连接。通常，建筑施工BIM系统中以AutoCAD为开发平台，建立3D集合模型，同时完成IFC文件结构定义，建立项目组织浏览表。这一阶段是关键的，也是最重要的，必须体现BIM技术的系统功能和实际作用。

2.3 进行分析对比，建立动态系统

在该系统中，系统资源动态管理可以自动计算节点或者工程量，完成人力、物力、财力、机械设备、环境变化等的实时查询和统计分析，自动实现工程量动态管理。实时监控各种参数的变化，出现异常可及时提醒与修复。另外，施工质量安全管理将施工方和监理单位的工程质检进行安全数据存储，并且将数据安全统计信息显示打印出来。施工现场管理可以实现自定义4D属性设置，对现设施信息进行统计，完成动态现场管理。此功能非常便捷、有效地为工程施工管理服务。

2.4 注重安全冲突，建立分析系统

一般，安全冲突多是软件冲突，是无可避免的，因此施工过程要进行过程模拟，测试、实现单位周期内的正序或逆序施工模拟，且具备三维漫游和真实模型现实功能，来预防和解决计算机上常见的安全风险。（1）建筑物的安全性能是人们对建筑业提出的最基本要求。基于建筑功能安全与冲突分析，实现结构变革，转化机制体系，在施工工期间，如果改变结构或体系，应进行动力学分析、计算，且进行安全性能评估，这样才能保障建筑物与人的安全。（2）施工过程中出现的进度资源冲突，应按照计划进行对比，分析其中原因，针对出错点实现进度偏差报警功能，确保进度的合理开展。（3）场地出现碰撞冲突时，可通过碰撞检验分析算法，实现构件、设施和结构等的分析、检验，要不断细化应用流程，对各种工序和参数的模拟计算实现方案的优选，实现工程数据集成和过程可视化模拟后，交付设计成果。

BIM把所有技术细节用可视化的方式呈现，把所有建筑材料用预算技术以无法比拟的精确列表进行实时报告，这对整个行业来说都是革命性的变革，是必然的趋势。

另外，BIM技术在建筑施工中的有必要制定精细化项目可视化管理“八化管理”：材料加工工厂化、装修管理创新化、施工工艺精细化、质量保障数据化、现场施工流程化、精细管理可视化、安全文明常态化、维保服务温馨化。

3 参数化BIM的应用：建筑节能设计中的体现

3.1 协同设计

应用BIM技术能创建基于建筑实际情况的信息模型，该模型中包含关于建筑各个阶段的所有信息。不仅可以准确读取水泵规格、用水量等基本信息，还可直接读取跨专业信息。在对水泵电量实施修改的过程中，该模型可以同步完成负荷计算。充分利用BIM信息模型，所有专业都可在模型中执行所需操作，大幅减少了工作流程的复杂程度，使节能设计更具联动户型。此外，在实际应用时，全部设计工作都是在模型这一基础上完成的，所以如有一方修改设计方案，其他人员都能够技术及时发现，进而展开讨论研究，有效提升设计效率。

3.2 参数化设计

在BIM模型上，明细表、三维与二维视图、Revit软件等均能以数据信息的形式表达，如对Revit软件参数化实施修改，则该软件附带引擎可相应的对明细表、视图以及平面等多种信息进行修改，同时还可以更新修改数据，保证模型处在稳定的状态之中。参数化设计阶段中引用BIM技术，可以起到良好的辅助效果。比如在针对建筑排水进行设计时，水力计算过程需要由该领域专业人员借助计算机软件进行，而如果应用BIM技术，则可在短时间内之间获取关卫生器具等设施的所有信息，若设定了排水管道的水利特性，还可对管道直径等信息进行针对性的修改，有效提升了设计准确性与效率。

3.3 可视化设计

以往的建筑设计方法是利用CAD数据信息平台，对于此设计平台，设计人员不仅要对平面图、剖面图以及立体图进行汇编，还要对建筑的整体图形实施复原，不断调整结构、梁高位置等基本信息。利用CAD数据信息平台对结构相对复杂、工期紧张的建筑而言，信息传输阶段极易出现失真，对设计后续工作造成不利影响。现代化建筑中的给排水设计工作，大多应用BIM技术，借助其强大的信息模型，可以快速的获取相关信息，有效避免信息在传输过程中发生的失真现象，进而提高数据信息的实时性与完整性。此外，建筑给排水设计模型与其他项目设计模型存在一定差别，给排水模型是建立在土建模型上的，在设计过程中需对局部模型实施针对性的修改，这会对建筑楼层设计造成一定影响，所以一般会将建筑楼层作为参考进行后续设计，虽然这样可以避免局部模型修改对楼层设计带来的影响，但会使各设计项目之间的平衡被打乱，不利与建筑整体设计。在应用BIM技术之后，给排水设计需进行的一系列修改均可在模型中完成，确保建筑设计整体性，使得设计工作更加简便，提高可操作性。

3.4 模型安装设计

在BIM建筑设计模型中合理融入模型暗转设计模块，可实现建筑工程的全过程指导。对于建筑施工而言，为确保施工质量与进度，应将时间维度引入到模型中去，同时按照施工方案编制进度表，此后可以借助模型进行超前可视化。

根据建筑工程的实际情况，编制一个完善的进度计划，可以更好的掌握建筑给排水等设计工作，统筹规划建筑全局设计，从而达到简化工作流程的效果，有效减少设计变革的发生几率，提高节能设计效率。

4 结语

BIM技术的应用将建筑节能设计引入到一个全新的数字化时代，将庞大的建筑工程转变成一个虚拟的模型，进而可以对建筑工程进行全方位多角度的设计检测，实现实时数据信息的大范围共享，大幅提高设计效率。另外，我国没有成熟的标准体系，使得设计没有规矩和延伸性，随机和随意性对技术的应用推广有阻碍作用。因此，应尽快将BIM发展的标准建立和完善起来。

TU364；TU17

A

1671-0711（2016）11（下）-0164-02