参数化BIM建筑设计技术的发展及应用

张丽丽

（烟台市勘察设计审查服务中心）

1 引言

通过BIM技术能够将一套完整的建筑信息储存在电子模型中，是建筑发展历史上的一次重要变革。在建筑设计中应用BIM技术，能够利用数字化编码对真实的建筑构件加以描述，给予人们直观的感受。在描述一个对象时，通常需要多种参数，这些参数就包含在该对象的代码中。一般来说，在所讨论的某个数学或物理问题中，于给定条件下取固定值的变量以及表明任何现象、机构、装置的某种性质的量被称为参数，建筑属性完全可以通过这些参数信息进行表达。以建筑墙体为对象，其参数既包含墙体长度、宽度以及高度等几何尺寸信息，同时，墙体的保温性能、成本造价、材质、规格等信息也包含在参数中。参数化BIM技术在建筑设计中的应用，实现了建筑设计水平的有效提升，对建筑行业的未来发展意义重大[1]。

2 参数化BIM建筑设计的主要特点

参数化BIM建筑设计技术具备两个基本特点：

1）联动性

在建筑设计中使用BIM软件，建筑各方面信息从建模阶段即可获取。例如，在建筑平面设计完成后，即可获取三维建筑模型，明确建筑的内部信息、剖面信息等。在这一过程中，施工图纸、造价表以及材料表也可同时生成。

2）综合性

利用BIM 5D系统软件能够迅速建立施工模型，大幅度提高设计质量与设计效率。

此外，参数化BIM建筑设计还具备以下特点：

2.1 仿真性

通过数字信息仿真技术，BIM能够将建筑物的全部信息真实地模拟出来，既包括建筑尺寸、大小等几何形状信息，又包括建筑重量、材质、施工、成本等非几何形状信息。建立起来的三维建筑模型可供多方人员参考，包括建筑师、设计师、施工人员、监理工程师以及住户等，加强了建筑设计、施工、运营管理等多个环节地交流与联系，以此实现建筑设计水平与建造水平的提升，获取最大化效益。

2.2 协调性

协调性是BIM技术的重要优势之一。在工程建设过程中，不同专业、不同项目由不同人员负责很容易产生冲突，如建筑结构与管道布置冲突、预留洞口不符合实际情况等，如果这些矛盾冲突得不到有效协调，不但影响建筑质量，而且影响施工进度。利用BIM模型能对不同专业和不同项目进行有效协调，及时发现建筑方案的不合理之处，并制定合理有效的解决措施。

2.3 模拟性

对于日常生活中可能出现的紧急状况，如火灾、地震等，利用BIM技术及相关软件可进行真实模拟，从而优化建筑方案，减少事故损失。随着建筑行业的不断发展，建筑结构也越来越复杂，这在一定程度会增加设计难度。利用BIM技术模拟复杂的建筑结构，从而得出最佳的方案，在短时间内提高方案的质量。对于设计师提供的建筑方案，BIM模型可对其进行碰撞检查，找出设计不合理处，并制定相应的改进方案。建筑工程的所有信息都可在BIM中找到，将参建各方集中在一起，表现项目空间复杂的三维形态。对于建筑空间关系，虚拟建筑样机可提供精确的数据，相较于其他3D建模，BIM可进行各类文档、图形的自动生成与更新，对其相关联的信息进行自动协调，以此实现信息共享。在建筑设计过程中，当设计师修改某一对象的参数时，该对象即可做到自动更新，实现设计效率与准确性的有效提升[2]。

2.4 整合性

BIM技术即可应用于建筑设计，又可应用于设计检测、工程实施、成本管理等工作中，将建筑工程各个阶段、各个部门等集合到设计过程中，为建筑设计提供全方位、全过程的服务。在建筑设计阶段，利用BIM技术既可进行数字化设计，又可实现智能化管理，项目管理向着动态化、可视化与集成化方向发展，管理水平得到显著的提升。对于建筑物以及建筑施工现场，BIM可建立起三维立体模型，并有效连接施工的各个阶段，及时获取施工过程中的材料消耗信息、设备使用信息以及场地变化信息等，以此实现5D施工模型的建立。建筑企业可以对施工的全过程进行数字化和智能化模拟，管理人员也能集中管理施工质量、施工进度、施工安全和施工成本，实现工程整体效益的大幅度提升[3]。

2.5 科学性

通过分析相关数据，BIM创建施工模型。在正式施工之前，该模型能够在分析建筑功能要求的基础上，准确预测施工过程中可能出现的问题，如验证施工工艺、模拟施工技术方案、优化施工组织设计等。BIM技术为建筑设计提供新的思路，将其推广应用到建筑行业中，能够大幅度推进建筑行业的现代化发展，实现建筑项目科学性的有效提升。

3 参数化BIM建筑设计技术的具体应用

3.1 设计复杂的建筑形体

在设计复杂的建筑形体中，BIM技术发挥着关键性作用。利用BIM技术验证复杂建筑物的各类数据，并进行有效整合。在此基础上开展多维曲线设计，直观地展示立体设计成果。BIM技术能够让设计师将自身创意、想法充分表达出来，同时，可以直接查看设计成果，优化设计方案，将建筑设计水平推向更高的层次。此外，对于复杂形体的建筑项目，BIM技术可分析每个结构、每个单元的三维模型，在此基础上进行设计调整及设计优化，从而有效消除设计错误[4]。

3.2 设计综合管线

近年来，建筑工程逐渐向着大体量、多功能的方向发展，导致管线设计难度加大。在这种情况下，设计师只有加强综合管线设计以及提高设计水平，才能实现建筑品质的保障，防止管线交叉、管线相撞等现象，为综合管线工程施工提供科学指导。过去受技术条件限制，设计师在设计建筑综合管线时，只能采用人工目测的方式进行检测，很难发现管线交叉、管线相撞等现象。在管线综合设计中应用BIM技术，能够将建筑管线直接生成三维模型，在对管线综合设计进行检测时，系统可以迅速找出管线交叉、相撞等不合理之处，并将其标注出来[5]。

3.3 优化消防设计

近年来，高层建筑数量越来越多，部分地区甚至出现超高层建筑。如果沿用以往的设计模式。方案很难达到建筑消防要求。利用BIM技术优化建筑的消防性能，能有效提高消防设计的科学性与合理性。在对消防设计进行优化时，BIM技术可模拟烟气扩散时间、建材耐烧极限、人员疏散时间及疏散距离等，从而设计出先进、科学的消防设计方案，切实保障人民群众的生命财产安全。

4 结语

综上所述，社会经济的发展带动了建筑行业的发展。近年来，建筑设计领域出现了许多新型技术，BIM就是其中一项重要技术。随着建筑行业不断发展，传统的图纸设计已很难满足建筑的设计要求，建筑设计领域急需一种新型的表达方式和设计方式。参数化BIM建筑技术的发展和应用，使得建筑设计迈向一个新的层次。这一技术不仅改变了设计师的思维模式，更提高了建筑设计水平。因此，设计师应注重参数化BIM技术在建筑设计工作中的应用，充分利用该技术的优势，设计先进、科学和经济合理的建筑方案，推动建筑行业快速发展。