参数化BIM建筑设计技术的发展及应用研究

张苗

摘 要 本文主要结合实际情况从BIM技术的相关概述出发，对BIM参数化建筑设计的特点和具体的应用等方面进行了重点阐述，仅供参考。

关键词 建筑设计;参数化BIM;联动性

BIM即建筑信息模型，以三维数字技术为基础，集成了建设项目各个阶段的相关数据信息，是项目实体的物理和功能特征的数字表示。BIM技术的出现恰好迎合了异形建筑的设计和建造，促使二维设计向三维参数化设计转变，使得设计流程、设计质量和效率有了显著提高，这对于建筑行业来说是一次真正的参数化、信息化革命。

1BIM技术概述

BIM技术是用于建筑设计、施工及运营管理过程中的一种参数化信息工具，通过数字信息模拟建筑物所具有的真实信息，将工程项目全生命周期中各个阶段的工程信息、过程信息和资源信息集成在同一个模型中，形成一个具有建筑項目全方位信息的数据库，随着模型的不断改进，工程信息的所有参数都储存在模型数据库内，使得模型信息更加丰富完整，工程各参与方能够对模型数据库进行信息的插入、提取、编辑、更新等，以满足相应的工作需要。BIM技术可应用于从设计到施工再到运营贯穿整个工程项目全生命周期的一体化管理，其核心就是建立一个由计算机三维模型及其属性所构成的数据库，通过应用软件对数据库的调用，完成模型信息与各专业之间数据的共享与传递，将同一平台的数据共享应用于项目的各环节[1]。

2BIM参数化建筑设计的主要特点

2.1 模型信息的集成性和联动性

BIM模型是一个数字化的整体文件，综合了各专业的设计信息。在基于BIM的协同设计过程中，各专业的设计信息最终通过协同设计平台收集在模型当中，任何设计信息的变更都只需要在此模型基础上进行修改，使修改的关联性大大加强。如果出现设计变更，所有的数据信息都会自动的在模型中进行修改，随之各种平面图、立面图、结构图也会关联更新，省去了大量校正检核所需要的时间，也减少错误和遗漏的可能性。其次，实体模型不同于表面模型或线框模型。它不仅具有直观的可视化信息，如2D或3D几何体，建筑构件单元的其他属性信息，如成本、用料、重量也会附加到其上。在整体层面上，BIM包含了工程的完整信息，包括设计信息、加工制造信息、施工信息和维护信息等，这些属性信息都是与模型复合关联的。

2.2 模型信息的一致性和协调性

BIM技术不仅可通过3D协同平台进行设计和建模，还可以轻松获取准确的技术经济指标、工程量等指标。模型对象可以在不同阶段可以进行修改和扩展，无须重新创建，且项目各相关方可以随时共享信息，有利于信息的传递与更新。避免各阶段信息传递过程中出现错误，帮助各方参与者更有效的处理形体和构件的设计与表达。协调性是BIM技术的主要特点之一。在项目建设过程中，无论是施工单位，还是业主或设计单位，都需要协调及配合工作。比如在设计时，往往会由于各专业设计时沟通不到位，管道与结构冲突，各房间冷热不均，预留洞口尺寸不对等等情况。这些矛盾冲突只有在问题出现后在进行解决，不但影响施工质量，还会影响施工进度。BIM技术可以在建造前期对各专业的布置问题进行协调综合，减少不合理的变更方案，并提出合理有效的解决对策。

2.3 模型信息的模拟性和可视化

为了能够以视觉方式表达专业设计流程，BIM无疑是最佳选择。由于BIM模型空间在视觉上可见，因此建筑建模与结构建模同时进行，可视化可以帮助和确定专业项目的工作范围，促进专业的性能分析和审查，平衡合理性与造价，快速准确的完成异形构件的加工建造，并保证质量与速度。同时，能够提高不同工种交叉作业时的空间、时间利用，所有过程都在可视化的状态下进行，有助于减少工作流程的冲突。

BIM对异形建筑可视化的需求主要是复杂节点研究和施工模拟，利用BIM可视化特性将复杂构造节点全方位呈现，通过对重难点部分进行可建性模拟，进行施工方案分析优化，所见即所得，信息相互关联，联动修改，极大地节省了人力与时间成本[2]。

3BIM参数化设计在建筑中的应用

3.1 应用于设计复杂的建筑形体

在设计之初，参数化技术强大的表面建模能力为项目的概念体量提供灵活且严格的形体控制算法，便利的修改、调整功能使其成解决异形建筑设计和施工问题的有效手段。通过算法来尝试不同的参数组合以便获得最佳解决方案，并在视觉误差允许的情况下，尽可能地用单曲面代替双曲面板。通过分析板块搭建是否合理，对不光滑平顺的部分进行拟合以满足加工安装需求，并调整整个设计阶段所存在的问题，利用计算机算法来处理烦琐耗时的机械逻辑运算，降低造价。同时，参数化BIM建立的模型具有设计效果可视化、模型效果可检验、模型数据可指导施工的优点，可展现2D设计图纸无法提供的认知角度和视觉效果。

3.2 设计综合管线

伴随着我国建筑工程的不断发展壮大，建筑工程也有单一化向多元化方向进行发展，所以也就造成了管线设计难度有所提升，基于此，相关的设计人员比要不断提高自身的设计技术水平才能够更好地确保其质量，避免出现管线相互碰撞的现状，通过对以往的综合管线设计来看存在诸多弊端，极其难以发现管线出现交叉的情况，但是通过利用BIM技术却能够很好地将此问题得以解决，能够及时发现管线出现相互交叉的情况。

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结束语

综上所述，BIM技术强调各建筑构件的属性信息管理及信息数据自动传递，而参数化技术更侧重控制几何形体和逻辑算法关系，两者的结合已经成为建筑行业发展的必然选择。

参考文献

[1] 谢娜.BIM技术在建筑设计阶段基于参数化模型的研究与应用[J].建材技术与应用，2019，（01）：16-19.

[2] 张君.基于参数化技术的绿色建筑设计方法[J].建材与装饰，2018，（11）：67.