2023年基于參數(shù)化BIM建筑設計技術

PAGEPAGE9基于參數(shù)化BIM建筑設計技術文從我國設計行業(yè)存在的問題引發(fā)對bim技術的探討，對其優(yōu)勢做了研究。從其使用的幾個方面闡述了該技術的優(yōu)勢，綜合說明BIM技術是當前提高建筑設計創(chuàng)新能力的關鍵。我國目前建筑設計技術開展的缺乏：第一、技術落后，效率低下。目前很多設計公司，國企仍然將AutoCAD作為日常設計工具，實際工作中，在建筑視覺模擬、動態(tài)模擬分析、以及網絡環(huán)境下實現(xiàn)工作狀態(tài)的模擬只是少數(shù)建筑師的試驗性方法，并未和工程營建結合成一體，導致在設計意圖的表達上無法實現(xiàn)虛擬化體驗，在更高層次的虛擬現(xiàn)實環(huán)境下方案表現(xiàn)受到限制，不利于建筑方案的完善。設計工作大量重復，修改圖紙，引起多米羅效應，導致設計效率低下。第二、缺少共享的建筑數(shù)據(jù)庫。沒有在建筑設計行業(yè)建構完備的數(shù)字化資源系統(tǒng)，大量的與設計相關的信息沒有建立系統(tǒng)的分類和管理，設計師對資料的檢索、獲取，整理都必須花大量的時間和精力，重復性的研究工作經常在設計過程發(fā)生中。另外，與設計相關的建造信息、市場信息不能被方便的共享和鏈接到，設計與市場和建造經常發(fā)生別離。第三、工程各環(huán)節(jié)的別離。常?？吹綖榱宋追?，設計部門會作出一些華美的效果圖，但這樣的效果圖往往包含著虛假信息，它是靠人的審美主觀在主導的，和實際的工程往往出入很大。例如：一個優(yōu)秀的建筑其設計圖紙與表現(xiàn)可以很平實，而一個糟糕的建筑設計其圖紙與表現(xiàn)卻可以是充滿藝術感。信息的別離，導致圖紙或表現(xiàn)的圖面藝術效果并不能傳遞給最終的建筑。而BIM技術可以有效解決以上問題，利于建設生產整個過程的價值提高。BIM技術是未來計算機輔助建筑設計的開展趨勢。我國政府也重視BIM開展，相繼有國家科技部〞十一五〞的重點研究工程?建筑業(yè)信息化關鍵技術研究與應用?，住房和城鄉(xiāng)建設部?2022～2021年建筑業(yè)信息化開展綱要?提出，“十二五〞期間，根本實現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應用，加快建筑信息模型〔BIM〕。一．BIM概念BIM技術上世紀90年代起源于歐洲，其根本思想是，在計算機上進行建筑設計時，不再是對線段、弧線、圓等根本圖元進行操作，而是對帶有屬性信息的建筑構件進行操作。BIM即建筑信息模型〔BuildingInformationModeling〕，運用BIM技術，建筑師作設計的過程，就是建造一個真實建筑的過程。這個虛擬的建筑模型，包含了大量建筑材料和建筑構件特征等信息，是一個包含了建筑全部信息的綜合電子數(shù)據(jù)庫。在這樣一個真實的智能的建筑模型中，建筑師可以任意的輸出平面、剖面、立面，以及各種細部詳圖、建筑材料、門窗表，還可以輸出預算報表、施工進度等等。二．參數(shù)化BIM的實際應用現(xiàn)在越來越多的世界知名建筑師和事務所開始使用BIM軟件進行建筑設計。在F·蓋里的事務所中，他們用先進的模擬軟件進行整體環(huán)境設計和模型制作，他們的施工圖數(shù)據(jù)完全是從已完成的數(shù)字模型中獲得的。他的畢爾巴鄂古根海姆博物館的整個結構技術參數(shù)和圖紙繪制都是在這種計算機的輔助下建立模型完成的。這個博物館的外觀鈦金屬板，是利用CNC刨槽機銑出來聚苯乙烯板模型，然后送到捷克制造工廠里，制作出鋼模子，再將這些模子被運到瑞典，將4mm厚的不銹鋼板加熱到1815℃，用一個1500t的壓力壓到鋼模子里形成復合曲面的形態(tài)。他在設計時，先作出紙模型，然后使用三維空間數(shù)字化儀〔3Ddigitizer〕將曲面的坐標輸入電腦，用CATIA軟件制作建筑信息模型〔BIM〕。CATIA是利用參數(shù)驅動來設計模型的。這是一種約束幾何的參數(shù)化，用一組參數(shù)約束該幾何圖形的一組結構尺寸序列，參數(shù)與設計對象的控制尺寸有顯式對應，當賦予不同的參數(shù)序列值時，就可驅動到達新的目標幾何圖形，其設計結果是包含設計信息的模型。蓋里的建筑信息模型不僅應用于建造工人的施工過程，在設計階段也應用與結構和材料的分析，使得外表復雜的面板得到解決。三．BIM的優(yōu)勢1.聯(lián)動性用BIM軟件，可以從建立模型開始，即時獲得建筑模型的各個方面的信息，比方設計出一個建筑平面，切換視角，即可看到建筑的剖面和里面以及三維立體模型，同時可以生成施工圖，材料表，造價表等。如果要改動其中一個數(shù)據(jù)，那么與之相關聯(lián)的其他數(shù)據(jù)也會聯(lián)動，保證了建筑模型的精確性。筆者本人做一個上海中心的建筑模型，利用revit體量建模，定義各個構件的參數(shù)，之后，移動了曲面的其中一個節(jié)點，那么該模型的立面、剖面、平面數(shù)據(jù)同時發(fā)生的了變化，圖紙里的標注尺寸也相應改變，再重新生成渲染圖，形成新的模型。這種聯(lián)動性讓各個專業(yè)之間的交流更加清晰，較低層次的任務，例如繪制圖紙、文檔生成、創(chuàng)立進度表等都是聯(lián)動生成。一個建筑設計不同視圖的圖紙在修改的時候都會自動更新。2.5D管理通過BIM5D施工系統(tǒng)快速建立3D施工模型，將大大減少設計文檔錯誤，從而節(jié)約本錢。5D即傳統(tǒng)的3D加上時間、本錢。這些信息可以通過BIM集成，這樣就可以分析施工工序的合理性。5D施工管理解決方案可以將預算過程中創(chuàng)立的信息分解到生產中，設計、本錢、進度三局部相互關聯(lián)，任一個局部的變化都會及時自動的反映在另外兩個局部。這將大大縮短評估預算的時間，顯著提高預算準確性；可以增強工程施工的可預見性，在施工的初期及早發(fā)現(xiàn)問題；設計、預算、進度可以同步獲得；而且，在施工的任意階段，也同樣可以通過與3D模型的關聯(lián)，保持最新的、準確的造價計算。這就讓設計方、施工方、管理方有了同一溝通的平臺，減少誤差，保證信息的精確性。3.工程周期管理采用BIM技術，從建筑設計開始，創(chuàng)立的就是數(shù)字化的建筑信息，可以說，BIM技術從根本上改變了建筑信息的創(chuàng)立方式和創(chuàng)立過程。再應用建筑生命周期管理的相關技術，就可以改變建設工程信息的管理和共享過程，從而實現(xiàn)建筑生命周期管理。雖然目前國內大局部工程還沒有使用BIM進行工程的管理，建筑設計中創(chuàng)立的數(shù)字化模型數(shù)據(jù)庫的核心局部主要還是建筑實體和構件的根本數(shù)據(jù)。但不久，隨著信息化技術在建筑行業(yè)的深入開展，將會有越來越多的功能會被開發(fā)利用，如概預算、進度方案、采購、工程生命周期管理等，一種是整合的形式出現(xiàn)在一個BIM軟件中，像是CATIA；一種是其他各個方面的軟件共享BIM的模型數(shù)據(jù)來計算，在各自的工作環(huán)節(jié)產生出相應的工程數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)整合到最初的模型中，對建筑信息模型進行補充和完善。像是目前的revit、archicad等。兩種方法都表達出BIM使用的潛力巨大。在建筑工程實施的整個過程中，自始至終只有一個唯一的建筑信息模型，包含完整的建筑工程數(shù)據(jù)。在北京SOHO工程中，設計師扎哈.哈迪德從設計開始就使用BIM技術，方案設計采用參數(shù)化方法完成建筑模型，利用CATIA建模，生成施工圖紙，施工過程中使用BIM模型來指導現(xiàn)場施工，同時控制工程的本錢、管理，完工后，利用同一BIM模型進行后期的維護，生命中期的管理。整個過程節(jié)約了本錢，提高了效率。最終BIM完成了從設計，施工、本錢控制、后期維護、生命周期管理的全過程。讓這個工程成為國內BIM全過程應用的第一個成功案例。四．結語目前我國缺乏系統(tǒng)化的、行之有效的BIM標準，這些標準包括數(shù)據(jù)交換標準，BIM應用能力評估準那么，標準BIM工程實施流程等。美國是最先出BIM標準的國家，2002年已經公布NBIMS，英國，德國也相繼出臺標準，日本是亞洲第一個建立該標準的國家。BIM技術在我國設計行業(yè)才剛開始實踐，我國雖然將BIM作為十二五開展的重點開展工程，但標準至今未建立起來，這就影響了推廣和使用。另外，BIM作為設計技術的第二次革命，它與以前技術最大的不同在于思維方式。必須將原來的二維化思維方式轉向三維化。這樣才能提高設計價值，讓建筑業(yè)開展的更好。內容總結

〔1〕基于參數(shù)化BIM建筑設計技術

文從我國設計行業(yè)存在的問題引發(fā)對bim技術的探討，對其優(yōu)勢做了研究

〔2〕我國目前建筑設計技術開展的缺乏：

第一、技術落后，效率低下

〔3〕設計、預算、進度可以同步獲得

〔4〕最終BIM完成了從設計，