建筑設(shè)計(jì)BIM模型的檢驗(yàn)

楊帆

（大連民族大學(xué) 遼寧 大連 116600）

【摘要】：檢查框架采用規(guī)則為基礎(chǔ)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型，結(jié)果如“通過”、“失敗”或“警告”，或“未知”的情況下，所需要的數(shù)據(jù)是不完整的或失蹤的，他們一般不修改建筑設(shè)計(jì)，而是對(duì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)，關(guān)系或?qū)傩缘幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)。由于建筑設(shè)計(jì)和建筑施工過程的復(fù)雜性不斷增加，對(duì)自動(dòng)模型檢測(cè)的需要越來越重要。這項(xiàng)工作提出了現(xiàn)有框架概述模型檢測(cè)在建筑設(shè)計(jì)，尤其是BIM（建筑信息模型）的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，研究了啟動(dòng)代碼和模型檢驗(yàn)的主要概念和檢驗(yàn)規(guī)則檢查系統(tǒng)評(píng)估的建筑設(shè)計(jì)。這包括評(píng)估和審查的技術(shù)和當(dāng)前BIM模型檢測(cè)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。本文提出了一種新的框架，自動(dòng)化的規(guī)則和代碼一致性系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)域。

【關(guān)鍵詞】建筑設(shè)計(jì) BIM模型 檢驗(yàn)

建筑法規(guī)是由專業(yè)人員進(jìn)行閱讀，由人類解釋和應(yīng)用。由于人類大腦的推理和解釋能力是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的東西，這個(gè)過程的電算化是對(duì)建筑業(yè)的一個(gè)真正的挑戰(zhàn)。因此，自20世紀(jì)60年代以來，自動(dòng)代碼檢查或標(biāo)準(zhǔn)分析和合規(guī)性一直是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。

最初的努力是1966當(dāng)Fenves的觀察表明決策表開始，新的編程和程序文件的技術(shù)，可以用來代表一個(gè)精確、無歧義的形式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。投入使用是1969 AISC規(guī)范的概念（美國(guó)1969）被表示為一組相互關(guān)聯(lián)的決策表。目的決策表的制定提供的AISC規(guī)范的顯式表達(dá)式，然后可以通過AISC規(guī)范委員會(huì)審查和驗(yàn)證，隨后作為制備的計(jì)算機(jī)程序的基礎(chǔ)。隨后，洛佩茲等人（洛佩茲和萊特1985；Elam和洛佩茲1988；洛佩茲等人。1989）實(shí)施該（計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口輔助設(shè)計(jì)）系統(tǒng)的軟件原型開發(fā)展示設(shè)計(jì)的部件在應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫(kù)的描述與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的符合性檢查。SICAD概念是在AASHTO橋梁設(shè)計(jì)系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)使用（AASHTO 1998）。加勒特開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)處理專家（SPEX）系統(tǒng)（加勒特和Fenves 1987）使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的獨(dú)立的方法和配料結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸。該系統(tǒng)同一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的模型，利用該系統(tǒng)表示為代表，建立了一套基本數(shù)據(jù)項(xiàng)代表一個(gè)確定的設(shè)計(jì)屬性的約束。

然后進(jìn)一步的研究工作是由新加坡的，在1995年開始考慮代碼檢查的二維圖紙的建筑官員。再下一步的發(fā)展，它1998年與IFC（工業(yè)基礎(chǔ)類）開關(guān)和啟動(dòng)核心網(wǎng)系統(tǒng)建筑模型工作（該公司，2005）。在美國(guó)類似的作品已在智能代碼倡議下發(fā)起。也有自動(dòng)規(guī)則檢查評(píng)估特殊人群可其他幾個(gè)研究的實(shí)現(xiàn)（SMC，2009）和消防規(guī)范（熟食店，1995）。GSA和美國(guó)法院最近支持聯(lián)邦法院的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查的發(fā)展，這是規(guī)則檢查應(yīng)用的自動(dòng)化設(shè)計(jì)指南的一個(gè)早期的例子（GSA，2007）。

一、智能碼

建筑規(guī)范一般有一個(gè)自然的目的是組織、分類、標(biāo)簽，并定義建筑環(huán)境的規(guī)則、事件和模式，以達(dá)到安全、效率和經(jīng)濟(jì)性。然而，他們最好的計(jì)劃是不堪重負(fù)的不可避免的變化，增長(zhǎng)，創(chuàng)新，進(jìn)步，進(jìn)化，多樣性和熵。這些給年輕的工程師和經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員帶來了困難的快速的變化，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的脆弱的傳統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的破壞性更大的破壞性。雖然精確的定義和規(guī)范是解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題的關(guān)鍵，但是許多代碼的規(guī)定并沒有很好的定義和高度主觀。此外，規(guī)范規(guī)定的特點(diǎn)是連續(xù)級(jí)配和異常開放的范圍，通過經(jīng)驗(yàn)學(xué)到的精確定義無法使其提供任何完整的概念。

二千多年來，努力創(chuàng)建智能分類系統(tǒng)在亞里士多德的范疇和他的系統(tǒng)的三段論有關(guān)類別推理描述為邏輯和本體最發(fā)達(dá)的系統(tǒng)（索瓦。2004）。三段論是基于四個(gè)句型的推理規(guī)則，其中涉及一類主題的謂詞中的另一類：

普遍性的肯定。每一個(gè)桁架都是一個(gè)框架。特別是肯定的。一些桁架是空間框架。普遍否定。沒有桁架是一個(gè)深厚的基礎(chǔ)。特別是消極的。一些空間框架不是桁架。

智能碼的引入，通過簡(jiǎn)化訪問代碼規(guī)定和投訴的檢查將大大改善目前的設(shè)計(jì)實(shí)踐。代表建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算和靈活的模型，適應(yīng)使這個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的具體性質(zhì)上起著重要的作用，正如萊布尼茨所說：“讓我們計(jì)算事不宜遲”。突破法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，使用設(shè)計(jì)軟件和建筑信息建模解決不可逾越的障礙是可以實(shí)現(xiàn)的。

建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算表示需要專用的本體，是以由國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用本體一致（NBIMS）。這種特殊的目的本體必須有能力處理異常和不確定性的各種建筑法規(guī)的規(guī)定。建筑元素到一個(gè)分類層次類別和子類別組織是這些本體的一個(gè)重要組成部分。雖然大多數(shù)的代碼檢查活動(dòng)發(fā)生在個(gè)別的結(jié)構(gòu)元素的水平，但多規(guī)則檢查和推理開始在類別的水平。例如，代碼檢查首先確定結(jié)構(gòu)元素的類別，即它是否是梁、柱或桁架，再檢查進(jìn)一步的要求，如鋼筋混凝土梁的最小量的鋼筋。分類也有助于幫助預(yù)測(cè)建筑物的對(duì)象，一旦他們被分類。此外類別服務(wù)于通過繼承來組織和簡(jiǎn)化知識(shí)基礎(chǔ)。

在美國(guó)，國(guó)際代碼委員會(huì)（ICC）將以某種形式的XML獲得。該模型采用本體是基于omniclass分類系統(tǒng)和詞典的國(guó)際框架（IFD）。這本字典是正在開發(fā)的國(guó)際框架的一部分，詞典（IFD）在美國(guó)，是由施工規(guī)范協(xié)會(huì)管理（CSI）配合ICC。IFD創(chuàng)建一個(gè)目錄的對(duì)象被稱為（“詞匯”），匯集了不同的數(shù)據(jù)集為一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目或資產(chǎn)的共識(shí)，無論是從產(chǎn)品的廠家信息，典型房間的要求，還是成本數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。它也可以處理不同的語言。概括地說，字典是一個(gè)開放的模型，可以鏈接到來自許多來源的數(shù)據(jù)，提高互操作性，并為項(xiàng)目的任何階段的分析和設(shè)計(jì)檢查鋪平了道路。

二、模型的內(nèi)容

隨著建筑信息建模的出現(xiàn)，信息的產(chǎn)生和傳播速度也逐漸加快，但具有諷刺意味的是，溝通變得更加困難。當(dāng)建筑文件被打印在紙上時(shí)，一個(gè)工程師可以比較不同的顧問的細(xì)節(jié)，即使他們使用不同的格式和術(shù)語。但當(dāng)一切都是模型驅(qū)動(dòng)、設(shè)計(jì)師、承包商、客戶和供應(yīng)商的系統(tǒng)時(shí)不能進(jìn)行互操作，除非他們的格式是相同的。第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的這個(gè)問題在20世紀(jì)70年代是公認(rèn)的。

智能碼應(yīng)用的主要要求是基于對(duì)象的建筑模型（BIM）必須有必要的信息來完成代碼檢查。BIM對(duì)象的創(chuàng)建通常有一個(gè)家庭的類型和特性。例如，一個(gè)對(duì)象，代表一個(gè)結(jié)構(gòu)列的類型和屬性，如鋼，木材或混凝土，和尺寸等。因此，一個(gè)建筑模型足夠的代碼一致性檢查的要求比正常起草要求更嚴(yán)格。建筑師和工程師創(chuàng)建的建筑模型，將用于代碼的一致性檢查必須準(zhǔn)備使模型提供所需的信息，以及內(nèi)德商定結(jié)構(gòu)。

GSA BIM指南（GSA，2009）提供的建模要求的簡(jiǎn)單規(guī)則檢查初始實(shí)例。這些信息必須被正確編碼在IFC的軟件，開發(fā)者允許適當(dāng)?shù)姆g和設(shè)計(jì)規(guī)則，檢查程序或軟件測(cè)試。國(guó)際金融中心是目前在建筑行業(yè)，提高信息交換和互操作性的最適宜的方案之一。已經(jīng)開發(fā)了新的應(yīng)用，能夠解析IFC模型、解釋和利用信息。為了自動(dòng)驗(yàn)證信息在交換過程中需要詳細(xì)的信息，代碼一致性域代表一種新的細(xì)節(jié)和IFC模型要求的水平比IFC標(biāo)準(zhǔn)的一般水平的進(jìn)一步，這些軟件的應(yīng)用主要集中在獲得額外的信息，專門領(lǐng)域的興趣。這應(yīng)該是通過開發(fā)相應(yīng)的信息傳遞手冊(cè)實(shí)現(xiàn)（IDMS）和模型視圖的定義（多）的代碼自動(dòng)的一致性檢查（AC3）域（nawari 2010）。

三、結(jié)論

在建筑設(shè)計(jì)BIM模型檢查的優(yōu)化和利用建筑信息在建筑存在簡(jiǎn)化自動(dòng)化代碼和標(biāo)準(zhǔn)符合性，結(jié)構(gòu)與力學(xué)模型檢查即將到來的承諾。

本文提出的BIM模型檢測(cè)框架是基于兩個(gè)主要部分。第一部分論述了建筑規(guī)范轉(zhuǎn)化為正式的可計(jì)算規(guī)則集。這就需要在不同層次的實(shí)現(xiàn)邏輯理論的通用和特別提出了本體就業(yè)。在本文中采用的一階邏輯建立可計(jì)算規(guī)則的第一級(jí)。第二部分處理部分1到XML的轉(zhuǎn)換，基于BIM模型的XML應(yīng)用，應(yīng)用LINQ。這項(xiàng)工作涵蓋了這個(gè)框架的第一部分。

建議的框架的特點(diǎn)是它的表現(xiàn)力，捕捉在一個(gè)簡(jiǎn)單的和自然的方式，建筑規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則和政策，需要檢查。此外，它提供了編碼這些規(guī)則和領(lǐng)域知識(shí)轉(zhuǎn)化為XML數(shù)據(jù)模型的靈活性，提供友好的用戶定義的規(guī)則的能力，以及與其它應(yīng)用程序的集成能力。

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