參數(shù)化BIM建筑設計技術的發(fā)展及應用

張麗麗

（煙臺市勘察設計審查服務中心）

1 引言

通過BIM技術能夠將一套完整的建筑信息儲存在電子模型中，是建筑發(fā)展歷史上的一次重要變革。在建筑設計中應用BIM技術，能夠利用數(shù)字化編碼對真實的建筑構件加以描述，給予人們直觀的感受。在描述一個對象時，通常需要多種參數(shù)，這些參數(shù)就包含在該對象的代碼中。一般來說，在所討論的某個數(shù)學或物理問題中，于給定條件下取固定值的變量以及表明任何現(xiàn)象、機構、裝置的某種性質的量被稱為參數(shù)，建筑屬性完全可以通過這些參數(shù)信息進行表達。以建筑墻體為對象，其參數(shù)既包含墻體長度、寬度以及高度等幾何尺寸信息，同時，墻體的保溫性能、成本造價、材質、規(guī)格等信息也包含在參數(shù)中。參數(shù)化BIM技術在建筑設計中的應用，實現(xiàn)了建筑設計水平的有效提升，對建筑行業(yè)的未來發(fā)展意義重大[1]。

2 參數(shù)化BIM建筑設計的主要特點

參數(shù)化BIM建筑設計技術具備兩個基本特點：

1）聯(lián)動性

在建筑設計中使用BIM軟件，建筑各方面信息從建模階段即可獲取。例如，在建筑平面設計完成后，即可獲取三維建筑模型，明確建筑的內部信息、剖面信息等。在這一過程中，施工圖紙、造價表以及材料表也可同時生成。

2）綜合性

利用BIM 5D系統(tǒng)軟件能夠迅速建立施工模型，大幅度提高設計質量與設計效率。

此外，參數(shù)化BIM建筑設計還具備以下特點：

2.1 仿真性

通過數(shù)字信息仿真技術，BIM能夠將建筑物的全部信息真實地模擬出來，既包括建筑尺寸、大小等幾何形狀信息，又包括建筑重量、材質、施工、成本等非幾何形狀信息。建立起來的三維建筑模型可供多方人員參考，包括建筑師、設計師、施工人員、監(jiān)理工程師以及住戶等，加強了建筑設計、施工、運營管理等多個環(huán)節(jié)地交流與聯(lián)系，以此實現(xiàn)建筑設計水平與建造水平的提升，獲取最大化效益。

2.2 協(xié)調性

協(xié)調性是BIM技術的重要優(yōu)勢之一。在工程建設過程中，不同專業(yè)、不同項目由不同人員負責很容易產生沖突，如建筑結構與管道布置沖突、預留洞口不符合實際情況等，如果這些矛盾沖突得不到有效協(xié)調，不但影響建筑質量，而且影響施工進度。利用BIM模型能對不同專業(yè)和不同項目進行有效協(xié)調，及時發(fā)現(xiàn)建筑方案的不合理之處，并制定合理有效的解決措施。

2.3 模擬性

對于日常生活中可能出現(xiàn)的緊急狀況，如火災、地震等，利用BIM技術及相關軟件可進行真實模擬，從而優(yōu)化建筑方案，減少事故損失。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑結構也越來越復雜，這在一定程度會增加設計難度。利用BIM技術模擬復雜的建筑結構，從而得出最佳的方案，在短時間內提高方案的質量。對于設計師提供的建筑方案，BIM模型可對其進行碰撞檢查，找出設計不合理處，并制定相應的改進方案。建筑工程的所有信息都可在BIM中找到，將參建各方集中在一起，表現(xiàn)項目空間復雜的三維形態(tài)。對于建筑空間關系，虛擬建筑樣機可提供精確的數(shù)據(jù)，相較于其他3D建模，BIM可進行各類文檔、圖形的自動生成與更新，對其相關聯(lián)的信息進行自動協(xié)調，以此實現(xiàn)信息共享。在建筑設計過程中，當設計師修改某一對象的參數(shù)時，該對象即可做到自動更新，實現(xiàn)設計效率與準確性的有效提升[2]。

2.4 整合性

BIM技術即可應用于建筑設計，又可應用于設計檢測、工程實施、成本管理等工作中，將建筑工程各個階段、各個部門等集合到設計過程中，為建筑設計提供全方位、全過程的服務。在建筑設計階段，利用BIM技術既可進行數(shù)字化設計，又可實現(xiàn)智能化管理，項目管理向著動態(tài)化、可視化與集成化方向發(fā)展，管理水平得到顯著的提升。對于建筑物以及建筑施工現(xiàn)場，BIM可建立起三維立體模型，并有效連接施工的各個階段，及時獲取施工過程中的材料消耗信息、設備使用信息以及場地變化信息等，以此實現(xiàn)5D施工模型的建立。建筑企業(yè)可以對施工的全過程進行數(shù)字化和智能化模擬，管理人員也能集中管理施工質量、施工進度、施工安全和施工成本，實現(xiàn)工程整體效益的大幅度提升[3]。

2.5 科學性

通過分析相關數(shù)據(jù)，BIM創(chuàng)建施工模型。在正式施工之前，該模型能夠在分析建筑功能要求的基礎上，準確預測施工過程中可能出現(xiàn)的問題，如驗證施工工藝、模擬施工技術方案、優(yōu)化施工組織設計等。BIM技術為建筑設計提供新的思路，將其推廣應用到建筑行業(yè)中，能夠大幅度推進建筑行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，實現(xiàn)建筑項目科學性的有效提升。

3 參數(shù)化BIM建筑設計技術的具體應用

3.1 設計復雜的建筑形體

在設計復雜的建筑形體中，BIM技術發(fā)揮著關鍵性作用。利用BIM技術驗證復雜建筑物的各類數(shù)據(jù)，并進行有效整合。在此基礎上開展多維曲線設計，直觀地展示立體設計成果。BIM技術能夠讓設計師將自身創(chuàng)意、想法充分表達出來，同時，可以直接查看設計成果，優(yōu)化設計方案，將建筑設計水平推向更高的層次。此外，對于復雜形體的建筑項目，BIM技術可分析每個結構、每個單元的三維模型，在此基礎上進行設計調整及設計優(yōu)化，從而有效消除設計錯誤[4]。

3.2 設計綜合管線

近年來，建筑工程逐漸向著大體量、多功能的方向發(fā)展，導致管線設計難度加大。在這種情況下，設計師只有加強綜合管線設計以及提高設計水平，才能實現(xiàn)建筑品質的保障，防止管線交叉、管線相撞等現(xiàn)象，為綜合管線工程施工提供科學指導。過去受技術條件限制，設計師在設計建筑綜合管線時，只能采用人工目測的方式進行檢測，很難發(fā)現(xiàn)管線交叉、管線相撞等現(xiàn)象。在管線綜合設計中應用BIM技術，能夠將建筑管線直接生成三維模型，在對管線綜合設計進行檢測時，系統(tǒng)可以迅速找出管線交叉、相撞等不合理之處，并將其標注出來[5]。

3.3 優(yōu)化消防設計

近年來，高層建筑數(shù)量越來越多，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)超高層建筑。如果沿用以往的設計模式。方案很難達到建筑消防要求。利用BIM技術優(yōu)化建筑的消防性能，能有效提高消防設計的科學性與合理性。在對消防設計進行優(yōu)化時，BIM技術可模擬煙氣擴散時間、建材耐燒極限、人員疏散時間及疏散距離等，從而設計出先進、科學的消防設計方案，切實保障人民群眾的生命財產安全。

4 結語

綜上所述，社會經濟的發(fā)展帶動了建筑行業(yè)的發(fā)展。近年來，建筑設計領域出現(xiàn)了許多新型技術，BIM就是其中一項重要技術。隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的圖紙設計已很難滿足建筑的設計要求，建筑設計領域急需一種新型的表達方式和設計方式。參數(shù)化BIM建筑技術的發(fā)展和應用，使得建筑設計邁向一個新的層次。這一技術不僅改變了設計師的思維模式，更提高了建筑設計水平。因此，設計師應注重參數(shù)化BIM技術在建筑設計工作中的應用，充分利用該技術的優(yōu)勢，設計先進、科學和經濟合理的建筑方案，推動建筑行業(yè)快速發(fā)展。