建筑設計技術發展及應用

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【摘要】BIM技術依托計算機技術和數字化技術，構建出一個虛擬的三維建筑模型，并建立配套的工程信息數據庫，將建筑構件屬性、幾何尺寸以及狀態信息等納入其中，提升建筑行業的信息化程度，推動建筑業向著現代化方向發展。論文主要探討參數化BIM建筑設計技術的發展及應用，分析了參數化BIM技術在建筑設計階段中的重要作用，以此為相關行業提供參考。

【關鍵詞】參數化BIM；建筑設計；發展；應用

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，這些參數就包含在該對象的代碼中。一般來說，在所討論的某個數學或物理問題中，于給定條件下取固定值的變量以及表明任何現象、機構、裝置的某種性質的量被稱為參數，建筑屬性完全可以通過這些參數信息進行表達。以建筑墻體為對象，其參數既包含墻體長度、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、規格等信息也包含在參數中。參數化BIM技術在建筑設計中的應用，實現了建筑設計水平的有效提升，對建筑行業的未來發展意義重大[1]。

2參數化BIM建筑設計的主要特點

參數化BIM建筑設計技術具備兩個基本特點：1）聯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BIM5D系統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，參數化BIM建筑設計還具備以下特點：2.1仿真性。通過數字信息仿真技術，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、運營管理等多個環節地交流與聯系，以此實現建筑設計水平與建造水平的提升，獲取最大化效益。2.2協調性。協調性是BIM技術的重要優勢之一。在工程建設過程中，不同專業、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模型能對不同專業和不同項目進行有效協調，及時發現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，從而優化建筑方案，減少事故損失。隨著建筑行業的不斷發展，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，表現項目空間復雜的三維形態。對于建筑空間關系，虛擬建筑樣機可提供精確的數據，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，對其相關聯的信息進行自動協調，以此實現信息共享。在建筑設計過程中，當設計師修改某一對象的參數時，該對象即可做到自動更新，實現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技術既可進行數字化設計，又可實現智能化管理，項目管理向著動態化、可視化與集成化方向發展，管理水平得到顯著的提升。對于建筑物以及建筑施工現場，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5D施工模型的建立。建筑企業可以對施工的全過程進行數字化和智能化模擬，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。通過分析相關數據，BIM創建施工模型。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的問題，如驗證施工工藝、模擬施工技術方案、優化施工組織設計等。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中，能夠大幅度推進建筑行業的現代化發展，實現建筑項目科學性的有效提升。

3參數化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技術發揮著關鍵性作用。利用BIM技術驗證復雜建筑物的各類數據，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意、想法充分表達出來，同時，可以直接查看設計成果，優化設計方案，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，才能實現建筑品質的保障，防止管線交叉、管線相撞等現象，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，很難發現管線交叉、管線相撞等現象。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優化消防設計。近年來，高層建筑數量越來越多，部分地區甚至出現超高層建筑。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，社會經濟的發展帶動了建筑行業的發展。近年來，建筑設計領域出現了許多新型技術，BIM就是其中一項重要技術。隨著建筑行業不斷發展，傳統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。參數化BIM建筑技術的發展和應用，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，設計師應注重參數化BIM技術在建筑設計工作中的應用，充分利用該技術的優勢，設計先進、科學和經濟合理的建筑方案，推動建筑行業快速發展。

參考文獻

[1]成麗媛.參數化BIM建筑設計技術探討[J].建筑知識,2017,37(9):88.

[2]胡若文.BIM技術在參數化建筑設計中的應用初探——以武漢光谷國際網球中心為例[J].建筑與文化,2014(12):158-159.

[3]張金歌，許英英，中國礦業大學藝術設計學院.參數化•建筑空間——參數化設計技術影響下建筑空間形態的轉化[J].美與時代(中旬),2014(9):100-101.

[4]孫湉.參數化技術在綠色建筑設計中的運用——“山•水•人家”方案解析[J].住宅科技,2014,34(8):23-26.

[5]羅丹,葉揚,路培,等.“數字滲透”與“參數化主義”——關于“數字技術與建筑設計”的訪談與對話錄[J].世界建筑,2013(9):17-35.

作者:張麗麗 單位:煙臺市勘察設計審查服務中