基于参数化BIM建筑设计的特点及其应用

孙夏

（山东高速建筑设计有限公司）

1 引言

众所周知，建筑是人类生存发展必不可少的基本要素之一。在现代城市发展中，随着人们物质生活水平的日益提高，人们对建筑形制、建筑功用、建筑造型等方面提出了相对更高的需求，建筑设计采用传统的设计方法已很难满足现代城市发展中建筑设计的发展要求。随着科技的发展进步，人们陆续研发出多种先进的计算机辅助建筑设计工具，依靠计算机辅助工具进行建筑设计，不但可以提高建筑设计效率，更能够显著提升建筑设计水平。参数化BIM技术是目前在建筑设计全过程中最先进的计算机辅助设计技术，该技术可极大提高建筑模型的信息集成化水平，为建筑设计者提供科学的参考依据。

2 参数化BIM技术简介

参数化BIM技术是指建筑信息模型技术，简单来说，就是一种以建筑工程各项信息数据作为模型基础，依据各项信息数据建立建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑真实信息的技术。其主要优点在于它的信息完备性、一致性及关联性、模拟性、可视化、协调性、优化性以及可出图形。利用参数化BIM技术进行建筑设计，可以有效降低建筑工程的资源消耗及成本损耗，提高建筑的环保效益。具体来说，应用参数化BIM技术，首先在建筑设计过程中，可以模拟复杂的建筑工程，优化设计，增强总体设计方案的合理性；其次在建筑施工过程中，可以提高施工方案的科学性与合理性，将资源消耗和损失降到最低，节省施工成本；再者在建筑构件的生产过程中，可以更有效地保障构件的生产质量，提高建筑构件的生产效率。此外，从整个建筑行业发展的角度看，参数化BIM技术的应用能够连接起建筑领域的各相关行业，实现各相关行业间的信息共享，促进各方协调合作。

3 参数化建筑模型的特点

3.1 宏观特点

自宏观角度看，参数化建筑模型的特点主要基于三点：

①各类参数化对象均具备较强的专业性与行业性意义，例如，梁、板、柱及墙体等常见建筑构件均附有尺寸信息或材料信息，属专业构件；

②各类参数化建筑构件的参数均受行业规范及行业知识驱动，例如，基础墙体须基于建筑基础而存在、门窗须基于墙体而存在、钢筋结构须要基于混凝土构件而存在等等；

③各类参数化建筑构件均受专业规范的约束，当相关联对象发生变化时，建筑构件也会随之发生变化，例如，当楼层标高调整时，楼梯踏步数和本层的墙体高度均会随之发生变化。

3.2 微观特点

自微观角度看，参数化建筑模型的特点主要基于三点：

①参数化BIM技术可以修改参数化对象的属性或者调整附加的参数指标，也可改变用户自定义；

②参数化BIM技术可以对各个参数对象之间加以约束，改变各个参数之间的逻辑关系；

③参数化BIM技术系统可实现对各个参数对象之间所施加约束的自动维护。

4 参数化BIM技术在建筑设计中的应用

4.1 应用参数化BIM技术完善建筑三维模型

仅应用参数化BIM技术对建筑工程进行初始建模是不够的，还需要运用该技术不断完善工程的三维模型，更有效地保障工程的整体性，为实际施工作业的开展提供科学指导。建模过程中，在传统二维设计的基础上，根据建筑工程的实际设计需求建立三维信息模型。对于某些不是很复杂的分项工程来说，直接调取二维模型的轴线即可；对于一些较复杂的分项工程，应先合理增加若干轴线，再进行建模，以提升建筑三维模型的完整性与准确性。

4.2 应用参数化BIM技术进行施工场地规划

建筑工程施工之前，须先对施工场地进行合理规划，对可利用空间进行合理的划分，以保证施工工作得顺利开展。在建筑工程施工场地规划过程中，对现场空间和道路进行科学规划，合理布置各施工器械设备，尽量充分发挥出道路及设施的作用；对塔吊位置和现场作业区域进行合理规划，尽量防止在施工过程中出现不同专业交叉施工的情况；对施工材料堆放区域进行合理安排，以尽可能地提高吊装效率，缩短工期；做好施工现场的安全消防设施及环保设施布置，以符合施工安全要求及环保要求。这些建筑工程施工场地的规划要求，在没有应用参数化BIM技术之前是很难完全达到的，在运用参数化BIM技术后，问题迎刃而解。参数化BIM技术应用了计算机模拟技术、虚拟仿真技术及三维可视化技术等诸多先进技术，通过它们可以对基础设施、临建设施、预制构件堆放区域、器械设备摆放区域等进行合理的规划，并将规划好的空间模拟展示出来，以供设计人员和施工人员参考。

4.3 应用参数化BIM技术进行施工风险控制

建筑工程实际施工过程中，往往会受内外部因素的影响而发生变动，整个建筑工程中任何一个环节发生变动，都会导致其他环节也跟着发生变动，若不能有效控制好类似突发变动，将会给施工带来极大的风险。为了有效控制这种施工风险，应用参数化BIM技术来对建筑工程的施工过程进行模拟。通过参数化BIM系统所构建出的建筑模型具有整体性属性，其中有任何一项信息发生了变化，系统都会自动对其他信息进行重新计算，并重新模拟输出新的建筑模型，节约设计人员重建模型的步骤和时间，大大节省人力、物力资源，避免施工风险，提高施工过程的可控性。

4.4 应用参数化BIM技术进行工程信息整合

建筑工程项目的施工过程会涉及许多方面的工程信息，特别是随着现代建筑规模的不断扩大和工程结构的日益复杂，建筑工程中涉及的工程信息愈加繁多，如何有效整合这些工程信息成为一项难题。参数化BIM技术充分具备了良好的信息整合功能，利用该技术可以将建筑工程的全部信息整合到一起，自动计算和演示出理想的设计方案，建筑设计人员可以更加真实和直观地观察到工程的主体框架。另外，还可将相关工作人员和施工人员的信息以及资金成本信息等加入模型中，便于整体施工计划的制订，确保最终施工计划的合理可行。

4.5 应用参数化BIM技术进行工程造价控制

在建筑工程的投资决策阶段，通过应用参数化BIM技术，可以建立出工程的基本数据模型，经分析工程数据后获得较为准确的数据指标，结合建筑工程的实际情况与需求制订出合理的工程造价方案。在建筑工程的设计阶段，可以应用参数化BIM技术进行图纸审核与设计交底，有效确保图纸设计方案的标准化与规范化，进行成本及利润分析。另外，利用参数化BIM技术还可对不同专业信息进行有效整合，以使得建筑工程的设计单位、承包单位、施工单位等各部门充分参与到工程设计中，进一步提高设计的合理性与经济性。

4.6 应用参数化BIM技术实现冲突检查功能

参数化BIM技术不但提供了建筑仿真模拟功能，同时还提供了冲突检查功能。利用参数化BIM系统中的冲突检查功能，可以对建筑工程在装配施工过程中所需的各项工具和零件进行提前检查，从而确保所有工具和零件都符合相关技术要求。利用该功能还可以合理调整每个零件的位置，协调零件间的匹配性，促使建筑工程的整体设计方案更加科学合理。

5 结语

综上所述，参数化BIM技术是一种以建筑工程的各项信息数据作为模型基础，依据其来建立建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑真实信息的技术。利用参数化BIM技术，不但可以完善建筑三维模型，还可以进行施工场地规划、施工风险控制、工程信息整合、工程造价控制，以及还能够提供冲突检查功能，从而全方位地确保建筑设计的科学性、合理性、经济性与可行性。