(完整版)BIM与参数化

参数化设计与BIM技术华东建筑设计研究院有限公司同济大学粱广伟国家。

十一五”科技支撑计划诹题(2Q07B／Q=23802-01)关键词t参数化设引阱M全生命周期可持续发展论文摘要：本文通过剖析参数化设计的状况．结合一部分项Iq实践详细阐述了参数化设计在实际工程中的应用．井讨论了参数化设计与BI M技术的关系，提出了今后发展的趋势和需要解决的问题。

前盲参数化设¨是当前建筑设计界里越来越设普遍运用的方法和手段，而BⅢ技术是一项正在被人们逐渐开始认识的新的理念和技术。

本文通过世运用参数化设计和BIM技术的具体项目，探讨了两者2问的联系和存在的问题，以及今后发展的方向和趋势。

参数化设计的概况对于建筑设计l村言，参数化设计并不是一个新的概念，甚至可以说是历史悠久。

一些古典参数化方法被朋在诸如金宁塔、教堂供顶、螺旋楼梯等建筑中，经典的参数方法有黄金分割、斐波那契数列、泰森多边形等。

然而这些数学方法一直被使用了好几个世纪。

当七1年代中期，计算机被引入到各个行业的设计领域中时，参数化设计才真正得咀±面发展和推r，它可以说是¨算机辅助设计的一个重要里程碑。

这一时期涌现了批经浆的建筑。

霉嘲瑞典马尔摩Twl st T o w e r藩尼歌剧院从九t 年代中叶人们开始探索更复杂更先进的参数化设计方法，进八新世纪后有了长足的进步。

目前参数化技术大致可分为如F 三种方法：(1)基于几何约束的数学方法；(2)基于几何原理的人工 智能方法；(3)基于特征模型的造型方法。

其中后两种方法又被称为“非线性参数化设计”方法。

“非 线性”一词来自于非线性科学，即复杂科学，它完全不同干发源于牛顿原理的现代经典线性科学，它 可以对动态、不规则、自组织、远离平衡状态等现象进行合理地阐述。

是人类对自然及社会的一种全 新的认识理论。

正如尼尔一林奇所说，“计算机已经不仅是辅助设计 一如今变成直接衍生出设计，同 时可以造就出复合型的专业设计人才。

BIM工程师如何进行模型参数化和优化随着信息技术的不断发展，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）在建筑行业中的应用越来越广泛。

作为BIM模型的创建和维护者，BIM工程师具有重要的角色。

其中，模型参数化和优化是BIM工程师必须掌握的技能，这有助于提高建筑设计和施工的效率，减少工期和成本。

模型参数化是将模型中的元素和构件以参数的方式进行定义，从而实现模型的自动化调整和更新。

在进行参数化时，BIM工程师应根据项目需求和建筑规范，定义适当的参数，并将其应用于模型中的各个元素。

通过参数化，可以实现模型的快速修改和迭代，减少手动操作和人为错误的可能性。

要进行模型参数化，BIM工程师需要使用专业的建模软件，比如Revit、Archicad等。

这些软件提供了丰富的参数化工具和功能，可以帮助工程师方便地定义和管理模型参数。

在定义参数时，工程师应根据实际需求设置参数的取值范围和关联关系，以确保模型的合理性和可靠性。

除了参数化，模型的优化也是BIM工程师需要关注的重要环节。

模型优化是通过分析和调整模型的各个部分，以达到最佳性能和效果的目的。

优化可以包括以下几个方面：1. 几何优化：通过调整模型的几何形状和尺寸，以达到更好的空间利用和视觉效果。

例如，在设计一个办公室空间时，BIM工程师可以通过调整房间的尺寸和布局，实现更合理的工作环境和通风效果。

2. 结构优化：在建筑结构的设计中，BIM工程师可以通过分析计算和模拟，优化结构的材料和构造，以提高其承载能力和抗震性能。

通过BIM模型的三维可视化效果，工程师可以更直观地了解结构的受力情况，从而进行合理的优化设计。

3. 能耗优化：在建筑设计中，节能是一个重要的考虑因素。

BIM工程师可以利用BIM模型进行能耗分析和模拟，以评估建筑的能源消耗情况，并进行相应的优化。

通过调整建筑的隔热材料、采光设计等方面，可以有效减少能源的使用和碳排放。

BIM工程师如何进行模型参数化和调整在建筑信息模型（BIM）技术的应用中，模型参数化和调整是BIM工程师经常进行的重要工作。

通过参数化和调整，BIM工程师可以实现模型的灵活性和可重用性，提高设计效率，减少错误和冲突。

本文将介绍BIM工程师如何进行模型参数化和调整的一般步骤和方法。

首先，BIM工程师需要熟悉所使用的BIM软件的参数化和调整功能。

不同的BIM软件具有不同的界面和操作方式，但基本原理和方法相似。

比如，在Revit这样的BIM软件中，可以使用“族”来创建模型的可调参数，通过调整这些参数来改变模型的尺寸、形状和其他属性。

其次，BIM工程师需要对模型进行分析和规划，确定需要参数化和调整的部分。

通常情况下，模型的尺寸、材料、构件属性等可以被参数化和调整。

根据项目的需要，BIM工程师可以选择那些影响性能和外观的参数进行调整。

第三，BIM工程师可以通过使用公式和表达式来定义和控制参数。

比如，可以通过设置一个参数为墙的长度，然后定义另一个参数为墙的宽度，最后通过公式将长度和宽度相乘来计算墙的面积。

这样，在调整墙的长度或者宽度时，墙的面积会自动更新。

第四，BIM工程师可以使用参数驱动的族来创建多样化的构件。

族是BIM中的一种基本单位，可以包含多个参数和属性。

通过调整族的参数，可以创建不同尺寸、形状和类型的构件。

这样，在项目中需要使用这样的构件时，只需调整参数即可，无需重新绘制整个构件。

第五，BIM工程师可以通过制定模型规则和约束来确保参数化和调整的准确性和一致性。

在参数化和调整过程中，可能会出现一些限制和约束，比如构件的最小尺寸、属性的取值范围等。

通过制定这些规则和约束，可以在设计中自动检查和识别错误和冲突，提高模型的质量。

最后，BIM工程师应该不断学习和实践，了解最新的BIM技术和工具。

BIM 技术正在不断发展和创新，新的软件和功能不断出现。

通过不断学习和实践，BIM 工程师可以掌握更多的技能和技巧，提高模型的参数化和调整能力。

BIM工程师如何进行模型参数化和调整在建筑信息模型（BIM）的应用中，模型参数化和调整是BIM工程师必须掌握的重要技能之一。

模型参数化和调整的目的是为了提高建筑设计的灵活性和效率，使得建筑模型能够根据不同的需求进行调整和优化。

本文将介绍BIM工程师在进行模型参数化和调整时应采取的步骤和注意事项。

首先，BIM工程师需要了解模型参数化的概念和原理。

简而言之，参数化是指利用参数对建筑模型进行定义和控制，使得模型的各个部分可以随着参数值的改变而自动调整。

通过对模型进行参数化，BIM工程师可以实现模型的可重用性和可扩展性，节约设计时间和成本。

第二，BIM工程师需要根据实际需求确定模型中哪些部分需要参数化。

通常，模型中的尺寸、材质、构件属性等都可以通过参数进行调整。

例如，建筑模型的墙体厚度、层高和开间等可以作为参数进行定义，以满足不同设计方案的需要。

在确定参数时，BIM工程师应考虑模型的可变性和易用性，避免参数过于复杂和难以理解。

接下来，BIM工程师需要选择合适的参数化工具和方法。

目前，主流的BIM软件如Revit、ARCHICAD和Tekla等都提供了丰富的参数化工具和功能。

BIM工程师可以利用这些工具来创建参数、定义参数范围和控制参数值的关联关系。

此外，一些脚本语言如Dynamo和Grasshopper也可以用来进行更高级的参数化操作，如利用算法和函数进行参数计算和优化。

然后，BIM工程师需要进行模型参数的设置和调整。

在设置参数时，工程师应根据模型的结构和设计要求合理选择参数的名称、类型和取值范围。

设置参数时，应确保参数之间的关联关系和约束条件是准确和合理的。

调整参数时，工程师可以通过修改参数值和观察模型的变化来实现调整效果的预览和验证。

如果需要对多个参数进行联动调整，可以使用参数关联或脚本语言的编程方式来实现。

在进行模型参数化和调整时，BIM工程师还应注意以下几点。

首先，应建立完善的模型管理和版本控制机制，以确保模型参数的一致性和可追溯性。

BIM 概述1BIM产生和发展的背景1）建筑行业的快速发展随着各国经济的快速发展,城市化进程的不断加快,使得建筑行业在推动社会经济发展中起着至关重要的作用。

各类工程的规模不断扩大，形态功能越来越多样化，项目参与方日益增多使得跨领域、跨专业的参与方之间的信息交流、传递成为了至关重要的因素。

2）建筑行业生产效率低建筑业生产效率低是各国普遍存在的问题。

2004年美国斯坦福大学进行了一项关于美国建筑行业生产率的调查研究，其调查结果显示：从1964年至2003年近40年间，将建筑行业和非农业的生产效率进行对比，后者的生产效率几乎提高了一倍，而前者的效率不升反降，下降了接近20%[1]。

在整个设计流程中，专业间信息系统相对孤立，设计师对工程建设的理解及表达形式也有所差异，信息在专业间传递的过程中容易出现错漏现象[2]，建筑、结构、机电等专业的碰撞冲突问题在所难免。

再者各专业设计师自身的专业角度以及CAD二维图纸的局限性等原因，导致图纸错误查找困难，并且在找出错误后各专业间的信息交互困难，沟通协调效率低下，依然不能保证彻底解决问题。

同时这种传递方式极有可能导致后期施工的错误，一旦如此设计方必须根据施工方反应的问题再度修改图纸，无疑增加了工作量，甚至在多次返工后依然无法保证工程的设计、施工质量。

不难看出，建筑行业生产效率低下的主要原因是：一是在建筑整个全生命周期阶段中，从策划到设计，从设计到施工，再从施工到后期运营，整个链条的参与方之间的信息不能有效的传递，各种生产环节之间缺乏有效的协同工作，资源浪费严重；二是重复工作不断，特别是项目初期建筑、结构、机电设计之间的反复修改工作，造成生产成本上升。

这也是目前全球土木建筑业存在两个亟待解决的问题[3]。

3）计算机技术的发展自计算机和其他通讯设备的出现与普及后，整个社会对于信息的依赖程度逐步的提高，信息量、信息的传播速度、信息的处理速度以及信息的应用程度飞速增长，信息时代已经来临。

BIM的技术特征(1)参数化BIM几乎不用以CAD为基础的技术,它的核心技术是参数化建模技术。

操作的对象不再是点、线、圆这些简单的几何对象,而是墙体、门、窗、梁、柱等建筑构件,如图2-2所示。

BIM将设计模型(几何形状与数据)与行为模型(变更管理)有效结合起来,在屏幕上建立和修改的不再是一堆没有建立起关联关系的点和线,而是由一个个建筑构件组成的建筑物整体。

BIM 立足于在数据关联的技术上进行三维建模,模型建立后,可以随意生成各种平、立、剖二维图纸,并保持视图之间实时、一致的关联,如果修改了平面图,相关的修改马上就可以在立面图、剖面图、效果图、明细统计表以及其他相关图纸上表达出来,杜绝了图纸之间不一致的情况,这样可以减少设计引起的错误,提高设计工作效率,保证设计质量。

图2-2CAD与BIM的区别(2)多维化相比CAD设计软件,BIM最大的特点就是摆脱了几何模型的束缚,开始在模型中承载更多的非几何信息,例如,材料的耐火等级、材料的传热系数、构件的造价与采购信息、重量、受力状况等一系列扩展信息。

建筑信息模型中的基本构件元素叫作族,它不仅包括了构件的几何信息,还包括了构件的物理信息和功能信息。

表2-1为一个梁族参数表,这个梁族的参数有3D描述参数、空间位置参数、物理量参数、标识参数、材质参数、受力分析模型等,这些参数信息都是以此型钢为载体,以数据库的形式储存的,并且可以贯穿于整个项目周期。

随着建设过程的延伸,有关建筑产品的信息会不断被以结构化的形式保存,实现建设过程信息的连续流动。

正是BIM构件信息的多元化特征使其除了具有一般3D模型的功能外,还可以模拟建筑设施的一些非几何属性,如能耗分析、照明分析、冲突检查等。

表2-1族参数表(3)可协作性由于BIM内含的信息覆盖范围包括了项目的整个建设周期,模型必须包含相当多的建筑元素才能满足项目各参与方对信息的需求。

从理论上说,BIM系统实现方法有两种,一种是使用单一中央数据库的综合模型,另一种是使用联合数据库的分类模型。

第1章BIM技术应用1. BIM应用策划1.3.1 BIM应用目标若我公司有幸中标，根据业主BIM应用的要求及应用目标，本工程的BIM系统将涵盖建筑、结构、机电等多个专业，项目将设置总承包BIM团队，统筹协调各专业分包BIM团队，创建全专业BIM信息模型。

在本工程施工过程中，将基于BIM模型进行全专业的综合深化设计、施工方案、施工进度、工程量计算、质量安全、预制化加工、可视化施工等一系列实施内容，在施工阶段丰富完善工程BIM信息，为运维阶段提供BIM竣工模型打下坚实的基础。

同时项目将创新使用三维激光扫描、智能施工放线、遥感与测量、远程质量验收等技术，拓展BIM应用的深度及广度，并将BIM技术与项目管理业务集成，实现项目管理中多个业务集成应用，如进度管理、合同管理、图纸管理、质量安全管理等。

插表BIM技术应用目标表1.3.2 BIM团队组织架构项目部成立BIM技术应用团队，由项目总工程师担任BIM团队总负责，并设置BIM负责人一名，专职指导并带领BIM工作团队完成BIM施工模型建立、维护、应用及协调管理等工作。

插图BIM应用组织架构插表BIM岗位职责表1.3.3 BIM工作流程1.3.4 软硬件资源准备一、软件资源准备根据本工程特点及需求，我司将采用以下软件开展本项目的BIM应用工作：二、硬件资源准备根据本工程的BIM模型体量及应用设想，我司将按照以下要求配置BIM硬件资源，以保证项目BIM应用工作的顺畅开展。

1.3.5 BIM应用保障措施华侨城•原岸（生态社区B 地块）工程一期一标段施工总承包工程项目涉及建筑单体多，综合性较强，对服务团队的沟通协调能力、创新能力、专业能力都有较高的要求。

为了保证本项目的顺利实施，我司基于实施众多的大型工程项目管理系统和BIM咨询项目的管理经验，总结了一套严谨、完善的项目实施和管理方法，为本项目BIM技术应用工作的顺利开展提供保障。

一、建立BIM运行保障措施体系1、由项目总工牵头，根据BIM团队组织架构配置足够的管理人员和专业技术人员，保障BIM应用工作的顺利实施。

BIM建模考评大纲之BIM基础知识1.BIM基本概念、特征及其发展1.1掌握BIM基本概念及内涵；1.2掌握BIM技术特征；1.3熟悉BIM工具及主要功能应用；1.4熟悉项目文件管理与数据转换方法；1.5熟悉BIM模型在设计、施工、运维阶段的应用、数据共享与协同工作方法；1.6了解BIM的发展历程及趋势；2.BIM相关标准2.1熟悉BIM建模精度等级；2.2了解BIM相关标准，如IFC标准、《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》等；3.施工图识读与绘制3.1掌握建筑类专业制图标准，如图幅、比例、字体、线型样式、线型图案、图形样式表达、尺寸标注等；3.2掌握正投影、轴测投影、透视投影的识读与绘制方法；3.3掌握形体平面视图、立面视图、剖视图、断面图、局部放大图的识读与绘制方法。

第一章BIM工程师的素质要求与职业发展1、BIM工程师岗位分类：（1）根据应用领域：BIM标准管理类：BIM基础理论研究人员、BIM标准研究人员；BIM工具研发类：BIM产品设计人员、BIM软件开发人员；BIM工程应用类：BIM模型生产工程师、BIM专业分析工程师、BIM信息应用工程师、BIM系统管理工程、BIM数据维护工程师；BIM教育类：高效教师、培训讲师。

（2）根据应用程度：BIM操作人员；BIM技术主管；BIM项目经理；BIM战略总监。

2、BIM工程师基本素质要求：职业道德；健康素质；团队协作能力；沟通协调能力。

3、BIM工程师职业发展：BIM与招投标；BIM与设计；BIM与施工；BIM与造价；BIM与运维。

4、当前BIM市场现状：BIM技术应用覆盖面狭窄；涉及项目的实战较少；缺少专业的BIM工程师。

5、未来BIN市场模式预测：个性化开发；全方位应用；市场细分；多软件协调。

第二章BIM基础知识1、BIM的含义：（1）以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达；（2）BIM是一个完善的信息模型，能够连接建筑项目生命期不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，提供可计算、查询、组合拆分的实时工程数据，可被建设项目各参与方普遍使用；（3）BIM具有单一数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目全生命周期中动态的工程信息创建、管理和共享，是项目实时的共享数据平台。