【中玻網(wǎng)】一、參數(shù)化設(shè)計(jì)

　　BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)是把幕墻設(shè)計(jì)的全要素都變成某個(gè)函數(shù)的變量，通過改變函數(shù)，或者說改變算法，驅(qū)動(dòng)幕墻形體改變從而獲得不同的建筑設(shè)計(jì)方案。

　　幕墻設(shè)計(jì)作為一門建筑藝術(shù)，從根本上來講，具有反對邏輯的遺傳因子。美學(xué)理論也曾講過There is no debate for taste,遵循固化思維將找不到藝術(shù)的高等。但參數(shù)化設(shè)計(jì)同傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)并不矛盾，參數(shù)化設(shè)計(jì)是面向未來的，其生成的許多形式，是無法預(yù)想到的，反而可以作為設(shè)計(jì)師的一個(gè)具有啟發(fā)性的工具。

　　BIM的參數(shù)化設(shè)計(jì)將建筑幕墻構(gòu)件的各種真實(shí)屬性通過參數(shù)的形式進(jìn)行模擬和計(jì)算，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。在建筑信息模型中，建筑幕墻構(gòu)件并不僅僅是一個(gè)虛擬的幾何構(gòu)件，而且還附加了除幾何形狀以外的一些非幾何屬性，如構(gòu)件的材料、材料的熱工性能、構(gòu)件的造價(jià)、采購信息、重量、安裝編號等。BIM參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義在于可以針對不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，快速進(jìn)行造型、布局、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、疏散等的各種計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)先采取合適的設(shè)計(jì)方案。這是BIM的參數(shù)化設(shè)計(jì)與一般只能實(shí)現(xiàn)幾何造型的參數(shù)化設(shè)計(jì)不同之處（圖3）。

　　值得一提的是，參數(shù)化和參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念并不相同。參數(shù)化是指BIM軟件的建模能力，其是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的重要保證。適用于幕墻設(shè)計(jì)的BIM軟件，首先應(yīng)該能夠提供BIM建模能力，以保證諸如圓型開洞、折彎件等小型BIM構(gòu)件的建模精度在工廠加工。

　　可允許的誤差范圍之內(nèi)。美國建筑師學(xué)會(huì)（AIA-American Institute of Architects）使用模型詳細(xì)等級（LOD-Level of Detail）來定義BIM模型中的建筑構(gòu)件的精度，BIM構(gòu)件的詳細(xì)等級可以隨著項(xiàng)目的發(fā)展從近似的模型逐步演變到建成后的模型，模型精度從粗到細(xì)，依次為：LOD100.Conceptual概念化模型；LOD 200.Approximate geometry近似構(gòu)件（方案及擴(kuò)初）；LOD 300.Precise geometry構(gòu)件（施工圖及深化施工圖）；LOD400.Fabrication加工模型LOD 500.As-built竣工模型。一般建筑設(shè)計(jì)只要達(dá)到LOD100~LOD300的模型精度即可完成設(shè)計(jì)交付，但對于幕墻設(shè)計(jì)，為了保證幕墻的設(shè)計(jì)交付模型能夠在后續(xù)的工廠加工得到應(yīng)用，BIM軟件的建模能力應(yīng)達(dá)到LOD400的標(biāo)準(zhǔn)，這并不是任何一個(gè)BIM軟件都具備的參數(shù)化建模能力。

　　二、基于知識的可視化設(shè)計(jì)

　　基于BIM技術(shù)的三維虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境將設(shè)計(jì)信息、模擬信息快速地傳遞給項(xiàng)目協(xié)作伙伴，提高了協(xié)作方的溝通效率，實(shí)現(xiàn)了所見即所得，減少了因設(shè)計(jì)返工帶來的經(jīng)濟(jì)損失?？梢暬捎糜谥T如幕墻邊角、洞口、交界處、梁底收邊等細(xì)部構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)交底，此外，通過可視化的展示，可以快速發(fā)現(xiàn)各有經(jīng)驗(yàn)之間的矛盾，有助于提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

　　BIM的可視化是通過實(shí)體構(gòu)件的信息自動(dòng)生成的（圖4）。我們可以自動(dòng)生成幕墻模型多個(gè)視角的剖面圖、軸側(cè)圖來傳遞信息，這種“立體墻身”中的構(gòu)件之間具有關(guān)聯(lián)性、反饋8性。當(dāng)幕墻工程師修改了某個(gè)構(gòu)件，與該構(gòu)件相關(guān)的所有視圖將自動(dòng)更新，我們不再需要去分別修改平、立、剖。BIM的這種“關(guān)聯(lián)”可視化特性，不但提高溝通效率，而且提高了設(shè)計(jì)工程師的工作效率，解決了長期以來圖紙之間的錯(cuò)、漏、缺問題。

　　三、“自頂向下”的設(shè)計(jì)

　　幕墻從概念設(shè)計(jì)、深化做造型設(shè)計(jì)、工廠加工到安裝，涉及的環(huán)節(jié)非常多，跨越了建筑和機(jī)械加工兩個(gè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)往往不能順利銜接，出現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈條斷裂的情況?；贐IM的深化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)鏈條的可繼承性，以BIM模型為載體，采用“自頂而下”的設(shè)計(jì)思想，不但可以獲取上游的曲面造型數(shù)據(jù)，而且可以配合加工生產(chǎn)?！白皂敹隆钡腂IM設(shè)計(jì)，首先在設(shè)計(jì)的頂層構(gòu)筑一個(gè)“頂層基本骨架”（Top BasicSkeleton），隨后的設(shè)計(jì)過程基本在該“頂層基本骨架”的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)制、修改、細(xì)化，完成深化設(shè)計(jì)的過程。例如項(xiàng)目的整個(gè)幕墻工程是“頂層基本骨架”，然后按照塔樓、樓層以及部位可以分拆為多個(gè)層次的“頂層基本骨架”，各個(gè)“頂層基本骨架”能夠表現(xiàn)該部位幕墻的幾何形狀和空間位置，能夠反映同其他“頂層基本骨架”的幾何約束關(guān)系。由此，幕墻“自頂而下”深化設(shè)計(jì)展開的核心是“頂層基本骨架”，也是多個(gè)幕墻構(gòu)件之間相互聯(lián)系的中間橋梁和紐帶。BIM軟件的參數(shù)化建模能力是“自頂而下”深化設(shè)計(jì)得以順利實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。基于BIM的參數(shù)化建模，可以通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)果的自動(dòng)修改。參數(shù)與模型的控制尺寸有明顯的對應(yīng)關(guān)系，并且具有全局相關(guān)性，從而使得模型數(shù)據(jù)的改變在不同層次之間的傳遞變得即時(shí)。基于BIM的“自頂而下”設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)特點(diǎn)：

　　幕墻的幾何造型可以方便地轉(zhuǎn)化成具有真實(shí)屬性的建筑構(gòu)件。當(dāng)我們改變參數(shù)使得幾何形體發(fā)生變化的同時(shí)，建筑構(gòu)件也相應(yīng)同步變化，這就使視覺形體與真實(shí)的幕墻構(gòu)件關(guān)聯(lián)起來，視覺模型也就轉(zhuǎn)化為真實(shí)的“信息模型”。例如金屬幕墻的深化設(shè)計(jì)，基于BIM技術(shù)能夠按照建筑師的要求生成大型復(fù)雜曲面并方便地進(jìn)行曲面表皮分隔，把造型分割成小塊的、適合批量生產(chǎn)的、工藝簡單的、材料節(jié)省的曲面面板，然后通過鈑金展開成平面尺寸的圖紙進(jìn)行誤差較小或者無誤差的切割下料。而且，基于這些具有真實(shí)屬性的建筑構(gòu)件，可以幫助企業(yè)逐步豐富和完善其參數(shù)化幕墻構(gòu)件庫，有利于企業(yè)知識的積累和重用。