BIM體系下的參數(shù)化設(shè)計及綠色分析應用

近些年，在建筑設(shè)計領(lǐng)域，BIM、參數(shù)化設(shè)計、綠色建筑已然成為最潮流的關(guān)鍵詞。這些技術(shù)被用來解決項目設(shè)計中協(xié)同設(shè)計、異形體設(shè)計、建筑分析、可視化、精細化等二維設(shè)計中面臨的困難，并通過BIM體系將參數(shù)化設(shè)計、綠色建筑分析融為一體。

BIM帶來的高度協(xié)同化

太倉規(guī)劃館位于江蘇省蘇州市南郊新城的核心區(qū)，建筑外觀采用了可調(diào)節(jié)的空間菱形鋁板幕墻系統(tǒng)。遠觀為致密的金屬鱗片，近視為凹凸效果明顯的空間三角形鋁板幕墻，并結(jié)合了“雙魚”的建筑造型。

淮安生態(tài)新城低碳體驗館位于江蘇省淮安市生態(tài)新城山陽湖景區(qū)。項目建設(shè)將滿足低碳技術(shù)展示、淮安文化風俗展示、山陽湖景區(qū)接待管理等需求。項目基地位于山陽湖北岸，圍繞“地形建筑”的原規(guī)劃概念展開，建筑造型長而低，與周邊自然環(huán)境緊密結(jié)合，達到設(shè)計和運營三星級綠建標準。

太倉規(guī)劃館為合作項目，淮安生態(tài)新城低碳體驗館為原創(chuàng)項目，兩個項目從方案階段開始即進行建筑信息模型的搭建，并按綠色建筑分析的需求導出不同模型格式，在多種分析軟件里進行項目的分析。這樣實現(xiàn)在BIM體系下對參數(shù)化設(shè)計、綠色分析在設(shè)計階段的整合運用。

在BIM的體系下，參與項目的建筑、結(jié)構(gòu)、水、暖、電、綠建、景觀、幕墻、內(nèi)裝等專業(yè)都在同一個模型下進行工作。

這樣的系統(tǒng)下，每件事情只需做一遍。比如：CAD設(shè)計出圖時，建筑的圖紙需要繪制結(jié)構(gòu)的梁、柱、板等結(jié)構(gòu)信息，而在BIM的協(xié)助體系下，建筑直接引用結(jié)構(gòu)專業(yè)的模型信息即可，無需重復繪制。同樣，在原二維設(shè)計體系下，進行綠色分析的模型需要綠建工程師獨立搭建，而在BIM體系下，綠建工程師可直接引用多專業(yè)的整合模型進行分析應用。這樣高度協(xié)同化的工作將帶來兩個巨大的好處：一是避免重復勞動，從而提高工作效率，縮短整體項目時間；二是每件事情都有專人負責，而且只做一次可以避免專業(yè)間交接出現(xiàn)的錯誤，從而極大地提高設(shè)計質(zhì)量。

參數(shù)化設(shè)計

參數(shù)化設(shè)計是目前新興的設(shè)計方法的抽象描述，它包括生成設(shè)計、算法幾何、關(guān)聯(lián)性模型等核心概念。很多當代的建筑都面臨對建筑幾何進行理性表述的難題。和大部分的“方盒子”形建筑相比，這些充滿創(chuàng)新的設(shè)計其形體往往非常復雜，涉及很多自由曲面的變化，僅僅借助于傳統(tǒng)的工作流程，很難高效準確地完成設(shè)計圖紙?，F(xiàn)在，借助新的數(shù)字設(shè)計平臺，可以對這些復雜的幾何變化進行理性的分析和設(shè)定，包括從幾何學的角度對建筑的平面及三維空間生成進行準確的定義和呈現(xiàn)。

在太倉規(guī)劃館、淮安生態(tài)新城低碳體驗館項目中，參數(shù)化設(shè)計方法應用在方案設(shè)計的各個階段，從定義建筑基本形體到建立高度關(guān)聯(lián)的復雜建筑表皮，借助參數(shù)化軟件建立邏輯模型，設(shè)計師可以定義項目的復雜幾何關(guān)系，這些都為后面延續(xù)的施工圖設(shè)計提供基礎(chǔ)模型及數(shù)據(jù)。

太倉規(guī)劃館項目雙魚形外表皮設(shè)計中，因為概念方案設(shè)計師僅提供了一個3DMAX的3D模型及一、二層樓層平面圖，沒有相應的二維定位圖紙及外殼定位坐標，采用普通的二維設(shè)計軟件無法實現(xiàn)外殼的空間定位及搭建，唯有運用BIM技術(shù)才有可能完成方案深化及施工圖設(shè)計工作，并以此指導施工放樣與定位。

綠色設(shè)計分析

綠色建筑分析是綠色建筑設(shè)計中的重要一環(huán)，而當前的建筑模擬軟件主要分為風環(huán)境、光環(huán)境、能耗和聲環(huán)境等。如此多的軟件，其建模方式不一樣，工程師對于同一個項目要建立多個模型，浪費了大量寶貴的時間。隨著軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在多種綠色分析軟件提供了多種兼容其它格式的接口。而BIM技術(shù)的出現(xiàn)，為只建立一個模型同時提供給多種軟件進行分析成為可能，從而大大減少工程師的工作量。

規(guī)劃要求的建筑長約250多米，通過初步模擬計算，條形建筑容易導致建筑周邊風速的突變和局部死區(qū)，不利于形成良好的室外風環(huán)境。如結(jié)合地形，對建筑形體進行優(yōu)化，采用曲面形式，能改善室外行人區(qū)的空氣流場，提高了人員室外活動的舒適度。

由太倉規(guī)劃館、淮安生態(tài)新城低碳體驗館的規(guī)劃設(shè)計及方案設(shè)計可以看出，通過BIM技術(shù)整合參數(shù)化及綠色分析應用，可使建筑方案的創(chuàng)作獲得更大的發(fā)揮空間。參數(shù)化設(shè)計讓建筑師對各類項目都能找到理性化的表達，通過可視化的三維模型進行全方位的研究。同時，在綠色分析應用的基礎(chǔ)上，項目的節(jié)能、采光、通風等功能性方面將獲得數(shù)據(jù)支撐及優(yōu)化方案，最終實現(xiàn)美學與功能的完美統(tǒng)一。