1、BIM&参数化

    “BIM之父”ChuckEastman教授，创建BIM理念也是受到1973年全球石油危机的影响，全美都在考虑如何提高各行各业的工作效率。1975年Eastman教授在其研究的课题“BuildingDescriptionSystem”中提出“acomputer-baseddescriptionof-abuilding”，以便于实现建筑工程的可视化和量化分析，提高工程建设效率。2002年，Autodesk公司副总裁PhilBernstein向美国建筑师协（AIA）提出了建筑信息化模型的设计理念，BIM（BuildingInformationModeling）一词正式诞生。如今BIM的应用在建筑领域愈发普遍，国外大型建筑设计公司至3-5人的小型事务所都在以不同速度增加懂BIM的建筑设计师及工程师。欧洲注册建筑师课的老师甚至要求学生摒弃继续使用AutoCAD系列的二维作图软件，转而使用revit。至今同样的理由引发了很多不同分支的研究领域，如人工智能、遥感设计应用、3D打印技术等等旨在为生活和工作有效的提高效率。

    再来说说参数化设计（ParametricDesign），在人类文明的时间长轴上的参数化浪潮第一次度量衡的确定和统一；第二次是用图纸（二维）来进行设计；第三次则是软件工具（三维）的使用。如今，参数化设计的进步已超出了其他专业一般人的理解范畴。参数化的核心思想，是把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案。而参数化设计遵循着大自然中的一切条件因素。无论万物的形态千差万别，他们都有各自生成的逻辑。逻辑，就是自然的法则，也是美学的守则。参数化应用于当今不少领域，例如，服装设计：不少服装设计会穿插3D打印技术的部分；工业设计：BWM概念车NEXT100的外表皮及内饰；家具设计；游艇设计等等。参数化与非参数化软件的区别在于：是否提供了参数关联的窗口交互操作机制及建模方式。

    建筑设计领域最具代表性的参数化设计软件就是Grasshoper（简称GH），是一款可视化编程语言，它基于Rhino平台运行。BIM也有类似Grasshoper并且基于Revit平台运行的插件，例如Dynamo。以下图例为通过GH基于Rhino平台做的模型。

    建筑设计中的BIM参数化应用是对传统设计的革命性创新。传统的设计方法是：基地现状、任务要求、空间形态、设计规范+设计理念=设计方案，而BIM参数化的设计方法是：基地现状、任务要求、空间时态、设计规范=方案输入参数；设计理念=数学的方法+计算机语言（编程）=“方案处理器”；设计方案=方案输出。所以直观的表达就是方案输入参数通过方案处理器达到方案输出的结果，参数化成为贯穿整个项目的命脉。

    2、参数化设计项目案例

    以近期我院的实际项目----金地商置华东长宁新华路商办项目为例浅析BIM参数化应用。

    项目背景

    网红休闲之地上生新所位于上海市延安西路1262号，原系上海生物制品研究所的地盘，再往前推，是建于上世纪的哥伦比亚乡村俱乐部、海军俱乐部和孙科别墅。而金地商置项目位于长宁区新华路街道49街坊42/1丘D1-12地块，毗邻上升新所。场地为一片L型空地，建筑高度为24米，整体布置为南北向长形体块形成都市介面,其中断开分成三段体块面对并呼应上升所开放绿地。一层及二层体块在基地中段挖空形成大型开放空间连结上升所绿地,创造出沿街进入上生所的新门户。东侧面对上生所的体块在三层以上层层退台,形成较亲切的建筑尺度呼应上生所错落有致的群体建筑。

    对整个项目的参数化应用基于“点”、“线”、“面”三方面的应用。如果BIM项目是一个球体的话，那么这整个项目是由无数个“点”构成“线”，无数条“线”构成“面”。由“点”到“面”构成参数化设计项目的基础。

    建筑参数化应用

    首先说“点”，BIM中参数化的核心是族。我们通过对报告参数功能的参数化控制设计且通过基于BIM软件的参数约束手段，实现对构件族物理和几何特性的调整。例如:修改门窗大小、形式、编号等等。其次说“线”，需要使模型的所有的基础族或者同一属性的所有元素一起联动形成项目的“线”。配合使用Dynamo实现所有同一元素的联动，例如：批量生成穿墙套管、线性编码排序、墙体统一批量开洞、自动创建楼板等。最后是“面”，基于：“点”和“线”的基础，当建筑、结构、水、暖、电、内装六个专业的图纸调整完毕时相互核查碰撞产生的最优解则是设计的“面”即最终需求和成果。

    机电参数化应用

    利用BIM二次开发技术提取本项目中模型参数，进而通过本院自主研发的电气系统协同化智能设计软件可实现多项功能。

    其他参数化应用

    又例如用Dynamo针对金地商置项目进行可视化编程可以进行日照分析、墙体批量开洞、编排车位、净高检查等等。操作方式主要以在可视化编程界面连接日照分析功能电池或连接在电池上编写的代码而实现。为通过夹角计算来判定选取的构件是否能够得到充足的日照。如下图一所示，是用Dynamo可视化编程编写的一组命令，用于判定模型上墙或者幕墙嵌板各个面的日照情况。当调整幕墙系统的外形，或者调整当前项目的时间、日期、重新运行Dynamo程序，所有幕墙嵌板的颜色将会被重写，重新以红色显示需要调整的区域，这就为优化设计提供了数据的支撑。

    拓展应用

    参数化也赋予项目设计更多外部交互的能力。由于BIM本身基础软件revit能和很多其他格式的文件互相传递信息，并且可以延伸至很多不同插件的参数化应用，如下图所示。因此基于参数化的模型之上我们可以用二次参数化插件再次将模型升级，或做各专业分析。

    本文来源：中建上海院

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