浅谈基于BIM装配式建筑的可视化建模方法

浅谈基于BIM装配式建筑的可视化建模方法

徐钶航  张彬峰

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摘要：BIM（建筑信息建模）技术和装配式建筑是当今建筑行业的两大趋势，它们的结合可以提高建筑设计和施工的效率。本文主要讨论了基于BIM的装配式建筑的可视化建模方法，基于BIM的装配式建筑可视化建模，能利用参数化建模方法，对预制构件进行系统建模，显著解决效率低下等问题，并严格控制参数变化，满足项目预期。通过本文的研究，可以更好地理解基于BIM的装配式建筑的可视化建模方法，为建筑行业的发展提供参考。

关键词：BIM技术、装配式建筑、可视化建模

一、基于BIM装配式建筑的可视化建模技术

（一）BIM技术

BIM技术是工程项目的功能特性和设施功能数字化的综合表达，即为全面完善的信息模型，能够贯穿建筑项目的全寿命周期，综合各项数据、资源，对其工程对象予以系统描述，可被建设项目的各参与方普遍使用。BIM工程数据源单一，能够有效解决分布式、异构工程数据之间的全局共享问题，并支持对该建设项目的全寿命周期进行动态化工程信息的创建、管理及共享。完整的BIM模型具备可视化、协调性、模拟性、参数化性等特点。一是可视化性。CAD图纸是工程基本，它是线条所绘制的二维建筑构建信息，后期整体模型框架需要相关施工人员自行想象，利用BIM技术可以将二维的CAD数据信息呈现出三维立体图形，让施工更加顺畅。二是协调性。在工程项目设计阶段，各个专业的设计师会因为交流不够到位而引起各专业问题碰撞，通过BIM建筑模型就能充分协调各个专业问题，有效消除各专业冲突。三是模拟性。在BIM建筑模型中不仅能将真实的建筑结构模拟出来，还能模拟各项施工流程和施工状态。四是参数化性。在BIM建筑模型中，各构件具备足够清晰的参数属性信息，对其参数进行修改，同其相关联的构件也会发生相应变化，从而构成全新的模型。

（二）Revit平台

Revit是当前较为主流的BIM软件，能够针对建筑实现三维建模，在建模方式上与CAD建模区别极大，它能提供不同类别的参数化构件，以此来构建综合模型，并将模型由二维转变为三维建模，能够有效提高建筑模型的直观立体性。Revit模型中，模型图元是其基础图元，模型图元的层次结构依次为类别、族、类型及实例。类别是对建筑构件的统称，同其大小和形状没有关系，可适用于建筑建模信息录入。族，即为其中一种类别中图元的类，图元是依据三种情况将其分组形成族，第一种情况是在共用相同参数或是属性集，第二种情况是使用方面相同，第三种情况则是图形相似。因此，族中的属性可以有不同值，但其所代表的含义或是名称则一定相同。同一族可以拥有不同数量类型，族的特定尺寸即为一种类型，样式也是一种类型。族实例是建筑模型或是图纸中存在的具体位置，将其放置在该模型中适合的单个图元中。Revit的核心特性在于对构件图元施以参数化的建模，并且Revit中的大部分构件都有明确的参数信息，一旦构件参数发生变化，相应的构件形状、属性也会随参数变动发生变化。参数组是Revit设计中所有建筑构件的基础。在Revit中，构件是建筑模型的重要组成，可以通过参数化特性进行构思绘制，并依据其设计想法逐步完善，创建相应构件。

二、基于BIM装配式建筑的可视化建模方法

（一）预制构件分类

预制构件在装配式建筑中属于基础元素，更是装配式建筑中的核心组成，直接影响建筑模型的信息质量。预制构件不同所产生的效果也是不同的，若是预制构件的种类丰富、样式复杂，其生产难度也会相对较高，将直接影响批量化生产，难以表现出建筑工业化优势。本文是对装配式建筑的建模方法研究，其中预制构件是重要组成，因此需要依据我国颁布的相关标准科学分类建筑预制构件，并施以参数化的建模操作。通过对预制构件的分类，可供设计者建立相应模型时使用，能够有效减少人工建模的时间。

（二）预制构件参数化建模

参数化建模就是剖析各个对象之间的内在关系，将其抽象剥离出来，建立成系统模型。模型中的各个构件是动态联系的，若是其中某个对象的参数发生变化，将会严重影响到关联的对象，从而对整个模型造成影响。参数化建模是通过控制公式、数值、逻辑语言来改变对象属性，促使对象得到可控的变化来满足相关需求，比人工建模的模糊调整更为准确。此外，参数化建模还能通过调整参数构建多个建模方案，提高建模效率。

（三）常规构件的建模

常规构件是预制构件的一种，进行参数化建模就需要分析相应的构件参数，参数值的选择将直接影响到模型整体效果。不同的常规构件类型，其对应的参数也有所不同。参数确立完成后，需对其常规构件进行参数化建模，以预制阳台板的构建为例，其创建思路如下。依据族载入项目时的特征，常规模型将作为组样板进行构建。具体规划主要参照标高的工作面及前立面，进行预制阳台板截面轮廓的绘制，同时添加相应的参数及约束标签，将其锁定，实现联动效应。通过调试阳台板的各项参数值，保证构件会随数值的变化发生联动效应，同时检验相关设计是否满足模型构件需求。若不满足，则要及时修改构件轮廓、参数，直至满足预期标准。构件参数化建模完成后，将其纳入项目中进行测试。通过对常规构件中的其他构建模型施以相应的绘制创建，方可保证每个构件都能随参数值的变化而发生联动效应，促使其得以正常投入到建筑项目中应用。

三、推进BIM装配式建筑的可视化建模方法研究

（一）健全规范标准

装配式建筑的建造水平能够综合反映出国家标准、行业标准的完善程度。分析我国装配式建造标准的制定，可以发现其并不完善，设计出来的构件尺寸大小难以统一，且预制构件在实际生产中，其台座、模板和其他生产工具很难得到通用，导致规模化生产困难。因此，健全相关规范标准极为重要。一是要组织专家学者积极投身于国家标准、行业规范的制定中，同时逐步形成适用于我国装配式建筑发展的相关规范要求；二是要鼓励VR技术、BIM技术大胆应用于装配式建筑中，循序推进装配式建筑成为智慧化建筑，建造形成智慧城市；三是要鼓励行业龙头企业建立本企业标准，高于国家、行业标准，成为装配式建筑发展的核心推动力。总而言之，通过健全规范标准，能够为我国BIM装配式建筑可视化建模的推进夯实基础，建立规范保障。

（二）实现自我生产创新

技术发展的前提在于科研创新。为了能够使我国装配式建筑可视化建模得以更高效地发展，就必须要鼓励相关科研团队，结合生产一线所面临的困难，攻坚克难，解决实际工作中所遇到的数据丢失、信息不匹配、软件不稳定等问题。针对具有突出贡献的企业或个人，国家要及时给与相应的政策补贴，并尽量减少税收负担。目前我国装配式建筑仍然存在颇多的施工技术问题，导致其发展停滞不前，为了能够尽快突破瓶颈，必须要实现自我创新，无论是设计单位还是生产、施工单位，都必须立足于自身的实际情况，提高本单位的技术能力，只有让自身技术行走于行业前列，才能在市场中具有足够的竞争力。

（三）建立装配式建筑实训建模基地实现人才培养

装配式建筑可视化建模主要依赖大数据、互联网技术等，需要熟练相关建模软件方可有效投入使用。因此，加强建模效率的首要方式就在于，面向相关专业学生，强化产学研合作教育效率，加强企业与企业、企业与高校之间的合作，联合企业和院校建立起建筑实训建模基地，将BIM技术、Revit技术、云计算、物联网、虚拟技术都大胆地投入到教学中，深度推广装配式建筑教育模式。学校作为应用型人才培养的主阵地，其目标是培养社会所需的专业型人才，而企业拥有高校尚不具备的良好资源和实践机会，应该强化同高校的合作，实现资源、技术、教育的三方面融合，促进产业发展。

参考文献：

[1]魏葆琪.基于BIM技术的装配式建筑成本控制策略[J].居舍,2022(21)：140-143.

[2]李洪,周尚奭,何煜.BIM技术在装配式建筑施工组织设计中的应用——以柳州某装配式项目为例[J].项目管理技术,2022,20(7):83-87.