CN107729664A - 一种基于bim技术的建筑智能设计方法 - Google Patents

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周传辉
李丹娜
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Abstract

本发明提供一种基于BIM技术的建筑智能设计方法，包括：步骤1:建立以房间为最小设计图元的BIM模型族；步骤2:将房间的功能信息和构件信息作为特征值添加到BIM模型族中；步骤3：根据设计的任务和相关的特征值筛选提取BIM模型族的构件，组成项目图元库；步骤4：对建筑轮廓平面网格按照功能和区域进行细分，再将细分区域空间按多边形原则进行分割得到网格分割图，在网格空间的特殊节点上布置房间图元，再依据设计规范的要求和房间功能之间的约束，建立约束交互的平面布置方案；步骤5:提取布置后的空间模型信息，进行性能分析和工程概算；步骤6:导出设计图。本发明以房间作为最小设计图元，减少了在BIM设计过程中信息添加的工作量，提高建筑设计的效率。

Description

一种基于BIM技术的建筑智能设计方法
技术领域
本发明属于建筑设计领域，尤其涉及一种基于BIM技术的建筑智能设计方法。
背景技术
BIM技术的诞生，提高了项目的生产和管理的效率、节约成本和缩短工期，给相关企业带来显著的经济效益。但是由于BIM模型就是信息的载体，它不仅是数字或以数字构成的其它形式，而且能够记载信息的实物和非实物，例如它们的地理位置、形态、尺寸、材料、功能及周边环境。我们在设计过程中不仅需要添加模型的几何信息，还需要添加构件的材质信息、用途信息、性能特征等，这不仅增大了设计阶段难度，也增添了设计的工作量。目前，以往的建筑方案设计中，通常是对方案确定后再进行性能模拟仿真，探讨建筑的合理性，无法对模拟的结果快速调整建筑方案，并且性能模拟建模复杂，难以形成符合快速设计的理念。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于BIM技术的建筑智能设计方法。
为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种基于BIM技术的建筑智能设计方法，包括：
步骤1:建立以房间为最小设计图元的BIM模型族；
步骤2: 将房间的功能信息和构件信息作为特征值添加到BIM模型族中；其中，不同功能房间包含的信息、组件、布置细则作成一个图元，按房间的属性特征值将其分类成组，形成构件模型族；
步骤3：根据建筑设计的任务要求和设计相关的特征值筛选和提取BIM模型族的构件，组成项目图元库；
步骤4：对建筑轮廓平面的网格按照建筑平面的功能和区域进行细分，再将细分区域内空间按着多边形原则进行分割得到网格分割图，在网格空间的特殊节点上布置房间图元，再依据设计规范的要求和房间功能之间的约束，建立处理后约束交互的平面布置方案；
步骤5: 提取布置后的空间模型相关信息，对生成的模型进行性能分析和工程概算；
步骤6:导出设计效果图及三维图纸。
在上述的基于BIM技术的建筑智能设计方法，所述步骤1中，房间图元库内组件通过参数化关联，房间参数的变化驱动族内的参数随之变化。
在上述的基于BIM技术的建筑智能设计方法，所述步骤4在建筑平面的网格分割的基础上，房间族件会自动匹配与房间功能相符数量的网格；按照房间的重要程度优先布置相应的位置，再按照基于线、房间功能间的关联及规范规定的原则进行空间分割和组合。
在上述的基于BIM技术的建筑智能设计方法，所述建筑平面的网格分割按建筑模数倍数分割。
本发明的有益效果：本发明通过BIM技术作为载体，将不同功能房间包含的信息、组件、布置细则作成一个图元，按房间的属性特征值将其分类成组，形成智能构件图元库。如房间卧室，包含了家具信息、组织方案及房间有无室内卫生间等代表卧室这一标签的特征值。然后，根据建筑设计任务及特征值的要求，对已经筛选图元进行组合。智能重组原则：基于建筑轮廓平面的网格分割，对建筑平面的功能及区域进行细分，再将区域内空间按着多边形原则进行分割，最终得到网格分割图，在网格空间的特殊节点上布置重要功能房间图元，再依据规范的要求及房间功能之间的约束，建立智能处理后约束交互的布置方案；将BIM与建筑性能模拟结合，实现对建筑方案的分析，选择最优化建筑方案。本发明是以房间作为设计的最小图元，是对建筑信息三维的高度集成，减少了在建筑BIM设计过程中对房间信息添加的工作量，提高建筑设计的效率。智能化空间布置按着设计原则及规范要求对建筑内部空间有逻辑的分割，减少了建筑设计过程人为主观意愿对设计方案的影响，同时它也使数据传输及反馈过程更加快捷，建筑设计效率更高效，更具有逻辑性，提高建筑设计水平。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种基于BIM技术的建筑智能设计方法，包括：
步骤1:建立以房间为最小设计图元的BIM模型族；
步骤2: 将房间的功能信息和构件信息作为特征值添加到BIM模型族中；
步骤3：根据建筑设计的任务要求和设计相关的特征值筛选和提取BIM模型族的构件，组成项目图元库；
步骤4：基于建筑轮廓平面的网格分割，按照建筑平面的功能和区域进行细分，再将区域内空间按着多边形原则进行分割，最终得到网格分割图，在网格空间的特殊节点上布置重要功能房间图元，如平面的中心布置楼梯电梯、边角位置安置卫生间、茶水间等，再依据规范的要求和房间功能之间的约束，建立处理后约束交互的平面布置方案；约束交互的平面布置根据设计师输入的特征值调整方案的布局；
步骤5: 提取布置后的空间模型相关信息，对生成的模型进行性能分析和工程概算；
步骤6:导出设计效果图及三维图纸。
在步骤1中，利用BIM技术作为工具，建立和收集参数化的房间BIM模型族，房间模型族的几何形态形状可在一定范围内按模数微调，房间组件随着参数变化而调整。房间图元族内组件通过参数化关联，房间参数的变化驱动族内的参数随之变化。
在步骤2中，不同功能房间包含的信息、组件、布置细则作成一个图元，按房间的属性特征值将其分类成组，形成构件图元库。特征值包括房间的层高、形态、尺寸、材料、功能及房内构件布置等参数值，可以归类为功能信息和构件的信息。而这些作为特征值添加到BIM模型族中的房间的功能信息和构件的信息将用于房间信息匹配和智能组合的信息源。另外，因建筑设计受地域性限制较大，将具有地域性特征信息添加到构件信息中，并将分类的特征构件组成区域族库，从而增大信息的匹配度。
步骤3中，建筑设计的任务要求和设计相关的特征值主要包括居室的数量、功能用途、房间面积范围等。根据设计的任务要求和设计相关的特征值可以排除不符合设计要求的房间图元，组成满足条件的房间族库，从而组成项目级图元库，提高智能成组效率。
步骤4中，智能设计算法是基于边界线的模型图元，这种图元选中分割线、轮廓线及房间边界线作为特征房间族的边界线。在建筑平面的网格分割的基础上，房间族件会自动匹配与房间功能相符数量的网格；房间的布置按房间的重要程度优先布置相应的位置，再按照基于线、房间功能间的关联及规范规定的原则进行空间分割和组合，从对建筑空间智能化布置。建筑平面的网格分割按建筑模数倍数分割，减少设计的非标准房间的数量，降低建筑设计的难度。
步骤5中，该步骤中的BIM模型作为信息的载体，包含了建筑设计方案的所有三维信息，可用于空间布置设计方案的性能模拟分析，性能分析及优化包含了房间性能的分析和工程经济分析，是对建筑设计方案的使用功能及经济价值的一个权衡。方案性能的分析包括了房间的组织合理性检查、层内交通人流的模拟、采光通风模拟的热工性能的模拟及房间舒适度的模拟等。工程概算是通过方案模型的信息量的提取，生成相关的造价概算，提供公司对象项目的评价及方案比选。对生成的模型进行性能分析及工程概算的结果可作为智能设计方案信息反馈和设计筛选的依据，从而优化设计方案。
步骤6中，发布效果图及三维出图体现了建筑智能化的一个优点，建筑智能设计的过程也就是建筑信息集成的过程，也是建筑物虚拟世界的真实建造。

Claims (4)

1.一种基于BIM技术的建筑智能设计方法，其特征在于，包括：
步骤1：建立以房间为最小设计图元的BIM模型族；
步骤2：将房间的功能信息和构件信息作为特征值添加到BIM模型族中；
步骤3：根据建筑设计的任务要求和设计相关的特征值筛选和提取BIM模型族的构件，组成项目图元库；
步骤4：对建筑轮廓平面的网格按照建筑平面的功能和区域进行细分，再将细分区域内空间按着多边形原则进行分割得到网格分割图，在网格空间的节点上布置房间图元，再依据设计规范的要求和房间功能之间的约束，建立处理后约束交互的平面布置方案；
步骤5:提取布置后的空间模型相关信息，对生成的模型进行性能分析和工程概算；
步骤6:导出设计效果图和三维图纸。
2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的建筑智能设计方法，其特征在于，所述步骤1中，房间图元库内组件通过参数化关联，房间参数的变化驱动族内的参数随之变化。
3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的建筑智能设计方法，其特征在于，所述步骤4在建筑平面的网格分割的基础上，房间族件会自动匹配与房间功能相符数量的网格；按照房间的重要程度优先布置相应的位置，再按照基于线、房间功能间的关联及设计规范规定的原则进行空间分割和组合。
4.根据权利要求3所述的基于BIM技术的建筑智能设计方法，其特征在于，所述建筑平面的网格分割按建筑模数倍数分割。
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