成都惟尚建筑设计
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2017-09-22 观点

BuildingInformation Modeling (建筑信息模型)是以三维数字技术为基础,集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对整个工程项目在全生命周期的数字化表达,它具有建筑信息一致性、关联性,其可视化和模拟性对整个建筑行业的影响是革命性的。但BIM目前仍处于初级阶段,大部分被用作来做管线综合、净高分析、碰撞检查、工程量统计等,其价值远远没有得到充分挖掘。下面,我们就来分享一下BIM在参数化设计上的魅力!

 基于方案性能评价优选的设计方案  

由于计算机具有可高速完成大量计算本质,计算机技术在建筑设计中的应用也很自然地从对其的性能计算开始。只要建筑师感兴趣的某一属性,计算机可以通过计算,向其提供可用于设计阶段评价的可重复计算结果,这种属性可被称为是设计一种基因(gene),它既可以是用数值来表达某种物理性能,如结构受力性能,也可以是用图像来表达的视觉性能,如基于准确光能传递技术的光环境性能。

  可视区域评价  

建筑师在进行建筑空间设计时,常常为了引导使用者的特定行为或者为使用者提供优美的没有干扰的视觉环境,需要对建筑空间的可视区域进行评价(visual access evaluation),在传统的2D技术下,建筑师往往通过在剖面,平面视图上做夹角来评价,在数字化技术辅助下,建筑师可以处理大规模,复杂的三维空间,并就视域面积,深度等特定指标做出定量计算。

城市综合地标建筑可视区域

体育场人眼视线可视区域

体育场人眼视线可视区域

 人流预判评价  

建筑师在进行方案设计时,总是需要对使用者的人流进行预判(Pedestrian dynamics evaluation),而所有空间功能布局都是以此为基础的,在没有数字技术辅助时,建筑师会根据自身经验来进行预测,而这种经验的差异很大程度决定了设计优劣。而基于各种人流理论,现在计算机软件可以以个人行为模型或群体流动模型为依据,模拟预测人流动线。也就是说,在数字技术的帮助下,建筑师可以轻易地对其设计中的人流动线进行评价,并开展后续设计。

基于空间句读法理论人流动线评价

基于空间句读法理论人流动线评价

基于空间句读法理论人流动线评价

 结构性能评价  

受制于有限的结构知识,建筑师一方面经常会被阻隔天马行空的创意之外,另一方面又经常感叹于那些结构与形式完美结合的经典案例。而数字化技术中有限元理论给建筑师带来了希望,他们可以通过将早期的形态模型输入计算机,并根据有限的结构知识来定义结构类型与简单约束,便捷得到关于其结构性能的快速评价。结构性能评价(structural performance  evaluation)应该是发展最为成熟,作用最为直接的建筑性能评价。

基于Bim钢结构的分析模型

基于Bim钢结构的分析模型

 光环境  

建筑师经常说建筑是光与影的艺术,目前光环境(包括自然光,人工照明)评价(lighting evaluation)已经发展出了非常准确地计算机模拟技术。这里建筑师在提供设计方案后,只需要对一些参数,如经纬度,日期,灯具型号等进行设置,就可以获得任意空间截面的阴影,眩光,照度分部。

 

基于Bim室外光照分析模型

 

基于Bim室外光照分析模型

基于Bim室外光照分析模型

基于Bim室内光照分析模型

基于Bim室内光照分析模型

 

基于Bim室内灯光分析模型

 气流环境评价  

人不可能生活在真空之中,总是离不开温暖,清新,宜人的空气。而建筑作为一个容器,它既会影响其外部的城市风环境,又在其内部具有特定的空气品质,再加上现代空调通风系统的干预,建筑师就需要在其计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)的辅助下,对其设计内外,自然与人工气流环境进行模拟,以此评价设计的气流环境。常见的指标有温度与湿度的空间分布,气压分布,任意位置的气流流速,新鲜空气更换周期等。

基于CFD场地分析模型

基于CFD场地分析模型

基于CFD室内分析模型

基于室内分析模型

 声场评价  

由于建筑空间界面对反射波的反射作用,不同的建筑腔体体会不同的声学品质,这同样也是建筑师关心的问题,这点在影院类设计中尤为突出。在数字化技术辅助下,建筑设计的声场评价(acoustic evaluation)只需要建筑师将其设计的三维模型与假设的声源信息输入,就可以得到空间中任意点的声场信息,常用有混响时间。

基于室内声学分析模型

基于室内声学分析模型

 生态性能评价  

在绿色建筑理念流行的今天,建筑师必须对其设计生态性能做出评价(ecological performance evaluation)。在数字技术的辅助下,建筑师可以方便对其建筑能耗荷载情况,二氧化碳排放量等生态节能指标做出评价。

基于建筑全生命周期分析模型

基于建筑全生命周期分析模型

建筑师在应用计算机强大的计算能力对其设计能力进行各种性能模拟评价同时,意识到他们还可以参与数学模型作为载体,让计算机利用不同的参数组合,在自动生成数量巨大的可选设计方案,从中发现人脑从未注意过的设计可能----这是对传统二维设计一个很大补充,如果我们将它称为“计算器生成方案的设计方法”(Generative design method),并把它至于设计循环中,那么将原有的“建筑师生成/修改方案”这一环节转变为“计算机生成方案便捷”。

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