基于BIM的建筑模型构件化研究
城市建筑 2017.2 I URBANISM AND ARCHITECTURE Feb. 2017
ASTUDYOFCOMPONENTIZATIONBASEDONBUILDING INFORMATIONMODELING(BIM)
许募
Ba Jing
巴婧IXuZhenBai Xuehai
白雪海
高等学校学科创新引智计划B13011资助项目
要随着工业4.0时代即将到来，以BIM为突破口，建筑信息化革命带动了建筑构件从生成式设计到加工，安装的集成化进程。建筑模型的构摘搞要
件化是以参数化为基础。以数字化加工设备为基本手段的设计方式。本文探讨了利用BIM的自适应构件体系对模型构件进行自动化设计的技术流程和方法，并对以此方式实施建构设计进行案例研究。
关键调
BIM
参数化自适应构件
构件化
Dynamo
With the imminent arrival of the industrial 4.0 era, BIM as a breakthrough, building information revolution led the building
Abstract
aseq s apo iinq o oezepo oeersussaaord isa aageaa oi srord arerau e saodo on the parameterization and the digital processing equipment as the basic method. This paper explores the technical process and method of automating the design of the model components by using BIM's adaptive component system, and has carried out a case study on the construction design in this way
BIM,Componentization,Parameterization,Adaptive component, Dynamo
Keywords
一、引言
战后欧洲兴起的第一波装配式建筑风潮是以降低建造成本，提高建造效率为目的的。基本做法是通过模数设计和工厂预制实现构件的适应性和精确性，同时满足效率的需求，然而，模数化预制构件也因其对个性需求的漠视而作为现代主义建筑的缺陷之一饱受诉病。
0 随着数字设计和建造技术的发展，机器人和数控机械可以在不影响效率和
成本的情况下，同时满足构件产品化和定制化的需求，概念将会更多地被“参数”这一数学概念所取代。
“模数”这一空间
格雷戈·林恩（GregLynn】在为著名厨具品牌AlessiOfficina设计帕啡杯Supple Set of Two Espresso Cups和Tea and Coffee Towers时就提出一个设想，由用户调整制造模型的参数，
使每个杯子都是独一无二的，但同时
它的算法又是相同的，因此这些杯子带有相同的“基因
和系列的可识别
特征（图1），他的清晰地阐述了这种地，非标准化地生
成的“智能化建造
胚胎住宅
(Embryological housing)
(图2）则更
，即“在计算机的控制下，快速
“量产定制化”
的概念
图让机器适应人的需求，
的一个关键诉求
这也是
"工业4.0"
要完
本文着重讨论的是在此理论环境和现实背景下的一个技术问题：
对
于诺如杯子的工业产品，参数的变化对其可建造性的影响比较小，而当建筑的形体参数发生变化时，与建筑形体相关的结构、构造构件和设备构件都会产生相应的变化，如果这些改变都是自动完成的，那么林恩所设想的“定制化的普遍性”才能真正地达成
目前，许多参数化工业设计软件例如Catia或Rhinocero等都可以完成上述诉求。在建筑设计中通常运用在产品化水平较高、可以与土建部分清晰分割的专项设计领域，如幕填。钢结构或混凝土预制构件等。其缺点是
万方数据
与土建部分无法完成顺畅衡接，且难以承载更多的物理信息，因此影响了设计整体的集成化水平。BIM主流建模软件AutodeskRevit在2011年之后推出了自适应构件和Dynamo的相关功能，两者结合使用.可以为自动完成构件的参数化重构提供有效的工具。
二、建筑模型的体量化、有理化与构件化
Revit的自适应构件是一种基于镶嵌理论的构件化工具，对于周期性镶嵌结构具有较强的适用性。当缩嵌单元（嵌板）被定义后，可以自动调整其大小附着在镶嵌网格上，从而完成构件化的过程，当建筑模型在体量环境下改变形状后。自适应构件可以重新附着在新的体量上自动完成网格和构件的重构过程，基于这一特性可以快速生成和改变构件。
建筑构件化的过程通常包括有理化设计和构件化设计两个阶段首先是建筑表面的网格设计，即有理化分割。
Revit提供了UV分割和通过相交分割表面两种基本方式。
UV分制是Nurbs曲面默认的一种分割方式.通过UV网格可以简单快速地将表面分制（Revit提供了16种预设的UV网格填充图案），可调整网格方向、旋转角度，偏移量等，相交分割表面则可以用手动划线的方式求得曲面与划线面的相交线。从而获得更加自由的表面分格。在软件提供的网格设计环境中，后者无法用参数驱动，因此绘制和调整复杂形式时会比较困难（图3）。
如果与Dynamo工具结合使用。则可以实现更加复杂和精确的控制和调整。Dynamo是在Revit环境下非常强大的参数化图形设计播件，它类似于Rhinocero中的Grasshopper播件，可以直接在Revit环境下运行，完成更加复杂的关联性计算，在Dynamo环境下还可以直接调用创建体量和自适应构件的相关命令，完成建筑整体的构件化过程，或者调整体型参数和网
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