BIM正向设计中的硬核技术-计算设计带来的全新体验

随着时代和技术的发展，设计方法和设计工具一直在不断演变，从图板到CAD再到BIM三维设计，带来的是设计效率和质量的显著提升。BIM技术已经发展多年，软件、工具以及插件不计其数，但始终没能替代掉设计师手上的二维软件，这是为什么呢？究其根本还是投入回报的问题，并且在一定程度上还存在着BIM设计拖慢设计效率的问题。

计算设计（Computational Design），是指将计算机技术运用到设计中去，利用逻辑关系去指导计算机进行设计建模。举个简单的例子，画一条直线用通常的办法就是将两点连接起来，但是用计算设计的思路则是先定义坐标系、点的坐标，然后通过指令来绘制直线。这对于简单的建筑可能意义不大，但是对于复杂的造型设计以及重复性的模块化设计，计算设计的应用将带来极高的价值，近年来这种设计思路和方法越来越多的被用于土木工程设计领域。

达索系统一系列的解决方案可以实现从概念设计到制造加工的数字连续性，方案设计数据能与客户端无缝衔接，便于后期进一步深化设计。模型数据相互约束，一处修改，则其他关联部分自动调整，当遇到变更时只需调整参数，即可完成设计变更的修改。

下面将我们通过两个例子来演示达索系统计算设计带来的新体验。

桥梁设计

1. 确定桥梁骨架线，调整跨数、箱梁单元截面、支撑类型等参数，通过计算即可自动生成桥梁的初步模型。

图1. 指定起点、终点和骨架线，设置关键参数，生成桥体

图2. 调整桥梁的关键参数如支撑数、桥跨参数等

2. 载入在达索创成式设计中设计好的桥跨的形式，自动应用至整个桥梁模型。

图3. 载入创成式设计功能中设计好的桥跨曲率，替换桥体模型

图4. 根据桥跨曲线自动生成每段箱梁单元模型

3. 基于已创建的钢筋模板进一步深化，替换箱梁单元的钢筋模型，改变LOD深度。

图5. 选择预设的箱梁单元模板

图6. 应用模板自适应深化箱梁单元模型，生成钢筋模型

4. 二次调整桥跨曲线形式，所有箱梁单元自适应调整，同时钢筋也将自动调整

图7. 变更箱梁截面形式后，关联的钢筋模型自动计算

图8. 计算完成，生成新的钢筋模型

通过这个简单的示例，我们看到传统建模过程中繁琐而又重复的劳动，都可以通过达索系统计算设计功能来避免，设计师的工作将更多的体现在设计上，而不是在建模上，因为大部分的建模工作已经交给了运算性能更高的计算机来完成。

建筑设计

1. 绘制控制曲线，借助参数调整来快速地生成初步的建筑模型

图9. 控制曲线和参数设置完成后实时运算，绘制曲面

图10. 通过参数或者交互式拖拽的方式快速调整建筑造型

2. 划分楼层和空间单元，进行空间规划，同时参数化生成外立面和幕墙形式

图11. 划分楼层

图12. 创建空间并复制

图13. 通过参数调整来更新面板形式，生成外立面

图14. 通过骨架线和参数调整来生成幕墙形式

3. 进一步深化空间单元模型，参数化复制到其他建筑空间

图15. 将设计好的房间单元一键自适应至其他单元

4. 创成式幕墙造型设计，无缝对接幕墙单元深化，实现从概念到生产数据的演进式深化

图16. 通过逻辑计算生成任意复杂度的幕墙造型

5. 套用玻璃单元模块，参数化自适应替换所有的幕墙模型至加工工艺级别深度

图17. 深化幕墙单元细节，并设置参数化关联

图18. 通过运算，自适配并更新所有幕墙单元至生产加工级别模型

图19. 幕墙连接处细节，自动生成高精度加工级模型

6. 集成地形数据，进行建筑的综合分析，如日照、噪声、气流等，全面提升设计性能

图20. 选取地图数据，导入达索系统

图21. 在集成的地形数据中进行日照及室内光线模拟

以上是一个建筑项目从概念到深化设计的过程演示，达索系统计算设计提供了一种高效的工具，让设计师可以尽可能早期的看到更多的设计细节，这样有利于对更多种设计方案的探索，同时也能缩短设计周期。将设计师从复杂的建模工作中解放出来，从而将更多的精力投入到创造更高质量的建筑中去。

总结

达索系统起源于制造业，先进的3D体验平台和设计软件已经广泛应用于飞机、轮船、汽车制造业等领域，并且在这些领域已经帮助很多客户实现了以三维模型为主的正向设计，同时设计模型也应用在了产品的全生命周期，发挥了模型应用的巨大价值。

目前在土木、建筑领域目前仍然是二维设计为主，三维设计为辅，达索系统借鉴制造业的设计经验为该领域提供了一整套的解决方案，其设计解决方案覆盖了从规划、方案、深化、制造、安装、施工到运维的全生命周期的模型及数据需求，先进的技术方案能极大地提高正向设计的可行性、效率以及模型的后续应用价值。

达索系统的设计解决方案，如今在一些大型复杂建筑、水利水电、铁路、市政工等领域已经得到了全面的验证，并获取了行业很高的评价和认可。计算设计、创成式设计、骨架线、参数化设计、自动化设计等一系列创新技术，将带来设计行业的全新体验。达索系统期待与您一起在BIM正向设计领域进行探索、开拓、创新并创造更多的价值。