基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制方法及系统

摘要

本发明提供一种基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制方法及系统，本发明基于建筑设计项目与建筑规范的相关数据，通过数据的输入、读取、筛选、运算及判定输出环节，在设计过程中实时反馈工作成果是否满足相关规范条目。本发明可以根据设计要求，自动反馈当前设计结果所体现的建筑设计指标，提升建筑信息模型的复用率，降低人为计算错误风险，从而提高建筑设计成果的质量和人工效率。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑设计领域，特别涉及一种基于建筑信息模型技术的设计指标自动化计算的编制方法与系统。

背景技术

建筑信息模型，即BIM，全称是Building Information Modeling。它以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体和功能特性的数字化表达。BIM技术核心是解决信息孤岛问题，实现信息共享，使建筑项目信息在规划、设计、施工和运行全生命周期中充分共享，无损传递，可视为手工二维绘图、三维CAD(计算机辅助设计)制图基础上的一次革新。

从国外BIM发展情况来看，虽然目前还存在价值点难以较快显现、BIM软件间无法完全协同工作、项目工作模式与BIM无法有效结合等问题，但快速发展趋势已经非常明显。

作为较早研究BIM技术的企业之一，在BIM技术领域的各应用点已各有斩获。经过项目经验的积累，本项目即研究提高行业内设计领域的计算机辅助设计自动化程度，旨在提高BIM建筑图纸设计质量与效率，从微观上利于建筑业各方对于技术的合理使用与成本控制，同时从宏观上也避免大部分建筑业的重复性拆改作业，达到绿色节能与减少不必要的资源消耗的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的建筑信息模型中，对于设计成果中的设计指标仍需要以人工手动绘制计算而导致设计效率降低及其可能存在的人为计算错误风险的缺陷，提供一种基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制方法，其特点在于，其包括：

信息输入环节：输入与建筑设计项目的指标相关的项目数据，该项目数据包括实体构件类别、区域类别和空间类别，实体构件类别、区域类别和空间类别的子类别，以及规范信息；

信息读取环节：读取信息输入环节中的项目数据，从该建筑设计项目中筛选出分别与实体构件类别、区域类别和空间类别相关的实体构件信息、区域信息和空间信息；

数据筛选环节：获取与该区域信息中各区域相关的实体构件的位置坐标与空间数据清单，并筛选出该空间数据清单中的有效空间数据清单；

数据运算环节：读取有效空间数据清单的子类别属性，并根据建筑设计规范相关条目对有效空间数据清单进行运算获得最后判定所需结果数据，判定结果需根据项目特征设定的不同参数进行运算；

判定输出环节：将数据运算环节的结果数据与建筑设计规范相关条目的参考数据进行比较，当结果数据满足参考数据时输出结果数据，当结果数据不满足参考数据时输出提示信息。

较佳地，数据筛选环节包括：

获取实体构件信息和区域信息，检测实体构件信息中的每一实体构件是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的实体构件的位置坐标；

检测空间信息中的每一空间是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的空间数据清单；

获取空间类别的子类别，以此子类别数据为有效数据，并从获得的空间数据清单中筛选出有效空间数据清单。

较佳地，在判定输出环节中，当结果数据满足参考数据时，通过软件设计直接输出结果数据，或对外输出表单；当结果数据不满足参考数据时通过后台或软件设计输出结果数据并标示出不满足的部分结果数据，输出提示信息，并更新建筑信息模型，返回至信息读取环节。

本发明还提供一种基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制系统，其特点在于，其包括：

信息输入模块，用于输入与建筑设计项目的指标相关的项目数据，该项目数据包括实体构件类别、区域类别和空间类别，实体构件类别、区域类别和空间类别的子类别，以及规范信息；

信息读取模块，用于读取信息输入环节中的项目数据，从该建筑设计项目中筛选出分别与实体构件类别、区域类别和空间类别相关的实体构件信息、区域信息和空间信息；

数据筛选模块，用于获取与该区域信息中各区域相关的实体构件的位置坐标与空间数据清单，并筛选出该空间数据清单中的有效空间数据清单；

数据运算模块，用于读取有效空间数据清单的子类别属性，并根据建筑设计规范相关条目对有效空间数据清单进行运算获得最后判定所需结果数据，判定结果需根据项目特征设定的不同参数进行运算；

判定输出模块，用于将数据运算环节的结果数据与建筑设计规范相关条目的参考数据进行比较，当结果数据满足参考数据时输出结果数据，当结果数据不满足参考数据时输出提示信息。

较佳地，数据筛选模块包括第一检测单元、第二检测单元和筛选单元，其中，

第一检测单元用于获取实体构件信息和区域信息，检测实体构件信息中的每一实体构件是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的实体构件的位置坐标；

第二检测单元用于检测空间信息中的每一空间是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的空间数据清单；

筛选单元用于获取空间类别的子类别，以此子类别数据为有效数据，并从获得的空间数据清单中筛选出有效空间数据清单。

较佳地，当结果数据满足参考数据时，判定输出模块用于通过软件设计直接输出结果数据，或对外输出表单；当结果数据不满足参考数据时判定输出模块用于通过后台或软件设计输出结果数据并标示出不满足的部分结果数据，输出提示信息，并更新建筑信息模型，调用信息读取模块。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明可以根据设计要求，自动反馈当前设计结果中的建筑设计指标，提升建筑信息模型的复用率，降低人为计算错误风险，从而提高建筑设计的质量和人工效率。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的设计指标自动计算的编制方法的流程图。

图2为本发明的较佳实施例的设计指标自动计算的编制系统的结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本实施例提供一种基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制方法，其包括信息输入环节101、信息读取环节102、数据筛选环节103、数据运算环节104以及判定输出环节105。

其中，信息输入环节101：输入与建筑设计项目的指标相关的项目数据，该项目数据包括实体构件类别、区域类别和空间类别，实体构件类别、区域类别和空间类别的子类别，以及规范信息；

信息读取环节102：读取信息输入环节中的项目数据，从该建筑设计项目中筛选出分别与实体构件类别、区域类别和空间类别相关的实体构件信息、区域信息和空间信息；

数据筛选环节103：获取与该区域信息中各区域相关的实体构件的位置坐标与空间数据清单，并筛选出该空间数据清单中的有效空间数据清单；

数据运算环节104：读取有效空间数据清单的子类别属性，并根据建筑设计规范相关条目对有效空间数据清单进行运算获得最后判定所需结果数据，判定结果需根据项目特征设定的不同参数进行运算；

判定输出环节105：将数据运算环节的结果数据与建筑设计规范相关条目的参考数据进行比较，当结果数据满足参考数据时，通过软件设计直接输出结果数据，或对外输出表单；当结果数据不满足参考数据时通过后台或软件设计输出结果数据并标示出不满足的部分结果数据，输出提示信息，并更新建筑信息模型，返回至信息读取环节。

具体地，数据筛选环节包括：

获取实体构件信息和区域信息，检测实体构件信息中的每一实体构件是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的实体构件的位置坐标；

检测空间信息中的每一空间是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的空间数据清单；

获取空间类别的子类别，以此子类别数据为有效数据，并从获得的空间数据清单中筛选出有效空间数据清单。

如图2所示，本实施例还提供一种基于建筑信息模型的设计指标自动计算的编制系统，其包括：

信息输入模块1，用于输入与建筑设计项目的指标相关的项目数据，该项目数据包括实体构件类别、区域类别和空间类别，实体构件类别、区域类别和空间类别的子类别，以及规范信息。

信息读取模块2，用于读取信息输入环节中的项目数据，从该建筑设计项目中筛选出分别与实体构件类别、区域类别和空间类别相关的实体构件信息、区域信息和空间信息。

数据筛选模块3，用于获取与该区域信息中各区域相关的实体构件的位置坐标与空间数据清单，并筛选出该空间数据清单中的有效空间数据清单。具体地，数据筛选模块包括第一检测单元、第二检测单元和筛选单元，其中，

第一检测单元用于获取实体构件信息和区域信息，检测实体构件信息中的每一实体构件是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的实体构件的位置坐标；

第二检测单元用于检测空间信息中的每一空间是否在区域信息的区域范围内，若是则获得各区域相关的空间数据清单；

筛选单元用于获取空间类别的子类别，以此子类别数据为有效数据，并从获得的空间数据清单中筛选出有效空间数据清单。

数据运算模块4，用于读取有效空间数据清单的子类别属性，并根据建筑设计规范相关条目对有效空间数据清单进行运算获得最后判定所需结果数据，判定结果需根据项目特征设定的不同参数进行运算。

判定输出模块5，用于将数据运算环节的结果数据与建筑设计规范相关条目的参考数据进行比较，当结果数据满足参考数据时，通过软件设计直接输出结果数据，或对外输出表单；当结果数据不满足参考数据时，通过后台或软件设计输出结果数据并标示出不满足的部分结果数据，输出提示信息，并更新建筑信息模型，调用信息读取模块。

下面举一具体的例子来具体说明本发明，以使本领域的技术人员能够更好地理解本发明的技术方案：

1、信息输入环节分别设定信息输入节点，节点类型如下：

1)项目数据

实体构件类别：设定建筑信息模型中相关的防火门类型，同时默认获得实体构件分类属性(门)，子类别(防火门)及子类别属性(尺寸)。

区域类别：设定建筑信息模型中需要计算的防火分区所占区域，输入各防火分区的名称集作为后续信息读取环节所需的识别标签(字符串)，指向建筑信息模型中所需区域集。

空间类别：设定设计模型中区域内相关的房间类型，输入各房间的功能名称集作为后续信息读取环节所需的识别标签(字符串)，指向建筑信息模型中所需的空间集。

2)相关规范数据

依据设计相关的建筑设计防火规范，使用者需输入字符串表达规范中阐述的不同参数，作为后续运算步骤计算结果与规范标准比对使用(参数包含但不限于：每百人最小疏散净宽度系数，功能区内人员密度等)，本实例设定字符串为百人最小疏散净宽度系数及办公、餐饮及商业的人员密度。

2、信息读取环节，分别获取上一环节参数数据，根据参数名称获取相应的模型参数信息，并根据参数数据分组，将所需的模型元素寄存在对应的集合中：

1)防火门：读取建筑信息模型中所有防火门并形成集合，提取其中所有相关数据(包含但不限于宽、高、名称、防火等级等)作为后续环节备用数据，同时首先提取防火门构件原点坐标，形成对应坐标的防火门三维点集。

2)防火分区：读取建筑信息模型中所有防火分区并形成集合，提取其中所有相关数据(包含但不限于名称、面积、范围等)作为后续环节备用数据，同时获取上一环节输入的名称集(字符串)作为关键词查找符合条件的防火分区名称集(数据)，形成符合条件的目标防火分区名称集合，映射到目标防火分区，并根据目标防火分区名称分类，处理其数据结构形成树形数据结构。

3)房间：读取建筑信息模型中所有房间并形成集合，提取其中所有相关数据(包含但不限于名称、定位、边界等)作为后续环节备用数据。

3、数据筛选环节，根据上一环节提取的数据，以项目特征设定筛选条件，输出特定的数据结构的数据集合供后续环节运算备用：

1)提取目标防火分区中边界集，并形成防火分区平面集，同时设定上述环节防火门点集与平面集作相交布尔运算，获取符合相交条件的元素形成防火门目标点集。

映射防火门目标点集合返回为目标防火门集合，此时该集合数据结构应符合目标防火分区的树形数据结构。

2)类同上一步骤，提取信息读取环节中房间集合中位置(底部边界的几何中心)数据，形成房间点集，设定房间点集与防火分区平面集作相交布尔运算，返回符合相交条件的元素形成房间目标点集。

映射房间目标点集合返回为目标房间集合，此时该集合数据结构应符合目标防火分区的树形数据结构。

将目标房间按其功能名称再次分类形成树形结构数据，并使其前置在目标防火分区的数据结构之前形成二次树形结构数据。

4、所述数据运算环节为本发明核心环节，根据已整理完成的数据集合，计算设计图纸内的疏散宽度及规范要求的疏散宽度：

1)读取建筑信息模型，获得所有楼梯信息，并提取梯段构件原点坐标，形成对应坐标的梯段三维点集,并读取最大梯段长度和最大梯段高度备用。

2)读取数据筛选环节获得的防火门目标点集，以其为底面圆心，以最大梯段长度为半径，最大梯段高度为高度生成圆柱体(本实例以半径6m高度4m计)，并与梯段三维点集做相交布尔运算。返回符合相交条件的元素形成梯段目标点集。

3)重新将梯段目标点集映射回梯段集合形成目标梯段集，读取其梯段宽度形成目标梯段宽度集合，其数据结构需符合目标防火门的树形数据结构。

4)读取目标防火门集合，形成目标防火门宽度集合。将其与目标梯段宽度集合作比较并输出最小值，形成有效疏散宽度集合。当树形结构数据组内数据出现空值(NULL)时，中止该分支计算并输出有效值。本步骤数据结构应保持不变，即与目标防火门数据结构一致。

5)对有效疏散宽度集做合计计算，得出各防火分区的当前设计疏散宽度。

6)读取目标房间集合，提取其目标房间面积数据，并在原有数据结构下作合计计算，分别获得不同房间功能下，每个防火分区的房间面积总和各功能的各防火分区内房间面积集。

7)根据规范要求及项目特征，读取各功能的各防火分区内房间面积与信息输入环节中的百人最小疏散净宽度系数及人员密度参数，保持各功能下区域面积集的数据结构，将以上三者求积，并整理数据结构，以防火分区为分支，进行数据求和，获得各防火分区的规范要求疏散宽度。

5、所述判定输出环节，根据上一环节运算结果进行比对判定，并输出比对结果到设计软件平台或外部报表，提示使用者是否需要校核并修改设计成果：

1)读取前述步骤中各防火分区的当前设计疏散宽度，和各防火分区的规范要求疏散宽度，求出其差值，并更新到设计软件内部统计表或输出外部表格。

2)使用者应查看输出报表，报表内容应包括但不限于附图所示内容，差值为负数则表明使用者需检查并修正该防火分区的设计工作，更行所设计的建筑信息模型并重新执行上述所有计算步骤，直到所有差值结果不小于0，终止本程序。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。