建筑参数化设计的历史浪潮

1、包含几何定义、关联的资料和规则。

2、几何形状以无赘余、不矛盾的方式整合，并且不允许任何的不一致。

3、当置入一个建筑模型时，或当关联对象有任何更改时，对象的参数化规则会自动修改相关的几何形状。

4、对象可以被定义在不同层级的集合，所以我们可以定义一道墙及其相关的组件。对象可以在任何阶层被定义与管理，例如更改了墙子组件的重量，主墙上的重量应该也会被更改。

5、对象的规则可以判别出特定变更是否违反了对象的可行性，不管是尺寸、可制造性等。

6、对象可以连结或接收、广播或输出属性集到其他应用程序和模型。例如结构材料、吸音资料、能源资料等。

扩展资料：

而在BIM建筑设计中，BIM参数化设计则是将设计的全部要素都变为某个函数的变量，我们可以通过改变其中的bim参数获得一个新的设计方案，这不仅能让建筑师控制以前无法实现的复杂形式，更重要的是它能提高已有建筑设计的效率。

BIM参数化对象概念基本上与面向对象技术的设计观念相符，BIM将建筑物生命周期所需具有的相关信息例如地理、环境、时间、建筑构件、设备、材料、人员等相关讯息藉由解构与分析程序转化成各种信息类别的定义，并具体建立类别与类别之间的逻辑关系，例如资料的关联性、限制条件与规则等等。

参数化设计并没有统一的绝对的名词解释，在不同的领域有不同的定义，不过其内在的主要思想就是在固定的模式中具有不固定的参与变量。

在建筑领域中参数化设计衍生的方面和说法很多，众说纷纭没有统一说法。

1.什么是参数化设计（Parametric Design）

参数化设计，对应的英文是Parametric Design。是一种建筑设计方法

该方法的核心思想是，把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过改变函数，或者说改变算法，人们能够获得不同的建筑设计方案。标准的英语表达是：Parametric Design is designing by numbers.（Prof.Herr from ShenZhen University） 现代建筑包括“功能”和“形式”两个大的领域。功能之间的相互作用，国内研究得很多。本科生大概都读过彭一刚写的《建筑空间组合论》。这种建筑空间的组合，实质上是 “功能空间”的组合，蕴含着一定的逻辑关系。如果从参数化设计的角度来看，这就已经具备可操作性了。我们可以把一个一个的功能空间定义出来，再把它们之间的逻辑关系定义出来，那么，在符合逻辑关系的条件下，功能空间有多少种组合方法？通过各种参数化设计的软件，我们能够得到许多种答案。但这还没完。 Parametric Design can provide us a lot of shapes, but you still need to choose from them.参数化设计可以给你提供许多种复合条件的形式，接下去，你必须进行选择。要么人工选择，要么就再增加新的参数进去，从而逐渐推导出所有条件都满足的那个形式。

说到形式，建筑设计领域还涉及的一个美学的问题。美学问题一方面涉及到传统，另一方面涉及到个人的主观感受，是很难“参数化”的。而参数化设计的终极目标是全要素参数化，现在我们做不到，但坚持朝这个方向努力。 国内的建筑项目，绝大部分遵循先功能后形式的思路，也就是“形式追随功能”的思路，建筑的格局都定了，最后装点一下门面。建筑设计院就像一个个自动售货机，你把建筑用地的条件图和设计费塞进去，它自动吐出来建筑方案。因为容积率等技术经济指标是政府和开发商都已经定好了的，满足了日照标准之后，建筑方案只有很少的几种可能性。不同设计院给出的方案大同小异。如果你拿一本介绍楼盘的书来看，就有这个体会。在容积率和日照条件控制下的参数化设计，就是这个样子。 当然，这是一种病态，是低水平的参数化。参数化设计的根本目的在于，用计算机软件来延伸人的思维，让我们有更多的选择的可能。参数化设计的前景之所以被看好，就是因为，所有的变量都是有变化范围的。如果设计师判断，建筑方案哪里有点不舒服，那么他不是直接去修改方案，而是去调节参数。经过新一轮的计算，建筑方案会取得改善。这是触及到建筑学中某些本质性的东西了。

我个人认为，在目前的技术可能性之下，参数化设计真正的意义可能并不在于建筑设计，或建筑物的单体设计，而是在于城市设计，城市规划，以及区域规划。

编辑本段

2.参数化设计应用的两个方面

不论是否应用参数化设计的手段，建筑师和城市规划师都面临两个方面的问题，一是认识现状，二是提出设计方案。

在认识现状的这个方面，伦敦大学的比尔·西里尔教授提出了“空间句法”（Space Syntax）的理论。按照我个人的肤浅了解，空间句法就是把建筑空间、城市空间的现状，用数学语言描述出来。数学语言描述出来的东西，可以继续推导，得到了某种数据化的结果。而这些结果是有意义的，可以被理解的，建筑师和城市规划师可以把这些结果直接翻译成建筑空间。空间句法的方法，对建筑师来说，就是“参数化理解”，或者“参数化认知”。

在建筑和城市设计当中，参数化设计更多的使用，是在计算机软件当中。深圳大学这边所接触到的主流软件是犀牛（Rhino），我知道其实类似3D Max 或者 Solid Works 或者UG等软件，都具有参数化设计的功能，AutoCAD2010版里面专门有“参数化设计”这个按钮。

因为我自己没有从事过参数化设计的实践，所以就深入谈不下去了。有知识的读者可以修改这个条目，增加论述的深度。

参数化设计CAD绘图实用功能推荐

最近发布的中望CAD建筑版2017，具备了丰富而强大的智能参数化设计功能，能够大幅度简化设计师绘图操作步骤，例如建筑设计中常遇到的修改某一规格的数量众多的墙体或柱子、手动修改已标注的坐标，等等，通过参数化设计即可快速完成。

中望CAD建筑版2017的智能参数化设计功能在工程设计绘图全过程中都可以应用体现到，概括起来有以下四大点：

一、过滤选择

中望CAD建筑版2017的过滤选择，是指用于相同性质的图元的批量选择和快速选择。设计师进行过滤选择时，需先选择过滤参考的图元对象，然后再选择其它符合参考对象过滤条件的图形；而在复杂的图形中筛选同类对象，则可建立需要批量操作的选择集，如下图所示。

过滤选择的优点在于可以将对象参数化，设计师通过参数调节，可以批量修改筛选对象，从而大大节省处理复杂图纸的`时间。

二、动态标注

中望CAD建筑版2017的智能参数功能的另一体现是动态标注。比如，设计师在标好0标高之后，打开动态标注，通过直接阵列或复制即可完成对其他层高的标注，而不需要进行手动修改，更加方便快捷。

三、建筑模型管理

值得一提的是，中望CAD建筑版2017绘制的二维对象包含了完整的三维视图信息，设计师在完成二维的楼层平面图绘制后，通过智能参数的建筑模型管理，可以实时生成三维效果对图纸进行查看，如下图所示。

四、在位编辑

中望CAD建筑版2017在位编辑的智能参数，主要体现在轴号编辑、表格编辑和文字编辑三个方面。设计师在轴号编辑里修改某一轴号，后续轴号会进行自动更新。另外，在表格编辑中，设计师可以执行单元格合并、自动求和、自动排序等多种操作，极大地提高了工作效率。

而在进行文字编辑时，由于大量建筑说明的内容具有相似性，设计师有时需要进行个别数字的修改。这种情况下，设计师就可以使用文字模板，将需改动的地方进行标识，以便日后修改。更重要的是，在进行文字编辑时，设计师不仅可以选中一系列对象，将文字改成上标或者下标，也可以通过设置文字变量和变量维护，对设置好的文字变量进行批量修改，既方便又快捷。

小结：建筑设计中，由于图纸对象数量众多，设计师对软件修改图纸的便捷性要求非常高，而中望CAD建筑版2017很好地满足了设计师的这一需求：设计师可以对绘制好的二维平面图，进行实时查看三维效果图。更重要的是，软件还通过智能参数设计的一系列命令，有效帮助设计师简化繁琐的修改工作，极大地提高了设计效率，让绘图更加高效，更便捷。

首先，我们需要理解族的概念，族简而言之，就是具有相同特征的物体的集合。如所有的圆柱体，就可以看做一类族，因为它们都可以通过底面半径和高度这两个特征表示，通过修改底面的半径和高度，可以得到所有的圆柱体。Revit的族也是同样的道理，通过用参数表达同一类物体的特征信息，并修改参数，可以得到任意相同特征的建筑物体。

下图为基于Revit族建立的曲线单箱梁实体，其中单箱梁的梁高、梁宽、腹板厚等特征参数可通过参数进行修改。要建立Revit族，首先要确定选用什么类型的族样本文件。Revit为了简化族创建的操作，提供了很多创建族的样本文件。不同样本文件适用于不同类型的族的创建，对于箱梁这类梁结构，可选用“公制结构框架 - 梁和支撑”样板文件。在该样本文件下，主要需要定义箱梁的截面，并对截面的尺寸进行参数化，最后再进行拉伸。

在打开“公制结构框架 - 梁和支撑”样板文件后，会出现下图所示界面。其中黑色的粗线代表模型线，也就是模型截面拉伸的路径线，模型线的端头和末尾就是在放置模型时所需要定义的起点和终点。矩形的灰色框为矩形梁的顶面。墨绿色的虚线代表参照平面，参照平面有两个作用，一是提供一个二维操作的平面，二是给物体的约束提供参照。最后就是尺寸标注，这里“长度=3000”代表已经将最外侧两个参照面之间的水平距离进行参数化了，参数名为“长度”，设置值为3000；另外我们还需注意到还有两个“EQ”的尺寸标注，这里EQ代表两个标注的距离是相等的，而不是指情商。此处的“EQ”充当了约束的角色，也就是说最外侧两个参照平面相对于最中间的参照平面要保持对称。在建立族时，约束的存在是为了能够将物体内部各个元素的相对位置关系予以确定，从而在参数确定后，能生成唯一的实体。

在这里，我们可以删除长方体以及中间四个参照平面，因为我们只需要模型起点和终点对应的两个平面，将模型线端头和末尾拖拽至与两侧参照平面平齐，这样生成的模型的长度与族参数“长度”的数值就会保持相同。族参数“长度”的值可通过双击相应的尺寸标注或者在菜单栏“族类型”中进行修改。可以发现，当族参数“长度”的值发生变化时，模型线的长度也会相应变化。

在建立箱梁截面前，首先需要设置参照平面，即设置进行绘制截面的二维平面。选择菜单栏“创建”——“设置”——“选择一个平面”，选中最左侧的参照平面，选择“立面左”即切换至模型线起点位置的垂直平面。

在建立箱梁截面时，为了方便后面的参数化，建议按由简单到复杂、由整体到局部的方式绘制截面。在完成基础部分时，添加相应的约束，并设置参数，当修改参数能实现截面正确变换时，再绘制细节的截面部分。这样的好处是可以及时排查错误，发现多余的约束，从而节省整个建模时间。本次要建立的箱梁截面如下，包括顶板、底板、腹板、挑臂和倒角部分。按照整体到局部的绘制方式，应先建立外部轮廓，再建立内部箱室轮廓。

这里教大家一个技巧，首先在CAD图中绘制号一个箱梁截面，然后在Revit中选择“插入”——“导入CAD”，即可将CAD图形导入到Revit当前的操作平面当中。这里需要注意的是，在默认情况下，被导入的CAD图形的原点与当前操作平面的原点重合，建议在绘制CAD图形时，将原点设置在正确的地方，在这里我将其原点设置在顶板中心，导入后的界面如下图所示。

将CAD图形导入后，选择“创建”——“拉伸”，在右侧绘制菜单栏中选择“拾取线”，将外轮廓全部选择，点击“完成编辑”，则会生成一个具有箱梁外轮廓的实体模型。这里可以将导入的CAD图形关掉，即选中CAD图形，点击左下角像眼镜的图标，隐藏图元即可，隐藏后界面如下图所示。

接下来需要对这个实体进行约束，首先，我们想要让它关于中心线保持对称。双击模型进入编辑模式，选择对齐标注，对顶板两侧和中心线位置的参照平面之间距离进行连续标注，标注后会出现“EQ”的字样，点击一下即完成了顶板的对称约束，即相对于中间的参照平面保持对称，如下图所示。完成约束后，点击退出编辑，当你拖动顶板左右边线时，你会发现另一边也会相应对称移动。同样你可以继续对底板进行对称约束，不过这里要标注的是底板角点到中心线的距离。

另外，需要将箱梁的顶面与参考标高对应的平面进行对齐，这时需要用到对齐功能，输入“AL”命令，先选择参照标高对应的虚线，再选择箱梁顶面线，这时会出现一个锁的图标，且显示锁是打开状态，点击一下锁的图标，则完成对齐约束。完成约束后再将模型往下拖动时就会出现错误，并警告不满足约束条件，也就是说此时顶面只能在参考标高所在的水平面内移动。完成最基本的约束后，即可开始添加族参数，实现截面尺寸的参数化。

对于箱梁截面，最基本的尺寸参数有顶板宽、底板宽、顶板厚、底板厚、腹板厚等。由于最开始建立的是外部轮廓，因此先建立外部轮廓的尺寸参数。Revit建立族参数的主要步骤就是先将物体的特征尺寸进行标注，然后将标注添加到族参数中，以一个从参数名来定义它的特征尺寸。双击实体进入编辑模式，这里可以先标注箱梁最外侧边线之间的距离，然后将标注选中，这是菜单栏会出现如下窗口。其中标签中放置的就是已经定义好的族参数，选择右侧的红圈中的图标，则会出现“参数属性”对话框，在这里你可以定义族参数名称，定义好后点击确定。    

那如何通过之前定义好的族参数进行顶板宽的变化呢，退出编辑模式，在菜单栏中点击红圈中的图标“族类型”，即会出现“族类型”的对话框。在这个对话框中，可以修改“顶板宽”对应的数值，修改完点确定，则箱梁的顶板宽会发生相应的变化。另外，参数也可以事先在“族类型”对话框中定义好，然后选中标注，点击标签，选择实现定义好的参数也可以将标注进行参数化。其余尺寸如底板宽和梁高等也可以采用类似的方法进行参数化。这里要注意的是，对齐标注可以标注线与线、点与线和点与点之间的距离，如标注顶板的宽度可以标注箱梁最外侧边线之间的距离，而底板宽则标注两个底角点的距离。当表达截面的特征尺寸时，一定要将特征点或者特征线之间的位置关系理清楚再进行标注参数化。

这里我主要对顶板宽、底板宽、梁高、挑臂端部厚度和挑臂根部厚度进行了参数化，即可完整表达箱梁外轮廓的信息。在族类型窗口中，可自由修改对应族参数，从而实现外轮廓的变化。

下面开始建立箱室的轮廓，双击模型进入编辑模式，采用“偏移”功能，即输入“O”命令，建立箱室内轮廓边线，再采用“修剪”功能，即输入“TR”命令，将内轮廓多余的边线进行修剪形成一个闭合的整体，如下图所示。

建立完成后，对顶板厚、底板厚和腹板厚进行尺寸标注，并采用相同的步骤进行参数化，则单箱梁的参数化设计基本完成。在实际的工程应用中，为防止腹板与顶底板交点处应力集中，还会进行倒角处理。对于倒角部分，则在原箱梁模型的基础上添加四个三棱柱即可，点击“创建”——“拉伸”，建立四个三角形截面，如下图所示。

将每个三角形与腹板、顶底板内边线贴合的两个边对齐到对应的箱室内边线，再对三角形的两个边进行尺寸标注和参数化，则完成倒角部分的参数化设计。

最后双击参考标高楼层平面进入到参考标高平面内，将箱梁和倒角模型端头与末尾对应的平面对齐到外侧两个参照平面当中，如下图所示，这样就可以实现长度的变化。然后点击“修改”——“连接”——“连接几何图形”，将箱梁和倒角部分进行连接，进入三维视图，即可得到箱梁的完整模型。

在完成单箱梁族的建立后，导入到项目中，通过定义起点和终点以及连线的方式，即可完成箱梁模型的放置，如下图所示。完成放置后，选中模型，点击窗口左侧属性栏的编辑类型，修改其中的尺寸参数，即可自动完成整段梁截面尺寸的修改。

参数化设计”这个说法比较早，后来被人用烂了，丧失了装逼的功效，其次计算机技术和工业数控制造技术进一步渗透建筑及相关学科后，人们发现这东西还真挺好使的，于是就用它们做了些逼格高的项目，改了个新名字叫“数字化设计”。我觉得大体上没有差别，可能“数字化设计”涵盖的范围稍稍大于“参数化设计”，毕竟这些先进技术还是渗透的更多了，能分析的数据更多了、分析数据的能力更大了、能落地建造出来的能力也提升了，所以数字化设计>参数化设计。关于“数字化”，2015年8月的时候还有好多在这个领域的先锋大师聚在一起开会，提出了“数字化2.0”的口号，定义以前的阶段（也就是称为“参数化设计”的那些日子）是“数字化1.0”，认为“1.0时代”是更多关注于形式的，就是在电脑里面做出好漂亮的模型，但是不一定有能力建出来，而“2.0时代”就是关注建造的，关注“物质性”的，关注“性能”的，要想办法把东西造出来，而且要环保。他们在大力吹鼓3D打印技术和机械臂数控技术的同时，还在研究新型的建造材料。其实您可以从这个事件看出来，那些先锋自己还在定义自己在干什么，所以不管是参数化还是数字化，这种新生的玩意儿目前还真不好怎么定义。15年12月的武汉设计双联展中开了一个参数化论坛会，有几位演讲者介绍自己的参数化项目是用GH做了表皮，然后REVIT做了建筑分析和之后的施工图。建筑还是建筑、设计还是设计，就是加入了些新的、电脑方面的技术在各个方面上方便自己做项目。