Épületek parametrikus viselkedése BIM rendszerekben – a BOB modell szerint
Munka közben "Paraméteres épületobjektum-viselkedés (BOB) meghatározása épületinformációs modellező rendszerhez" Ghang Lee, Charles M. Eastman és Seung-Mok Lee szerzők a BIM (épületinformációs modellezés) technológia fejlesztésének egyik legfontosabb kihívását tárgyalják: hogyan írjuk le az épületek viselkedése paraméterezett formában. Ez a hagyományos BIM megközelítés kiterjesztése, amely főként modellezi geometria és statikus adatok, egy olyan modell szerint, amely magában foglalja és objektumok dinamikus, logikus viselkedése – úgynevezett „parametrikus viselkedés”.
Ez a tanulmány egy modellt mutat be, az ún. BOB (Építményobjektum viselkedése) amely lehetővé teszi a BIM objektumok változásaira adott szabályainak és reakcióinak leírását. Más szóval, ahelyett, hogy a felhasználó manuálisan beállítaná a modell minden egyes elemét, az objektumok „tudják”, hogyan viselkedjenek, amikor egy paraméter megváltozik – például amikor megváltoztatjuk egy fal szélességét, a falban lévő ajtók és ablakok automatikusan igazodnak.
Miért fontos ez?
A hagyományos BIM modelleket elsősorban adattárolásra és vizualizációra használják, de nem reagálnak aktívan a változásokra – ezt a felhasználónak kell elvégeznie. Komplex építési projektekben azonban már egy egyszerű változtatás (pl. falvastagság) is több tucat más objektum manuális korrekcióját igényelheti. Itt a BOB megközelítés jelentős előnyt kínál: az objektumok viselkedése szabályokon keresztül előre meghatározott, így a modell dinamikus és "okos".
Ily módon a BIM rendszer szinte egy CAD + szimulációs platformként működik, beépített tudással arról, hogy mi megengedett, mi lehetséges, és mit kell automatikusan módosítani.
Pontosan mi is a BOB modell?
A BOB három fő összetevőből áll:
- Objektumparaméterek – meghatározza a jellemzőit (méretek, anyagok, korlátok)
- Viselkedésmódok – határozza meg, hogy mit tegyen az objektum, amikor egy paraméter megváltozik (pl. automatikusan kitágul vagy elmozdul)
- Felhasználási feltételek – a viselkedés érvényességének meghatározása (pl. az ajtó szélessége nem lehet kisebb 60 cm-nél)
A szerzők kidolgoztak egy módszert, amellyel ezek a viselkedések formálisan leírhatók és integrálhatók a BIM eszközökbe. A cél nemcsak az intelligensebb modellezés, hanem a hibalehetőségek csökkentése, valamint az iteratív tervezés felgyorsítása is.
Gyakorlati példa: Ajtó, mint parametrikus objektum
Képzeljünk el egy BIM modellt egy ajtóval, amelynek a következő paraméterei vannak: szélesség, magasság, nyitási mód, zsanérpozíció. A BOB megközelítésben az objektum viselkedése a következő lehet:
- Ha a fal, amelybe az ajtó be van építve, megváltozik, az ajtó automatikusan alkalmazkodik
- Ha az ajtó szélessége a megengedett határérték alá csökken, a rendszer figyelmeztetést ad, vagy automatikusan törli a változtatást
- Ha a felhasználó megváltoztatja a szoba magasságát, az ajtók arányosan méreteződnek, de csak akkor, ha nincsenek szabványosítva
Így a tervezőnek nem kell manuálisan figyelnie az összes kapcsolatot – azok már az objektum viselkedésének részét képezik.
Kapcsolat más kutatásokkal
Hasonló koncepciók más kutatásokban is megjelennek. Például:
- IFC (ipari alapozó osztályok) A szabványok lehetővé teszik az objektumok közötti kapcsolatok leírását, de nem eléggé kifejezőek az objektumok pontos viselkedésének leírására.
- Generatív tervezés és az olyan eszközök, mint az Autodesk Dynamo, vizuális programozást használnak objektumválaszok generálására a bemeneti feltételekre, de hiányzik belőlük a BOB által kínált formális struktúra.
- Ontológiai modellek A szemantikus webből származó algoritmusokat a BIM-ben alkalmazzák objektumok kifejezésekkel és logikával való címkézésére, de ezek a modellek inkább az interoperabilitást, mint a dinamikus viselkedést célozzák meg.
A BOB modell azért emelkedik ki ebből a szempontból, mert konkrét módszertant kínál, amely ötvözi geometriai adatok, paraméterek és viselkedési logika, ami nagyon ritkán integrálódik egyetlen rendszerbe.
A BOB-megközelítés előnyei
- Kevesebb manuális hiba – mert a tárgyak automatikusan reagálnak
- Nagyobb tervezési hatékonyság – mert a változások gyorsabban terjednek a modellben
- A tudományágak közötti jobb koordináció – mivel a viselkedés magában foglalhatja a szerkezeti, építészeti és épületgépészeti elemek közötti kapcsolatokat
- Könnyebb szimulációk és elemzések – mert az adatok dinamikusak és reagálnak a valós változásokra
Korlátozások és kihívások
A nyilvánvaló előnyök ellenére a megvalósítás során felmerülnek kihívások:
- Minden egyes viselkedéshez további programozási vagy modellezési szint szükséges.
- A szabványos BIM eszközökkel való kompatibilitás korlátozott lehet
- Az ilyen viselkedések szabványosítása még nem teljesen kidolgozott a meglévő BIM keretrendszereken belül.
Ezenkívül ennek a megközelítésnek a bevezetése megköveteli a tervezők gondolkodásmódjának megváltoztatását – a formák rajzolásától és definiálásától kezdve a viselkedés logikájának meghatározásáig.
Következtetés
A tanulmány szerzői által bemutatott BOB modell fontos lépést jelent a nemcsak leíró jellegű, hanem reaktív, adaptív és logikusan strukturáltA parametrikus viselkedés bevezetése gyorsabb, pontosabb és rugalmasabb építési projektfejlesztést tesz lehetővé, és lehetőséget teremt az automatizált tervező- és elemzőrendszerekbe való integrációra.
Ez a koncepció hidat képez a statikus BIM és a jövő intelligens épületgépészeti rendszerei között, amelyek képesek lesznek önállóan felismerni az igényeket, és szabályok, valamint kontextus alapján döntéseket hozni.
Ha a digitális építőipar felé akarunk elmozdulni, és az „intelligens” tervezést normává akarjuk tenni, akkor az olyan modellek, mint a BOB, képezhetik ennek az átmenetnek az alapját.
Válaszok