一种基于BIM技术的幕墙参数化设计方法及系统与

本发明涉及bim，具体为一种基于bim技术的幕墙参数化设计方法及系统。背景技术：1、在现代建筑设计和施工过程中，幕墙系统作为建筑外立面的重要组成部分，不仅需要满足美观性要求，还必须具备优异的结构性能和环境适应性，在实际应用中仍面临一些挑战，材料适应性问题尤为突出；2、幕墙材料在实际应用中的环境因素是多变且复杂的，仅靠人工测试和评估可能无法完全捕捉所有环境变化的细微差异，尤其是在极端天气条件下，材料的表现可能与预测存在偏差；3、不同材料在相同环境条件下的表现差异较大，现有系统主要通过材料三维模型和材料测试信息来进行评估，但可能忽略了某些细微的材料特性，包括材料老化、长期使用下的疲劳等，这些特性对材料的适应性也有重要影响，且缺乏足够的实地测试验证，这可能导致实际应用中出现材料与设计预期不符的情况，影响幕墙的整体性能和安全性。技术实现思路1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于bim技术的幕墙参数化设计方法及系统，解决了背景技术中提到的问题。2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于bim技术的幕墙参数化设计系统，包括参数化模块、材料标记模块、环境分析模块、模型训练模块和评估模块；3、所述参数化模块对采集获取的幕墙使用的材料信息进行参数化，材料信息包括三维信息、材料出厂信息和材料测试信息；4、所述材料标记模块根据材料信息进行分类标记，获取材料种类总数cn，并对相同种类的材料进行建立材料三维模型和材料信息标记以及材料测试信息标记；5、所述环境分析模块通过互联网获取使用幕墙材料的定位信息，并根据定位信息匹配获取固定周期的历史环境气象信息，并对历史环境气象信息进行特征分类提取，获取若干种天气类型标记，并记录为天气类型总数tn，并将历史环境气象信息归类至若干种天气类型标记的子类，获取天气类型的标记子类总数zn；6、所述模型训练模块根据建立的若干种材料三维模型再将若干个相同种类的材料三维模型进行相互结合，组成材料三维结合块应力分析模型，根据天气类型总数tn和标记子类总数zn进行训练，获取训练数据集，进行分析统计后获取：环境负荷系数fhxs，同时对标记子类总数zn进行结合受力分析训练，获取：结合受力波动因子slyz；7、所述评估模块通过预设的环境负荷影响评估阈值h与环境负荷系数fhxs获取材料适应性评估方案，通过预设的环境材料紧密性评估阈值j与结合受力波动因子slyz进行匹配，获取环境材料紧密性评估方案，并根据材料适应性评估方案内容和环境材料紧密性评估方案内容对当前墙面设计材料进行评估展示，并对当前幕墙设计材料自适应标记。8、优选的，所述参数化模块包括采集单元；9、所述采集单元通过制造商数据库获取材料信息，包括生产厂家、批次号、物理和化学属性，组成材料出厂信息，通过材料测试实验室或相关制造商厂家提供的材料测试数据，包括抗拉强度、压缩强度、弯曲测试、耐火测试、连接处稳定性测试和气象环境下材料状态测试，组成材料测试信息，通过三维扫描设备进行扫描获取或通过制造商提供的材料三维信息，组成材料三维信息。10、优选的，所述材料标记模块包括标记单元；11、所述标记单元对采集单元传递来的材料信息进行分类，依据材料的类型、物理属性和化学属性将材料分成不同的类别，同步统计类别总数获取：材料种类总数cn，根据材料种类总数cn对相同种类的材料进行建立材料三维模型和材料信息标记以及材料测试信息标记。12、优选的，所述环境分析模块包括联网单元和提取单元；13、所述联网单元通过幕墙使用的定位信息，访问相关的气象数据源，按固定周期获取该位置的历史环境气象信息，其中气象数据源包括气象站数据库和在线气象服务，组成历史环境气象信息；14、所述提取单元对历史环境气象信息进行特征分类提取，获取若干种天气类型标记，在对每一条气象数据记录进行标记后，根据标记规则将其归类为对应的天气类型，并记录天气类型总数tn，并将历史环境气象信息进行归类至若干种天气类型标记的子类，获取天气类型的标记子类总数zn；15、其中，天气类型标记包括晴天、阴天、雨天、雪天、大风天、沙暴天和雷雨天，标记规则包括匹配历史环境气象信息中天气信息描述的天气类型描述关键信息进行标记匹配；16、子类标记包括将特征分类提取的历史环境气象信息进一步归类至若干种天气类型标记的子类中，获取天气类型的标记子类总数zn，具体过程包括细化子类定义、子类特征提取、子类标记规则制定和子类标记实施，其中细化子类定义包括：雨天包括小雨、中雨、大雨和暴雨子类。17、优选的，所述模型训练模块包括建模单元和训练单元；18、所述建模单元通过使用深度学习技术对建立的若干种材料三维模型进行相互结合若干个，组成材料三维结合块应力分析模型；19、所述训练单元根据建立的材料三维结合块应力分析模型进行天气类型总数tn和标记子类总数zn进行训练，获取训练数据集，进行分析统计后获取：环境负荷系数fhxs，同时对标记子类总数zn进行结合受力分析训练，获取：结合受力波动因子slyz；20、所述训练数据集包括：温度波动值wdz、年平均温度值pjw、相对湿度值sdz、年降雨量值njy、峰值降雨量fzy、风速平均值pjf、峰值风速值fzf、材料弹性模量值txz、材料膨胀系数pzxs、材料吸水率xsl、材料抗拉强度值klz和材料抗压强度值kyz。21、优选的，所述环境负荷系数fhxs通过以下计算公式获取：22、；23、式中，fhxs表示环境负荷系数，wdyz表示温度训练因子，sdyz表示湿度训练因子，jyyz表示降雨训练因子，fyyz表示风压训练因子，klz表示材料抗拉强度值，kyz表示材料抗压强度值，tn表示天气类型总数，i表示第i类型天气，表示第i类型天气下的温度训练因子wdyz，表示第i类型天气下的湿度训练因子sdyz，表示第i类型天气下的降雨训练因子jyyz，表示第i类型天气下的风压训练因子fyyz；24、所述温度训练因子wdyz通过以下计算公式获取：25、；26、式中，wdyz表示温度训练因子，txz表示材料弹性模量值，pzxs表示材料膨胀系数，wdz表示温度波动值；通过材料弹性模量值txz、材料膨胀系数pzxs和温度波动值wdz的计算，获取温度变化后引起的热应力和材料疲劳寿命影响表现；27、所述湿度训练因子sdyz通过以下计算公式获取：28、；29、式中，sdyz表示湿度训练因子，k表示湿度应力比例系数，sdz表示相对湿度值，表示材料适用平均值，xsl表示材料吸水率，pjw表示年平均温度值；通过湿度应力系数k、相对湿度值sdz、材料适用平均值、材料吸水率xsl和年平均温度值pjw的计算，获取湿度变化引起的材料膨胀应力和材料劣化表现；30、所述降雨训练因子jyyz通过以下计算公式获取：31、；32、式中，jyyz表示降雨训练因子，y表示降雨应力比例系数，njy表示年降雨量值，xsl表示材料吸水率，sdz表示相对湿度值；通过降雨应力比例系数y、年降雨量值njy、材料吸水率xsl和相对湿度值sdz的计算，获取降雨量引起的侵蚀应力和材料吸水应力状态表现；33、所述风压训练因子fyyz通过以下计算公式获取：34、；35、式中，fyyz表示风压训练因子，pjf表示风速平均值，pjw表示年平均温度值；通过风速平均值pjf和年平均温度值pjw进行计算，获取风速引起的动态风压应力和材料疲劳应力表现；36、其中，湿度应力比例系数k：，降雨应力比例系数y：。37、优选的，所述结合受力波动因子slyz通过以下计算公式获取：38、；39、式中，slyz表示结合受力波动因子，zn表示标记子类总数，i表示第i个标记子类，txz表示材料弹性模量值，pzxs表示材料膨胀系数，wdz表示温度波动值，表示材料随湿度变化的体积变化预设值，sdz表示相对湿度值，表示第i个标记子类的材料弹性模量值txz，表示第i个标记子类的材料膨胀系数pzxs,表示第i个子类的温度波动值wdz，表示第i个标记子类的相对湿度值sdz。40、优选的，所述评估模块包括匹配单元和标记单元；41、所述匹配单元通过预设的环境负荷影响评估阈值h与环境负荷系数fhxs获取材料适应性评估方案，通过预设的环境材料紧密性评估阈值j与结合受力波动因子slyz进行匹配，获取环境材料紧密性评估方案；42、所述标记单元，根据材料适应性评估方案内容和环境材料紧密性评估方案内容对当前墙面设计材料进行评估展示，同步对当前幕墙设计材料自适应标记，当自适应标记为低适用标记时，自适应循环对提供的新的幕墙设计材料进行评估，直到幕墙设计材料标记为高适应标记；43、其中，自适应标记包括根据材料适应性评估方案内容和环境材料紧密性评估方案内容进行统计材料标记，当获取两次以下的高适用材料标记次数时，自适应标记当前幕墙设计材料为低适用材料，当获取两次及以上的高适用材料标记次数时，自适应标记当前幕墙设计材料为高适用材料。44、优选的，所述材料适应性评估方案通过以下匹配方式获取：45、环境负荷系数fhxs＜环境负荷影响评估阈值h，获取当前材料适应性评估为合格，标记材料为高适用材料；46、环境负荷系数fhxs≥环境负荷影响评估阈值h，获取当前材料适应性评估为不合格，标记材料为低适用材料；47、所述环境材料紧密性评估方案通过以下匹配方式获取：48、结合受力波动因子slyz＜环境材料紧密性评估阈值j，获取当前材料结合紧密性评估为合格，标记材料为高适用材料；49、结合受力波动因子slyz≥环境材料紧密性评估阈值j，获取当前材料结合紧密性评估为不合格，标记材料为低适用材料。50、一种基于bim技术的幕墙参数化设计方法，包括以下步骤：51、步骤一：参数化模块对采集获取的幕墙使用的材料信息进行参数化，材料信息包括三维信息、材料出厂信息和材料测试信息；52、步骤二：材料标记模块根据材料信息进行分类标记，获取材料种类总数cn，并对相同种类的材料进行建立材料三维模型和材料信息标记以及材料测试信息标记；53、步骤三：环境分析模块通过互联网获取使用幕墙材料的定位信息，并根据定位信息匹配获取固定周期的历史环境气象信息，并对历史环境气象信息进行特征分类提取，获取若干种天气类型标记，并记录为天气类型总数tn，并将历史环境气象信息归类至若干种天气类型标记的子类，获取天气类型的标记子类总数zn；54、步骤四：模型训练模块根据建立的若干种材料三维模型再将若干个相同种类的材料三维模型进行相互结合，组成材料三维结合块应力分析模型，根据天气类型总数tn和标记子类总数zn进行训练，获取训练数据集，进行分析统计后获取：环境负荷系数fhxs，同时对标记子类总数zn进行结合受力分析训练，获取：结合受力波动因子slyz；55、步骤五：评估模块通过预设的环境负荷影响评估阈值h与环境负荷系数fhxs获取材料适应性评估方案，通过预设的环境材料紧密性评估阈值j与结合受力波动因子slyz进行匹配，获取环境材料紧密性评估方案，并根据材料适应性评估方案内容和环境材料紧密性评估方案内容对当前墙面设计材料进行评估展示，并对当前幕墙设计材料自适应标记。56、本发明提供了一种基于bim技术的幕墙参数化设计方法及系统，具备以下有益效果：57、（1）系统运行时，通过参数化模块和材料标记模块进行获取测试信息和三维信息，通过环境分析模块进行获取定位信息和历史环境气象信息，通过模型训练模块进行建立材料三维结合块应力分析模型，根据天气类型总数tn和标记子类总数zn进行训练，获取训练数据集，进行分析统计后获取：环境负荷系数fhxs，同时对标记子类总数zn进行结合受力分析训练，获取：结合受力波动因子slyz，通过评估模块获取材料适应性评估方案内容和环境材料紧密性评估方案，并根据方案内容对当前墙面设计材料进行评估展示，并对当前幕墙设计材料自适应标记，筛选出最合适的材料，从而减少材料浪费和不必要的更换成本，且根据最新的评估结果动态更新材料标记，维护人员可以根据这些标记及时进行维护和更换，避免了因材料不适应而导致的损坏和修复成本，这种成本的降低，不仅体现在设计和施工阶段，还延续到后期的维护管理中。58、（2）通过环境负荷系数fhxs和结合受力波动因子slyz的计算，科学地评估每种幕墙材料在不同环境条件下的表现，以及准确地判断材料的适应性和结合紧密性，从而确保选择的材料不仅符合设计要求，还能在实际应用中表现状态。59、（3）根据材料适应性评估方案内容和环境材料紧密性评估方案的获取，以及对当前幕墙设计材料自适应标记，实现了材料选择的自动化。通过自适应循环，系统能够不断评估新的幕墙设计材料，直到找到合适的材料，这不仅提高了工作效率，还保证了材料选择的客观性和一致性。