参数化编程在BIM自动建模技术中的研究

谭健 栗峰

摘要：目前BIM 技术飞速发展，实现BIM价值形成生命周期的应用主要是存在数据信息断层的瓶颈，本文通过研究集成BIM 基本结构、建模流程、应用架构以及建模关键技术，实现CAD与Revit之间数据互通，实现机电专业参数化设计，并通过实际工程进行验证与应用。

关键字：BIM；辅助建模系统；参数化编程；Revit

0 引言

BIM技术飞速发展，广大企业为提高核心竞争力都在探索运用BIM技术进行工程项目的探索。运用BIM技术，在提高设计质量、减少返工、降低项目成本等方面有显著优势。大多数企业采用BIM技术是先完成CAD二维设计，再由BIM专业人员手工翻模方式建立三维模型，主要应用BIM技术解决管线综合碰撞、施工图深化等问题。在设计时由于BIM软件模型投影方式出图，所以设计往往无法兼顾管线实际位置和清晰表达这两方面的矛盾，如果按照实际位置绘制，管线平面全部挤到一起，管线内在关系无法清晰表达。目前很多设计院都采用CAD设计，之后再采用人工翻模，重复工作量大、翻模不准确等问题急需解决。

文章通过参数化编程技术实现CAD与Revit之间数据互通，实现自动、精细化建模。

1 技术架构

為了实现从CAD图纸快速转化三维模型，我们开发了数据提取转换模块、数据读取模型生成两个模块。

（1） 基于CAD平台的数据提取转换功能模块，可以实现自动读取CAD图纸信息，对特殊数据进行人工补充，并生成中间数据文件，为生成三维参数化模型提供数据支撑。

（2） 基于Revit平台开发参数化模型自动生成模块。插件能自动读取中间数据库数据信息，驱动Revit生成三维参数化模型。

2 功能实现

实现CAD与Revit之间数据互通，精确生成墙、梁、柱、轴网、管道、桥架、设备、管道附件等构件，在确保建模精准的同时，大大提高了工作效率。

（1） 墙：通过读取CAD图纸信息，人工添加墙底部标高、顶部标高以及墙类型参数生成墙体数据，运行程序读取信息，自动生成墙三维模型。

（2） 门窗：在AutoCAD中读取一层门窗位置及标注信息，自动生成数据文件，在Revit中绘制简单的墙体平面，然后用C#编程实现Revit墙体坐标输出为文本文件，供AutoCAD读取。运行程序，调用门窗位置及族名信息，自动生成一层所有门窗。

（3） 楼梯：输入楼梯标高、梯段宽、梯段长度等属性信息，读取图纸中楼梯定位信息，运行程序自动生成楼梯模型。

（4） 柱：运行模块一读取CAD图纸中柱位置信息，输入标高、截面信息实现自动建模。

（5） 管道：由于管道在CAD图纸中管道是单线，所以要对图纸进行程序处理，读取管道平面位置信息，输入标高、管径进行快速生成。

（6） 机电设备：在图纸中读取风机、卫生洁具、灯具、插座、开关、配电箱、火警设备等机电设备位置、类型信息，输入安装高度运行程序生成机电设备。

3 程序运行测试

喷淋系统管道建模带给设计师很大的工作量，通过某学校图书行政楼、体育馆项目进行测试，建筑面积：14417.50m2其中：地上部分9927.50m2，地下部分4490.00m2建筑层数：地上主体四层、地下一层，设备管线复杂。对喷淋系统管道建模具体实践运行情况如下：

（1）喷淋主干管道绘制

1） CAD管道图纸处理，将实际上是一根管道图纸上用多线表示的管线进行合并，变成一条线。

2） CAD中按颜色或者图层显示主管道，读取管道位置数据写入数据库，并进行分类标号处理。

3） 写入相应管道的标高、管径等数据

4） 运行程序在Revit中自动生成管道。

（2）绘制喷头及喷头连管

1） 读取CAD中喷头位置、立管位点，输入标高信息形成数据文件

2） 运行程序，在Revit中读取数据文件，自动调用相应类型族，根据位置信息自动将喷头连接到喷淋主管上。

经过实际运行测试，喷淋系统模型可在40分钟内完成，通过这种方法比设计师手工完成提高了一个数量级，工作效率大大提高，可以把设计师从繁琐的建模工作中解脱出来。并且通过程序定位能保证模型精准，解决了人为建模失误造成不准确的问题。

通过对施工图反复的分析和总结，程序可以实现90%的左右的三维模型自动生成，解决了人工建模效率低下、失误等问题，实现精准建模、提高了工作效率。插件还可以完成复杂形状族的创建，如通过结合空间结构计算软件自动生成管桁架、变截面工字梁、异形构件等辅助工作。在钢结构厂房项目中能快速准确的生成屋面网架。通过网架准确的空间位置，设备专业进行管线绘制，实现了BIM技术在管线综合领域的强大优势。

总结

虽然全生命周期的BIM应用是我们倡导的方向，从概念设计开始就引入BIM是我们的奋斗目标，但是，不可否认，在实际项目中，有相当一部分工程是在项目中后期才开始引入BIM。在这种情况下，如何最大程度的利用已有图纸，让图纸信息传递下来就显得十分重要。在研究过程中，我们努力将各种软件的优势都发挥出来，整合到BIM应用中，尤其是CAD与Revit之间通过编程实现了BIM模型快速生成，从而大大减少了翻模的工作量，使得设计人员将更多的精力放在优化设计本身以及后续的分析计算与施工图完善，显著地提高了工作效率。

参考文献

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作者简介：谭健（1989-）男，中国建设集团有限公司，电气设计师。主要从事：参数化设计，BIM技术应用等方面研究工作。