初探BIM与木结构：使用Revit创建木制框架墙

高 晶 张拓钲

BIM（建筑信息模型）英文全称为Building Information Modeling，是一种新的工程建设流程和技术。BIM技术由三维建筑模型技术发展而来，但与传统意义上的三维模型有本质不同，BIM模型中包含有工程项目全生命周期中所需要的数据信息，既包括几何信息，也包括非几何信息。几何信息如建筑构件的尺寸、空间位置，非几何信息如建筑构件的材质、颜色、物理特性等。基于BIM技术，BIM模型成为工程项目的数据载体，从业主前期策划，到设计单位方案设计、施工图设计，到施工单位施工建造，再到竣工交付后运营维护等各个阶段的信息都可以不断集成到BIM模型中，从而实现了工程数据传递的一致性、完整性，最大程度地减少了各个阶段交付环节的数据信息损失。可以认为，BIM模型是真实建筑物基于计算机技术的数字化记录。当政府管理部门、业主、设计、施工、运营等各方人员需要获取建筑信息时，例如需要图纸、材料统计、施工进度等，都可以从该模型中快速提取。

BIM技术的普及应用是当前工程建设领域里面的一件大事情。目前在建设领域的各个行业都已有成功的项目应用案例。将BIM技术应用于木结构领域，可在工程设计、施工组织以及项目维护等方面提供极大的帮助。

1 BIM与Revit

Revit是实现BIM技术应用的一款软件。BIM由三维CAD技术发展而来，但其目标比CAD更为高远，功能更为强大。如果说CAD是为了提高建筑师的绘图效率，BIM则致力于改善建筑项目全生命周期的性能表现和信息整合。实现BIM的方法，是通过计算机建立三维模型，将模型自动生成的信息与设计师、建造师、设备维护工程师以及业主所需要表达的所有信息存储在模型中，并与模型实时关联。继2002年2月收购Revit技术公司之后，欧特克即提出了BIM这一术语，并将“建筑信息模型(BIM)”作为其战略愿景，以探讨利用BIM技术提供更具效率和效能的流程，来支持、加速建筑行业的发展，同时也是为了将这种技术与市场上较为常见的3D绘图工具相区别。

目前多家软件厂商都有支持BIM应用的产品。面向建筑生命周期的欧特克BIM解决方案以Autodesk Revit软件产品创建的智能模型为基础，配合一套多个软件，实现强大的解决方案，以扩大BIM的效用，其中包括项目虚拟可视化和模拟软件，AutoCAD文档和专业制图软件，以及数据管理和协作软件。由此可见，Revit是BIM概念和理论的一个基础技术支撑，为BIM理念的实践和部署提供了工具和方法。

2 使用Revit创建木制框架墙

Revit为木结构设计提供了一些专门功能，以支持设计师以参数化方法进行木结构建筑工程设计。笔者以加拿大木业协会一幅资料图片为例（如图1所示）简要介绍使用Revit 软件创建一组木制框架墙的方法，图2是创建的木制框架墙模型示例。

图1 加拿大木业协会资料图片Fig.1 Canadian Wood Association publicity document

图2 创建的木制框架墙模型Fig.2 Wooden frame wall model

使用Revit软件创建模型，首先是创建一个新的“Revit”项目，如图3所示。这个Revit“项目”就是一个模型数据库，其中包括有三维构件，以及与三维构件关联的二维视图、构件属性、图纸表格等。

图3 创建一个新的“项目”Fig.3 Create a new “project”

然后按照以下步骤操作：

1) 创建基础，放置底梁，然后绘制一道墙体，如图4所示。

图4 绘制墙体Fig.4 Draw wall

2) 插入门窗，然后选中墙体，点击【Extensions】→【建模】→【木制框架墙】命令，打开“木制框架墙”对话框，如图5所示。

3) 在左侧边栏选择【竖框和外框】命令，在右侧界面中设置竖框的相关参数，如图6所示。

图5 打开“木制框架墙”对话框Fig.5 Open the wooden frame wall dialog box

图6 编辑竖框Fig.6 Edit the mullion

4) 选择【外部框架】命令，设置边柱和顶、底板类型，如图7所示。

图7 选择边柱和顶、底板类型Fig.7 Select the side column and the top and bottom types

5) 选择【开孔】命令，编辑门的开孔，设置开孔边框参数，如图8所示。

图8 设置门边框Fig.8 Set door borders

6) 选择【开孔】命令，编辑窗的开孔，设置窗开孔上部竖梃参数，如图9所示。

图9 设置窗上部竖梃Fig.9 Set the window jamb

7) 设置完成的门开孔边框和过梁，如图10所示。

图10 门开孔的边框和过梁Fig.10 The frame and the door lintel

8) 设置完成的门、窗开孔的上部和下部竖梃，如图11所示。

图11 门窗的上部和下部竖梃Fig.11 The upper and lower jamb

9) 替换门窗的材质为“木材”，如图12所示。

10) 创建木框架墙的墙面材质。可以通过“设置材质”功能将“基本墙”构造修改为“木夹板”，墙体厚度按照实际使用的木夹板厚度进行设定，这样就使墙体设计一步完成。基本墙的属性设置如图13所示；将基本墙修改为木夹板墙的【设置材质】功能如图14所示；木夹板墙体与木框架的三维剖视图如图15所示。

图12 替换门窗的材质为“木材”Fig.12 Change the material of doors and windows to "wood"

图13 基本墙Fig.13 Base wall

图14 木夹板墙设置Fig.14 Set wood clip wall

11）使用Revit的【数量/明细表】功能，生成木结构框架墙材料清单，如图16所示。

以上样例操作过程中，应用Revit的 Extensions（速博插件）创建了木结构框架墙，创建要点：首先创建一个基本墙体，插入门和窗，然后在 Extensions中设置为木制框架墙。与此同时，软件系统将自动统计材料用量，使用软件的明细表功能，即可生成木结构框架墙材料清单。

图15 木夹板与木框架Fig.15 Wood splint and wood frame

图16 木结构框架墙材料明细表Fig.16 List of wood structural wall materials

3 结语

Revit提供的木结构参数化设计功能还有【椽框架】、【框架生成器】和【屋顶桁架】，除此以外，还可以利用Revit碰撞检测功能对整个项目各个专业的构件进行碰撞检查、净高控制，以及进行木结构工程的施工工艺工法模拟、可视化技术交底、施工进度控制等。

Revit 能够很好地满足木结构工程设计施工等阶段的BIM应用需求，限于篇幅，笔者仅对使用Revit 软件创建木制框架墙作一简单介绍，希望为木结构设计中BIM技术的应用起到抛砖引玉的作用。

[1] 秦军. Autodesk Revit Architecture 201x建筑设计全攻略[M]. 北京:中国水利水电出版社, 2010.

[2] 席佳, 赵荣军, 费本华, 等. 木结构建筑的墙体组成简介[]. 林产工业, 2010, 37(2):45-47.