Revit参数化体块在概念方案中的应用

(广东省建筑设计研究院，深圳 518000)

引言

我国建筑行业正处于高速发展阶段，目前处于基础应用阶段[1]。目前建筑业BIM技术多运用于施工图与施工阶段，还未达到全过程应用的理想状态。随着当前建筑设计技术的不断升级与发展，BIM技术的应用也越来越深入。本文对BIM参数化应用在方案和项目室外风环境模拟及项目估算中的应用进行探索。旨在建筑概念方案阶段即实现投资估算与CFD模拟协同设计，减少后期返工，从根本上提高设计效率。

1 设计阶段对参数化的需求

1.1 参数化设计的需求

随着城市建设的不断加快，BIM技术在建筑全生命周期中的应用越来越广[2]。 建筑方案设计是建筑设计中最为关键的一个环节，是设计从无到有、去粗取精、去伪存真、由表及里的过程， 也是一个集工程性、艺术性和经济性于一体的创造性过程。传统方案设计的流程是以设计任务书作为输入条件，输入的条件如建筑容积率、建筑覆盖率、建筑面积、返还面积等。建筑师根据具体指标要求进行大概的建筑找型，之后进行立面及平面设计。多种限制因素导致的反复修改是方案找型号效率不高的主要原因，以往的建模方法较为落后，建模效率低[3]。 因此我们需要寻找新的方法去减少重复工作，提高方案设计的工作效率。

1.2 参数化设计软件的选择

BIM软件的选择是实现目标的首要环节，在选用过程中，应考虑以下因素作为选用的方法和程序：在适合企业自身业务需求的情况下，与现有资源的兼容情况：软件系统的稳定性和成熟度； 易于理解、易于学习、易于操作等易用性； 软件系统的性能及所需硬件资源； 是否易于维护和故障分析，配置变更是否方便等可维护性； 本地技术服务质量和能力； 支持二次开发的可扩展性[4]。

基于以上参数化需求，结合上下游设计人员软件习惯，我们最终选择Autodesk Revit软件作为参数化主要设计软件。

2 参数化在设计阶段中的应用价值

BIM由数字技术作支撑，在简化设计流程、计算工程算量、模型交付和检查、后期运维等方面发挥了极大的作用[5]。 在建筑设计概念方案阶段，使用下文将介绍的参数化体块的方法可以便捷地获得具体的经济技术指标(例如容积率、总建筑面积、绿化率等技术指标)。之后通过提取各个体块的数据和图形实现获取建筑经济技术指标、制作投资估算和进行项目室外风环境模拟。帮助设计师在方案阶段直观全面地了解经济技术指标及室外风环境等基础性问题，对该方案进行合理性进行评估，全局综合考虑。建筑师可以在找到符合经济指标、CFD模拟要求与合理投资估算的体块表达后再进行更深入的立面设计与平面设计，从而避免设计返工。

3 Revit参数化体块在概念方案阶段中的实施方法

3.1 Revit参数化体块模型与CFD模拟、投资估算软件迭代设计原理

设计师按参数化体块组合成的方案模型按图1的流程进行计算和模拟，我们可以快速得到三组数据，分别是经济技术指标、投资估算、场地CFD风环境模拟结果。之后通过不断修正输入参数达到参数的最优解，在得到最优解之后再输出成果，进行下一步平面设计。

图1 参数化流程图

3.2 Revit参数化体块导出经济技术指标原理

导入所需体块，通过赋予组成方案设计的各个体块相对应的功能信息(如办公、商业等)和期望的尺寸参数数据，使体块模型的功能属性、参数数据能够在Revit体块明细表中体现。之后各相交体块进行剪切命令，使每个空间只归属于一个体块。提取各体块数据至明细表并将相关数据导入Excel后通过数据关联和计算便可以得到具体的经济技术指标，从而使Revit参数化体块达到参与项目概念方案阶段设计的目的，具体应用流程如图2。

图2 Revit体块导出经济技术指标流程图

3.3 设计概念方案得到参数化的详细步骤

首先需要根据造型新建数个不同形状的“概念体量族”(如图3)，将体块族导入至项目中，输入参数让各个体块模型达到设计师想要的尺度，通过组合和剪切命令，设计师可以获得所需的项目整体外形(如图4)，之后赋予体块使用功能属性，为每个体块附上楼层参数和所需共享参数(如图5)，最后导出体块族的参数明细表(如表1)。 该方法不仅能确保族具有较高的可复用性，同时还能提高设计效率[6]。

图3 各个形状的“参数化体块”

图4 由体块组成的项目方案

图5 赋予体块各个功能属性后的方案

表1 本项目体块参数明细表

表2 本项目经济技术指标表

3.4 由Revit参数化体块得到经济技术指标的步骤

由3.3的步骤可得到参数化体块数据，将项目中所需要的技术指标如建筑容积率、建筑覆盖率、建筑面积、返还面积等套入写好公式的经济技术指标表格文件中，并使用Excel表格中的数据关联功能，即可得出经济指标结果(如表2)。

完成以上工作后，当我们再去调整建筑形体的时候只需修改各个体块的参数，导出明细表并覆盖之前数据就可以很方便地得出新的经济技术指标结果，效率上是明显高于传统方法中使用AutoCAD用Pline线框选面积的方法。

3.5 Revit参数化过程中所存在的优缺点问题及对策

优点：通过该方法可以快速得出项目计划经济指标，简单易学。

缺点：设计过程中需要根据造型及使用功能的不同，创建多个体块族，如长方体、球体、三角体、圆柱体等。

对策：关于需要创建多个体块族的问题，我们可以通过建立参数化体块模型库，在类似项目直接调用。Revit平台不同于传统设计软件的使用，只有设计人员整体提高软件熟悉程度、灵活运用才能更好地运用Revit软件的参数化功能。

4 Revit参数化体块求室外场地风环境和投资估算的方法

4.1 Revit参数化体块模型导入CFD软件关键步骤

由于Revit软件导出格式有限，无法直接对接CFD软件xflow，因此需要借助于AutoCAD做中转软件。将.rvt格式模型导出为.dwg格式模型(图6)，在AutoCAD软件中导出为.iges格式,最后在xflow软件中导入.iges格式的方案模型。

图6 AutoCAD平台中对体块模型进行中间格式转换

表3 本项目建设方案设计投资估算总表

利用CFD软件进行项目室外风环境模拟结果，可知该建筑方案的风速放大系数为1.55，符合绿色建筑设计规范。若风速放大系数过大，可在Revit平台中参数化调整各组成提料的尺寸，并重复上述步骤即可快速求得新的建筑方案的风环境情况，如图7。把结果以数据和影像的形式展现出来，使设计人员更加具体直观地看到此建筑的分析结果[7]。

图7 输入参数的体块模拟

4.2 Revit参数化体块模型导入Excel进行估算的关键步骤

利用上阶段Revit参数化[8]体块得出建筑项目中的各类经济技术指标，通过Excel中关联功能关联到对应公式中即可得到各类投资估算总数，实现数据传递[9]。其中表中的“经济指标(元/m2)”为定量，“数量(面积)”为自变量，“投资估算(人民币：万元)”为因变量，每次设计的迭代优化都只需更新变量即可自动求得投资估算。同时可以将投资估算表制作为模板，将下个项目的Revit参数化体块明细表关联进估算模板中即可方便求得该投资估算，并能解决以往投资估算人员因方案设计的修改导致重复计算的问题，估算成果如表3。

5 结论

建筑设计与建筑项目质量息息相关，同时也是项目施工图阶段与施工阶段的前提，重要性不言而喻。为了使建筑项目能够满足基本的建设条件，保证项目后期的工作能顺利进行，方案阶段的设计一定要符合项目所需求的技术指标，避免后期因为技术指标不达标或造价过高导致返工，同时也能节约设计人员的时间、精力，使项目能够在有效周期内按时完成，保证各方效益。

如果设计人员能利用好新一代软件，充分结合多个软件的优点，实现数据和图形的传递，将达到工作效率倍增的目的。很多项目的方案设计时间紧，工作量大，设计人员容易出现漏算、错算的情况，利用该方法可以很好规避以上问题，实现除基数输入工作外的参数化、自动化、电算化[10]。把复杂的工作交给计算机，同时也提高设计人员的设计效率。需要注意的是在实施该参数化设计的过程中，需要相关造价、绿建人员参与并提出专业意见，从而保证该项工作的有效性，使设计工作更加顺利。