基于Revit的面層模型參數(shù)化建模方法研究與應(yīng)用

羅遠峰

（廣州珠江外資建筑設(shè)計院有限公司）

1 引言

隨著BIM 技術(shù)在國內(nèi)的推廣和普及，項目的BIM 應(yīng)用也越來越深入，對BIM 的要求也越來越高。國內(nèi)一些企業(yè)和軟件公司開始對BIM面層模型的建模和算量進行了實踐及探索[1-6]。

本文針對Revit 中的面層模型參數(shù)化建模進行研究，分析了其實現(xiàn)原理，利用Autodesk Revit 軟件的二次開發(fā)接口，開發(fā)了面層模型參數(shù)化建模軟件，并在項目中進行了實踐。

2 面層模型

2.1 面層模型簡介

在BIM 模型中，面層模型通常包含但不限于墻面層、樓地面層、天花面層、防水面層、木模板面層、涂料面層和其他材料面層等，通常根據(jù)構(gòu)件的外露表面來創(chuàng)建[7-8]。

2.2 面層模型應(yīng)用

BIM 面層模型可應(yīng)用于輔助算量、輔助現(xiàn)場管控和施工技術(shù)交底等方面，具體如下：

1）輔助算量

傳統(tǒng)算量方式的結(jié)果非常依賴算量軟件，核對比較困難。通過建立BIM面層模型，將“量”可視化，技術(shù)人員可以通過點選或框選面層模型來獲得所需的量，核對非常簡便。

2）輔助現(xiàn)場管控

利用BIM面層模型可以獲得各層、各區(qū)域、各房間相關(guān)材料的用量，輔助現(xiàn)場管理人員對施工作業(yè)面劃分、材料領(lǐng)取、堆放等進行管理，合理分配資源。

3）輔助施工技術(shù)交底

通過BIM 面層模型，管理人員和施工人員可以更好地理解設(shè)計效果和施工方案，避免理解偏差導(dǎo)致返工。

2.3 面層模型建模存在的問題

在Revit中，面層模型的建模主要有軟件功能不適用、手動建模困難、面層數(shù)量非常多等問題[9-10]，具體內(nèi)容如下。

1）軟件功能不適用

在Revit中，墻體和樓板可通過“編輯類型>結(jié)構(gòu)>核心邊界”來添加的層，但該層不是獨立的構(gòu)件，無法用于統(tǒng)計量、工序模擬等操作，而且修改起來非常不方便。

2）手動建模困難

手動創(chuàng)建面層時，垂直面層通常使用墻體來代替，水平和斜面面層使用樓板來代替，這種做法容易影響原來的墻和樓板。而且，當(dāng)墻面存在洞口和門窗時，手動調(diào)整輪廓很煩瑣。另外，斜樓板面層建模也十分困難。

3）面層數(shù)量非常多

一般項目的面層模型，數(shù)量非常多，人工繪制工作量巨大，效率非常低。

3 面層模型參數(shù)化建模

3.1 軟件基礎(chǔ)

Autodesk Revit是Autodesk公司的軟件產(chǎn)品，是我國建筑業(yè)BIM應(yīng)用最主流的BIM應(yīng)用軟件之一。另外，Revit 具有很好的擴展性，提供了完善的二次開發(fā)API 接口，可供用戶自行開發(fā)具有針對性的插件集。

在Revit 中，DirectShape 是一個類，可以設(shè)定不同的Category類別和Name名稱，而且創(chuàng)建的Direct-Shape模型與原有模型不會有連接關(guān)系，非常適用于創(chuàng)建面層模型。

3.2 參數(shù)化建模流程

利用Revit二次開發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)參數(shù)化面層建模的流程圖如圖1所示，具體實現(xiàn)流程如下。

圖1 面層參數(shù)化建模流程圖

1）獲得需要生成面層模型的構(gòu)件：可在Revit模型中單選構(gòu)件，或者框選多個構(gòu)件。

2）遍歷構(gòu)件，獲得構(gòu)件的所有面并處理：遍歷選擇的構(gòu)件，利用構(gòu)件Solid.Faces 方法來獲得構(gòu)件所有的面；同時過濾掉無須的面，例如生成木模板面層時，過濾頂面和底面。

3）遍歷處理后的面，拉伸創(chuàng)建Solid：遍歷處理后的面，根據(jù)該面的輪廓和法向量拉伸創(chuàng)建Solid，拉伸值為面層模型的厚度。

4）將Solid與周邊構(gòu)件進行布爾運算：獲得差集后的Solid。當(dāng)差集后的Solid的體積大于零時，則該面有外露表面，為有效的面。

5）創(chuàng)建DirectShape 類型的面層模型：根據(jù)差集后的Solid，創(chuàng)建DirectShape 類型的面層模型，并設(shè)置面層模型的名稱、材質(zhì)、面積、體積等屬性。

3.3 參數(shù)化建模注意事項

在利用Revit 二次開發(fā)實現(xiàn)面層模型參數(shù)化建模過程中，由于Revit 軟件及其API 存在功能缺陷，以及土建模型存在建模不夠準(zhǔn)確等情況，有許多需要注意的地方（見表1），由于文章篇幅有限，僅能展示部分內(nèi)容。

表1 面層模型參數(shù)化建模注意事項（部分）

4 面層模型參數(shù)化建模軟件

4.1 功能簡介

本文利用Revit二次開發(fā)技術(shù)，根據(jù)上述參數(shù)化建模方法，開發(fā)了一套面層模型參數(shù)化建模軟件，其能夠根據(jù)用戶預(yù)設(shè)的參數(shù)信息，自動在Revit中創(chuàng)建面層模型，有效地提高了面層模型的建模效率。

4.2 軟件功能

面層模型參數(shù)化建模軟件包含“模型扣減”、“房間面層”、“防水面層”、“木模板”等功能（見圖2），功能描述如下：

圖2 軟件界面

模型扣減：根據(jù)用戶設(shè)置的扣減規(guī)則，調(diào)整模型中構(gòu)件的扣減順序。

房間面層：自動識別房間內(nèi)的外露表面，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則創(chuàng)建墻面層、樓地面層和天花面層，并利用共享參數(shù)記錄面層信息。

防水面層：通過拾取房間，獲得需要做防水的區(qū)域并創(chuàng)建模型，同時利用共享參數(shù)記錄面層信息。

木模板面層：獲得結(jié)構(gòu)構(gòu)件的外露表面，與相交構(gòu)件進行扣減，計算獲得模板面層，并利用共享參數(shù)記錄面層信息。

5 工程應(yīng)用

5.1 工程概況

某文化綜合體項目，總用地面積2.565 萬m2，總建筑面積8.934萬m2，地上24層，地下2層，建筑總高度100m。項目BIM模型如圖3所示，其中結(jié)構(gòu)構(gòu)件約有7143個，建筑構(gòu)件約有4074個。項目是BIM正向設(shè)計項目，利用BIM 模型完成了從方案設(shè)計到施工圖設(shè)計的全過程。

圖3 項目BIM模型

5.2 輔助軟件應(yīng)用效果

項目利用面層模型參數(shù)化建模軟件完成了模型面層建模和部分房間面層建模。

1）模型面層建模共生成35127 個模板面層模型（見圖4），模板面積合計為18.53 萬m2（該結(jié)果是根據(jù)結(jié)構(gòu)外露面獲得的實際面積，不含損耗部分），耗時約35min，相比人工手動建模，效率快很多。

每個面層模型均包含面層面積、面層體積、所屬構(gòu)件ID、所屬標(biāo)高等信息（見圖5），可根據(jù)需要進行分層、分類別進行統(tǒng)計，操作非常靈活，能夠很好地輔助現(xiàn)場人員對模板進行管理。

2）房間面層功能主要應(yīng)用于地下室、辦公區(qū)域、走道、衛(wèi)生間、電梯廳等區(qū)域的面層建模。首先利用Revit的房間功能劃分各個區(qū)域，其次執(zhí)行房間面層命令，再次在設(shè)置窗口中（見圖6）設(shè)置房間內(nèi)天地墻的面層信息，最后即可自動生成房間內(nèi)的面層模型。

圖6 面層設(shè)置窗口

經(jīng)過項目的應(yīng)用，初步評估房間面層建模效率可提升一倍以上，可大大節(jié)省面層的建模時間，而且利用房間面層模型，可以獲得相應(yīng)的量，能夠為現(xiàn)場精細(xì)化管理提供數(shù)據(jù)支撐。

6 結(jié)語

本文通過分析BIM模型中的面層模型及其存在的問題，對Revit中實現(xiàn)面層模型參數(shù)化建模進行深入研究，并結(jié)合Revit 二次開發(fā)技術(shù)，研發(fā)了一套面層模型參數(shù)化建模軟件，并在工程項目中進行實踐，得出以下主要結(jié)論：

①在Revit中，能夠利用Revit二次開發(fā)API接口實現(xiàn)面層模型參數(shù)化建模，DirectShape 模型也非常穩(wěn)定，不僅創(chuàng)建速度快，而且與相鄰構(gòu)件不存在連接關(guān)系，很好地解決了面層建模困難等問題。

②由于Revit 面層模型的量是根據(jù)外露面獲得的實際量，不含損耗部分，所以與業(yè)內(nèi)專業(yè)算量軟件獲得的量有偏差，但是Revit 面層模型具有量可視化、便于核對和統(tǒng)計形式多樣等特點，能夠更好地為現(xiàn)場精細(xì)化管控提供數(shù)據(jù)支撐。

③面層模型參數(shù)化建模軟件能夠有效提高設(shè)計人員的建模效率，節(jié)省大量的人力和成本。