Revit在汽车工厂总图设计中的应用探索

■ 机械工业第九设计研究院有限公司 赵锐 柳林 滕继东

近年来，随着汽车行业的转型升级以及建筑信息模型（BIM）技术的应用与发展，行业企业纷纷在数字化领域布局。数字化汽车、数字化企业、数字化客户，成为汽车行业数字化转型的方向。近年来，国家相继发布了关于BIM的系列标准，规范了BIM技术的应用，为BIM技术的推广打下了坚实的基础。在全国各地重点项目的设计、施工评标中，对具有BIM技术应用能力的企业给予加分，部分重点项目明确要求必须使用BIM技术进行全过程设计、算量并提交完整的技术成果。各地政府也相继发文，大力推进BIM技术在工程设计、施工和运维过程中的应用，BIM技术日益成为设计单位、施工单位及运营管理部门的主要生产和管理手段之一。

目前，行业内各个设计院在总图设计中还没有一套完整的BIM正向设计解决方案，多数是以Civil 3D、Map 3D、Sketch UP、Infraworks等软件进行穿插协作设计。由于应用软件繁多、没有统一接口，导致数据传递受阻，且模型属性信息无法随模型导入其他软件中，无法进行厂区的土建算量和完整施工图出图。总图设计是一个涉及多个专业的系统工程，与建筑、水、电、动、暖、通讯等专业紧密相连，在各专业之间建立一个统一的BIM设计平台进行协同设计工作势在必行。当前，土建、公用各专业多应用Revit软件进行BIM正向设计。如何利用Revit软件进行总图专业BIM正向设计，也是机械工业第九设计研究院有限公司的重点突破对象之一。经过近几年的BIM及总图的数字化研究、开发及应用，公司在汽车工厂总图设计方面总结出一些应用经验及使用技巧，希望通过此文与各设计院、数字化公司进行交流与分享。

BIM技术与Revit

BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数字化工具，主要用来形容以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。Revit是Autodesk公司专为BIM构建的，可帮助建筑设计师进行设计、建造和维护高质量、高能效建筑产品的一款设计软件。

Revit项目场地设置

创建Revit红线图

红线图是指城市道路用地规划控制线，包括用地红线、道路红线和建筑红线。

如何创建Revit红线图？拿到CAD红线图后，需要对DWG图纸进行整理，将图纸的中文、特殊符号、绿化图形等相关内容删除，并将无用的图层进行删除、合并，保留图纸中的红线图形、原始地貌等高线图形。接下来，确定红线图的计量单位，一般总图设计的单位为米，并且城市坐标系也是以米为单位，只有明确计量单位信息，导入Revit的图纸才能正确地标记出红线交点坐标和建筑物轴线交点坐标。

导入CAD图纸的具体设置见图1，图纸导入工作完成后利用建筑红线工具将红线图进行描绘（图2），描绘的图形必须是完全闭合的，否则软件无法自动计算面积，描绘时可以利用Tab按键对草图线进行选择。如果出现的是实心点，说明此处存在闭合问题；如果出现的是空心圆，则说明线型已闭合。

图1 导入设置面板

图2 建筑红线工具

检查坐标、设置场地高程

值得注意的是，建筑红线创建完成后，需要对交点坐标进行复核。如果红线交点坐标不准确，会直接影响后期结构桩基图的准确性。大型工业建筑上百根桩基很普遍，费用动辄几百万至上千万，所以红线交点坐标的确认工作必须严格执行。

在Revit中，需利用项目基点和测量点工具对红线的四个交点坐标进行测量、定位，并与CAD原始红线图的坐标进行比对（图3）。如果出现误差，则需要利用项目基点工具对坐标进行矫正（图4）。

图3 开发区红线图

图4 矫正红线坐标

在项目基点工具中有一个高程数值，这个数值可理解为项目场地某一基准点的高程。在实际工作中，可以利用某一建筑物的室内地坪标高或场地初平的标高作为项目基点的高程数值（图5）。

图5 涂装车间地坪标高±205.20

调整红线图角度及视图比例

正式绘图前，需要对红线的角度和图纸比例进行调整，带有角度的红线图不利于模型的绘制（图6），可利用旋转项目北工具对红线的角度进行旋转，且旋转完成后红线交点坐标的数值不发生改变（图7）。对于大、中型工业总图项目，我们通常使用1：500和1：1000两种视图比例。

图6 建筑红线图

图7 旋转项目北

绘制围墙红线

对于工业总图来说，围墙线是一个重要的设计条件。某些特定的项目会利用围墙线内的数据作为分母，进行厂区经济技术指标的计算工作。利用自主开发的BIM Magician V1.0建筑红线修改工具，可以拾取原有红线，并按照一定的数值进行偏移。绘制完成后，需确保图形是闭合的（图8），在BOM表中可以对不同的红线面积进行统计。

图8 围墙红线

Revit项目场地建模

建筑地坪建模

总图方案设计初期，需根据工艺、建筑专业所提的资料在Revit中进行简单布局设计，利用BIM Magician V1.0场地建模工具绘制出建筑物的长和宽，并依据《工业企业总平面设计规范》《民用建筑设计规范》《建筑防火规范》的要求对建筑物的安全距离进行调整，对人流、物流进行分析（图9），在场景中利用BOM表工具可以查看当前项目的建筑系数、总占地面积等经济技术指标，使总图设计师对方案合理性的把控更加准确、高效。

图9 场地快速布局

绿化带、散水坡、路边石、人行道建模

利用BIM Magician V1.0绿化带建模工具，可以快速绘制建筑周边的绿化带、散水坡、路边石、人行道模型（图10），并且可以调整所有构件的线性颜色和填充样式，利用BOM表工具可以查看绿化带、散水坡、路边石、人行道的单体面积、总体面积等经济技术指标。

图10 绿化带建模

停车位建模

停车位数量在汽车工厂设计中是较为重要的数据之一，通常需要根据产能的数据对厂区内的成品车停放场的面积进行规划，至少需要满足两个星期的成品车存放量。利用停车位建模工具，可快速完成停车位的建模（图11），并且通过BOM表即可统计厂区内员工停车位、成品车停车位的数量和总占地面积。

图11 停车位建模

道路建模

在方案阶段，只需要将道路模型按照同一高程建立即可（图12），通过BOM表可快速统计当前不同材质的道路面积，如混凝土道路、沥青道路、砖石道路等。

图12 厂区道路建模

Revit图纸标注

建筑地坪建模过程中，应在属性中赋予车间名称。有了这部分数据，就可以利用全部标记功能将所有建筑物的名称统一标记出来，利用BIM Magician V1.0的批量标注工具可将总图中的半径、建筑物高程点和轴线交点坐标一次性标注出来（图13）。

图13 快速标注

绘制道路中心线

利用BIM Magician V1.0道路中心线工具对厂区道路的中心线进行绘制，绘制之前需要对道路中心线的线型、颜色给予正确的设置（图14）。

图14 绘制道路中心线

场地绿化布置

BIM Magician V1.0配备了景观绿化模块，满足绿化设计对树种族的需求，并且在BOM表中可以对树种的名称、产地、高度、数量、价格进行统计（图15），极大地提高了厂区绿化设计的工作效率。

图15 景观绿化明细表

道路竖向设计

存在的问题

在Revit中，厂区道路竖向设计还无法实现自动化，因场地信息过于复杂，建筑物室内地坪、散水坡、绿化带、人行道、路边石、道路之间有着千丝万缕的联系，通过一组数据去调动一连串数据的修改，其中涉及到的算法过于复杂。同时，由于Revit中的模型算法也是由点、线和面组成的，不同高程的点越多，带来的线就越复杂，复杂的线无法构成平滑的曲面，需要通过二次开发去深入解决。

插入道路高程点信息

依据城市道路高程点测绘资料，图纸中进行定位并插入高程点，此处输入的信息应当为项目基点与此点高程的差值，多个高程点信息可组成一个面域，点与点之间的坡度可进行注释。若想得到带有正确坡度信息的道路模型，需要插入足够数量的点，最终效果如图16所示。

图16 局部道路最终效果

道路与绿化带的衔接

竖向设计不仅关乎道路的竖向问题，绿化带、广场、停车场模型也需要通过竖向设计进行衔接，否则模型之间必然会断开（图17）。在平面中定位断开的位置，将模型结合点处添加高程点，此处的高程点数值应相同，最终效果如图18所示。

图17 绿化带与道路断开连接

图18 道路与绿化带模型重合

关于绿化带的覆土体积

利用BIM Magician V1.0创建的绿化带模型，可获取其体积数据用来计算绿化覆土体积（图19）。模型表面可以为其添加多个高程点，多个高程点信息形成一个曲面，用来模拟绿化带的坡度变化，坡度数值可以进行标注。

图19 计算绿化带覆土体积

表面的填充样式可通过材质和过滤器工具对齐进行修改，但当模型表面赋予了曲面信息后，表面的填充样式会出现显示错误。这种错误源于不同方向的模型表面法线变化，由于Revit本身不具备独立的UVW贴图编辑器，可利用BIM Magician V1.0的快速填充工具来解决，自动识别绿化带模型的草图边线，并通过覆盖的方法对其纹理进行填充。

结语

本文主要介绍了Revit软件在汽车工厂总图设计中的应用，展示了BIM技术在工业总图设计不同设计阶段的应用技法与成果。BIM技术的应用，在有效提高总图设计的可行性、科学性、准确性、可视性的同时，也存在一些问题，如道路模型曲面平滑显示的问题、布置高程点数量太多导致工作量骤然增加等。带着这些问题，机械工业第九设计研究院有限公司将继续深入研究探索，力争早日实现建筑工程全专业BIM协同设计的美好愿景。