基于Revit软件和Dynamo可视化编程的地铁车站通风系统正向设计

李扬

（中铁第四勘察设计院集团有限公司 城市轨道与地下工程设计研究院，湖北 武汉 430063）

1 概述

Revit软件是由Autodesk公司开发的BIM三维建模软件，可提供更全面丰富的建筑数据和更直观形象的建筑信息，进而帮助工程设计人员提高工作效率。当前，在地铁车站通风空调设计中，Revit软件主要用于二维CAD图纸的翻模，其作用仅限于辅助设计和校核图纸，属于逆向设计，设计阶段耗费时间长；在施工阶段属于表面化应用，不能真正落地发挥实效。而事先建立BIM三维模型，再导出或剖切出二维图则属于正向设计，才能充分发挥BIM的技术优势［1-3］。

正向设计对于大规模推广BIM技术尤为重要，需在BIM软件基础上进行相关开发，以满足暖通专业的设计需求［4-5］。Dynamo作为一款可视化编程软件，具有功能强大且易学易用等特点，可为包括Revit在内的一系列Autodesk软件实现功能拓展，帮助设计人员用程序代替重复性工作以提高设计效率［6］。Dynamo节点由输入接口和输出接口组成，输入接口指定要处理的数据，通过输出接口获取处理结果，可实现用户的特殊需求［7］。

目前还没有适合地铁车站通风系统设计的通用参数化工具，即在Dynamo平台中通过连接节点调用建筑模型信息和参数化族类型进行数据逻辑处理，形成一个可执行的程序［8］，该工具将在地铁车站通风空调设计中具有良好的应用价值。在此，基于Dynamo可视化编程平台开发面积读取、通风量计算及赋值和自动编号等功能的参数化工具，通过调用相应程序和输入相关参数便可快速自动地进行正向设计。

2 设计流程

地铁车站一般为地下2层车站，其中地下1层为站厅层，地下2层为站台层。地铁车站站厅、站台等公共区的通风空调系统一般称为大系统。车站两侧的人员及设备用房通风空调系统称为小系统，以下以小系统通风设计为例，详细阐述基于Revit软件和Dynamo可视化编程的正向设计流程。

2.1 创建中心文件

在实际生产设计过程中，不论是二维还是三维，风水电等专业的图纸绘制都是基于建筑、结构模型开展。Revit正向设计的一个显著优势为：各专业在本地文件完成建模后，实时同步至同一个中心文件，可大大减少各专业之间配合的工作量，实现了信息共享。

以暖通专业为例，创建机械样板文件后，链接Revit建筑底图，利用“协作”功能将文件在网络上进行共享，共享后图纸即可由多人分工合作进行设计，从而提高设计效率。

2.2 通风量计算及赋值

在设计中，房间通风量一般通过换气次数来计算，通风量=换气次数×房间体积。在层高已知情况下，得到房间面积和换气次数即可计算房间通风量。

2.2.1 房间换气系数赋值

利用Revit软件对房间进行分区后，首先用Dynamo对不同房间进行换气次数的赋值，赋值流程见图1。具体步骤如下：（1）利用Python对“房间名称”列表进行循环；（2）对给定的“换气次数对应房间简称”列表进行循环；（3）若步骤（2）包含在步骤（1）内，将换气次数及房间简称列表的第1位进行赋值并输出。通过上述流程，即可将不同房间所需的换气次数赋值并进行之后的通风量计算。

2.2.2 房间面积提取及通风量计算

通过Revit对房间进行分区后，房间面积数据便存储在房间信息内，利用Dynamo中的categorie模块对Revit中的所有图元进行搜索提取，通过分区名称筛选出需计算通风量的房间后即可提取出房间面积，其流程见图2。随后，通过房间面积与已赋值的换气次数计算得到所需房间的通风量，其流程见图3。

图2 房间面积提取流程

图3 房间通风量计算并赋值流程

2.3 风口风量赋值及尺寸调整

完成房间通风量计算并赋值给房间后，下一步是在房间内进行合理的风口布置。通过程序将空间风量及风口数量提取出来，相除得到单个风口的风量。在此要注意房间空间的高度设置，风口需放在房间实体空间内，否则无法识别。风口风量赋值流程见图4。

图4 风口风量赋值流程

赋予风口风量后，根据风量对风口尺寸进行调整，由于Revit风口族中没有风速参数，需添加风速以便通过风速来合理调整风口尺寸。风口风量赋值流程见图5。

图5 风口尺寸赋值流程

2.4 风管系统风速校核

通风系统设计中，考虑到沿程阻力、噪声等因素的影响，对于不同类型风管有不同的风速限值要求，因此在完成风管绘制后需对风管风速进行相应校核。

利用DT命令绘制好通风管道并将已设置好风量、尺寸的风口连接至风管上后，在Revit软件“分析”功能下建立风管明细表，通过设置不同颜色直观地显示风管风速（见图6），再根据明细表对照平面图修改风管尺寸，保证风速满足要求，且尺寸变化不会影响风管的连接［9］。

图6 风管风速显示

2.5 风管附件自动编号

地铁车站通风系统设计中，风管附件尤其是阀门的编号往往复杂且繁多，会耗费设计人员大量时间和精力。在此，通过Dynamo编程，为图纸上的阀门等风管附件进行自动编号。基本思路及步骤如下（以阀门为例）：（1）提取Revit中所有阀门；（2）通过系统名称、系统分类等特性筛选阀门；（3）通过标高区分站厅、站台层阀门，筛选后通过程序设定标注顺序。获取图元坐标后，通过标高（Z坐标）对阀门进行分类，分别排序后再组合成图元列表（见图7）。（4）根据阀门类型设定初始值；（5）通过程序汇总得到相应标注值，并将其赋给阀门；将阀门名称、阀门编号及阀门数量进行整合后（见图8），通过Python程序获取阀门整合值并形成正确的标注值赋给阀门。

图7 阀门筛选及排序

图8 相关编号整合

2.6 阀门明细表制作

完成阀门编号后，为便捷清晰地将阀门尺寸、编号等数据展现出来，阀门明细表的制作便显得尤为重要。具体操作方法如下：首先在阀门族中创建H、W两个共享参数，将风管的高度和宽度提取出来，再创建1个合并参数“阀门尺寸”，将H、W组合起来（见图9）。最后制作阀门明细表，将各参数按指定顺序排列好即可生成所需的明细表（见图10、图11）。

图9 创建合并参数

图10 利用合并参数创建明细表

图11 阀门明细表示例

3 结论与展望

以常规地铁车站通风系统设计过程为例，提出基于Revit软件和Dynamo可视化编程的地铁车站具体设计思路和设计方法，并借助Dynamo程序实现部分绘图过程的自动化，从而提高BIM正向设计效率。目前，暖通专业BIM正向设计还未能完全实现，但随着技术进步，BIM正向设计势必结合相应辅助编程程序，发展为自动化绘图全生命周期设计。