基于Revit软件的建筑设计应用与实践

邓于莘 沈宇航

（闽西职业技术学院 福建省龙岩市 364000）

在国家进一步推进建筑装配化的当下，其发展离不开计算机设计软件的应用。在不断发展中，越来越多的相关软件层出不穷，都是为了更加便捷和高效实现建筑信息化。BIM（Building Information Modeling）建筑信息模型作为建筑行业的信息化，逐渐深入建筑领域，包括从建筑设计、施工、运维等建筑的全生命周期，将建筑信息整合于一个三维模型数据库中，方便各环节的协同工作，有效的提升工作的效率，节省人力物力。可视化、参数化、仿真性、数据分析等优点，为工程建设过程提供了许多便捷，让各种复杂的问题能够迎刃而解。

传统的二维图纸所呈现出来的空间信息是相对抽象的，这必然是需要有一定专业基础的人员才能进行识读且各个专业的图纸也对口的专业人员才能准确识读。图形化的空间信息会限制人们对其所要表达内容的了解和深入，如果将其转化成三维可以更加直接的呈现出空间信息，为其提供了较为可视化的展示空间，让人们对抽象难懂的空间信息能够直观读取。建筑图纸当中所传递的空间信息往往是较为复杂且抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，以二维的图纸进行空间的想象分析是有一定的局限性和困难性的。且由于三维数据本身就可以降维到二维，同样能够应对各种不同的需求。

Revit系列软件主要是围绕着BIM来构建的，它的各项功能是为建筑专业“量身定做”的，它可以同步的将你所绘的二维图纸转为三维建筑模型视角。在三维建筑模型当中可以更加直观的发现二维图纸中难以发现的各类矛盾，实现建筑信息模型的可视化和直观化。同时它也可以进行工作共享，允许团队多名成员同时处理同一个建筑信息模型，可最大化的为到建筑设计师、建造师、造价师等提供便利。当模型建立完成，可以导出各种图纸如平面图、立面图、剖面图、三维效果图以及明细表等，这些信息都是来自同一个建筑模型的信息数据库。Revit将会收集模型各个专业方向的相关信息，并且同步这些信息。它的参数化运行，可以兼容于不同的领域对BIM的工作需求。

1 建筑设计应用Revit建模的原因

建筑设计由手工绘制二维施工图搭配手绘效果图发展到运用计算机CAD软件进行二维设计和计算机软件3DMAX进行效果图制作,到建筑信息模型的推广，将二维和三维结合设计。这个漫长的过程当中，逐渐向着更加便利于设计师的方向发展。BIM的正向设计通常是指运用Revit软件进行“先协同建模，后整体出图”的设计模式。主要在建筑、结构、设备等各建筑专业设计师运用Revit软件运用三维建筑模型的协同设计，通过模型可以直接得到所需的二维图纸、效果图、造价报表等。

传统的二维平面在设计过程中很难发现一些潜在的矛盾，也很难迅速意识到一些想法在实际建设过程中的不可实施性，同样在这个过程中也需要建筑设计师反复的推敲和修改。如图1，对楼梯构件的设计当中，传统的二维设计，并不能直观的对楼梯的踏步高度已经踏步数进行合理的定值，相对于在三维模型视图当中的正向设计，二维设计需要设计师耗费更多的时间和精力。运用BIM技术进行正向设计，可以运用三维的建筑信息模型进行对设计的构思，减少在二维设计过程中花费的时间和精力，能更加直观的在设计过程中发现问题，也可以与其他专业的设计师协同设计，设计过程能互相指出彼此设计中可能会出现矛盾的问题。在对建筑物的设计、建造和维护等方面能起到效率提升、质量提高的效果。

图1：楼梯的二维图纸和三维Revit模型

我国虽然引进 BIM 技术的时间很长，但是并没有在很大程度上去改变基本的建筑行业情况，在建筑的设计、施工等方面依然是以较为传统方式为主。但是建筑设计方面显然更加需要三维信息模型的帮助。现在正处于传统二维设计走向基于BIM的正向设计过程中的重要时期，最好的方法就是能在二维设计的基础上提供三维视图的参考。而Revit系列软件能够较好的解决更新换代的兼容性问题，他能将传统的基于CAD系列软件的二维图纸链接到三维信息模型当中，在二维图纸的基础上进行信息建模，这种方式也较好的解决了走向BIM正向设计过程当中出现的各种矛盾。而且运用Revit进行建筑设计，其所需的各种构件如：梁、板、柱、墙等都可以使之自带信息量。这在后续的各专业协同设计中，可以更加直观的接收到这一系列的信息，也方便了最后明细的生成。且相较于平面输出的建筑图纸，三维的建筑出图更具有直观性、可视性和真实性。可以更加直接的让业主明白设计师的想法，提升了建筑设计整体的效率，如图2。

图2：三维Revit模型

2 Revit软件的操作特点

Revit软件的使用过程当中，有较多的操作是与以往通过二维图形软件所不同的。他的绘图模式是基于BIM技术的三维模型，模型和图纸之间存在着密切的关联性。参数化的工作模式下，在同一个信息模型中的多专业协同设计，所有的数据会随着其中一方的修改而修改，节省了大量的人力和物力。同时Revit软件也为建筑方向的设计提供了强大的工具，如在结构设计和建模中，它可以将复杂材质的物力模型和可单独编辑的模型进行集成，同时也为一些常用的结构分析软件提供了双向连接的可编辑接口。不仅能在结构施工前期进行模型可视化和施工模拟，也可以在早期设计当中及时发现矛盾之处并做出明确的修改，最大限度的减少在建筑结构设计上的一些问题，同时也能协助其他专业来更好的进行工作。例如在后续的结构造价当中，Revit软件也同样能够实现对常用计算软件的信息双向传输，极大的促进了各专业之间的互相协调。节约了结构设计师学习多种建模工具的时间、省去了造价师在计算软件中进行重复建模的复杂工序，实现了基于一个模型就能够运用在各个建筑专业上的参数化模式，提高了建筑项目的整体效率同时也加强了各团队之间的互相合作。

同时Revit软件还提供了信息模型中建筑、结构、设备等所需的大部分建筑图元，这类构件的应用是传统二维绘图软件所不带有的，该图元也称之为“族（Family）”，是构件建筑信息模型的基础单元。如梁、板、柱、墙、门窗等构件在Revit软件的安装目录当中会自带有不同类型的族。但是由于不同工程当中会有对这些构件有着不同的需求，而软件自带的构件类型不能够满足时，设计师就可以通过各种参数化条件进行构建工程所需的一些“族”构件，并能在之后的其他工程的设计当中进行循环使用，也可以根据不同的情况进行参数的修改。如图3，设计师可以根据自己的需要在Revit软件提供的模板中通过拉伸、融合、旋转、放样等命令进行自定义修改，进行创建满足工程需求的新构件。

图3：族的创建

同时软件自带的一些主体构件和族构件无法满足设计需求时，也可以在内建模型内对一类有特殊尺寸和构造要求的构件以及一些形状复杂奇特的非常见构件进行自主创建。如图4，并根据不同构件的类型选择相应的族类别和族参数的模板直接在主体模型中内建设计师所需要的模型构件，可以更加直观的观察和对比设计出的构件与主体模型的适配程度，能够及时且直观的判别改设计想法的可行性和实用性。

图4：内建模型的应用

3 运用Revit软件正向设计的难点

设计作为工程建设和实施的最初阶段，也是较为重要的一个环节，传统的二维平面设计，很难让人直观的去理解一个建筑设计作品，作为业主也大部分只能等到建成之后才能对建筑物的体量和外观有整体性的了解。作为设计师来讲在设计过程当中需要在自己在脑海中一次次的模拟自己的作品和想法，这相对于直观的三维模型也需要耗费大量的精力。在近几年来运用BIM技术的三维设计也逐渐成为大家的熟客。但是大部分的项目虽然在设计阶段就已经在运用BIM技术了，但是绝大多数的项目当中BIM技术运用和建筑设计之间并没有存在紧密的结合，建筑项目的设计和BIM技术的应用是有着先后之间的关系的，两个过程分开实施。建筑设计师在进行建筑项目的设计完成后输出一套完整的建筑施工图之后，由BIM绘图工程师进行已输出的建筑施工图进行BIM信息模型的搭建，业界将这个过程成为“翻模”。在信息模型搭建完毕之后，各专业人士再基于Revit软件进行对建筑模型的项目优化和问题查摆，并准确的收集已存在的问题对建筑设计师进行问题反馈，提出设计变更后在进行对图纸的修改。

目前基于二维图纸设计成果的BIM技术应用，并不能发挥BIM技术的许多优点，不过也在一定程度上对建筑设计起到了辅助作用。Revit软件的不同专业协同合作，可视化功能以及各个平面与三维效果图之间的同步设计修改等技术并没有很好的得到应用。要充分的发挥起BIM技术在设计阶段上的作用，就是要逐渐将常见的“翻模”辅助设计推向基于BIM技术的正向设计。不止在建筑、结构方面的设计可以做到，在水电管线综合、设备预留预埋等多个专业的设计当中都能做到。不过在多个专业的协同合作设计的模块中，各个领域和专业也都在尝试和磨合当中，这也是需要大量的实践和试错才能充分运用该功能，如果能将这项工程运用到正向设计的过程当中，无疑会增加项目设计的效率，也减少了各专业之间的互相协调。且对于一些传统的设计师来说，并没有很熟练的掌握Revit等一系列基于BIM技术的软件。对于传统的二维设计方法反而会更加促进他们的思维模式，面对三维的正向设计也需要不断的摸索和转变思路。需要项目设计人员有较强的适应性和抗压性并加强对BIM系列软件的理解和运用，这个逐渐更迭换新的过程也会比较漫长。随着科技便民的发展，大部分设计师也会对三维正向设计进行学习和运用，不过企业对于其的组织推广较为薄弱没有实质性进展。基于BIM技术的正向设计对于建筑设计具有很大的帮助和价值，但是这个过程实施起来较为困难和漫长，需要企业和设计师的共同付出巨大的努力才有机会将其成为趋势。

4 在建筑设计过程中的具体应用

以闽西职业技术学院教学实训大楼为例，学校与恒亿集团进行合作，由设计方提供初步的完成阶段图纸。由企业进行根据二维设计图纸的完成BIM信息模型建模，基于同一个模型进行建筑、结构、设备等不同专业的三维信息模型创建。并在建模的过程当中寻求和解决基于同一个信息模型的不同专业协同合作的问题，并在不断的实践当中得到了一定的成效。通过建筑、结构两个专业协同合作建模的过程当中也发现了一些问题，比如建筑、结构之间的一些数据矛盾以及位置冲突，梁柱的位置和标高不同、板面标高降板有误等一系列问题。BIM建模团队发现问题并及时反馈给设计方进行修改和变更，在整个建筑项目当中起到了可视化、直观化的作用，建模团队在建模过程当中可以直接的发现问题的所在，检查建筑结构之间存在的矛盾和碰撞，并在得到回复意见之后，合理的进行修改和变更。大大降低了施工过程中的损失，加强了整个项目的质量。同时通过实际的建筑项目来促进BIM技术在建筑方面的发展，探索和实践基于BIM的多方协同合作的功能，并使之能运用在后续的更多项目当中，及时发现过程当中存在的问题并进行改进。

在不断的实践和试错当中寻求基于BIM正向设计的方案，并在现有的模式上进行突破和改进。目前BIM技术只是用于辅助设计之上，在建模团队基于二维图纸建模的过程当中，对建模团队的要求是比较多的，要必须具备对建筑、结构等专业图纸的准确识读，也要对Revit软件有着熟练的操作，这才能避免在建模过程当中出现耽误进程等错误。在上面提到的建筑项目的建设当中BIM技术基于暖通、水电专业的效果是较为显著的，在进行各专业的管道建模之后，进行整体的管道碰撞模拟就能直观的发现很多问题所在，真正的实现了多方协同合作并发现问题的过程。大大减少了施工过程当中出现问题的频率，并能在设计师的反馈之下进行及时的变更。建筑模型建成之后在后续的造价方面也同样提供了较大的便利，将BIM模型导入到现在主流的一些算量软件比如晨曦BIM、广联达BIM当中，极大减少了在算量方面耗费的时间和精力。在各专业的共同协调之后，进行基于Revit软件的施工过程模拟，在后续的施工过程中能将人力物力上的损失降到最低。基于模型可以直接通过其他软件或者插件进行渲染，为后续的宣传工作打下了基础。BIM技术的应用在实际的项目当中，起到了很大的作用，在很大一方面上提高了工程的效率和质量。不过在与设计方的问题反馈和等待回复的过程也是比较消耗时间的。如何减少这些重复的动作和繁琐的程序，只有将BIM技术辅助设计变为BIM技术的正向设计，才能准确的解决这个问题，这也是在不断的实践过程当中得到的结论。

5 结语

基于BIM技术的应用能在很大程度上提高项目的建设的整体效率，但由于受到科学技术发展的速度、思想观念上更迭的程度以及接纳崭新设计模式的程度等各方面的限制，目前基于对BIM建筑设计的应用并不能发挥它的全部潜能，强大的参数化功能也并未得到有效的发挥。当前而言，BIM对于建筑设计只能起到较为朴素的辅助作用，并不能开展对它的更深一步的应用。要实现基于BIM的正向设计还有着重重的困难，在实际的项目中“翻模”的应用也暴露出了一些存在的问题，且繁琐的程序较多，需要较长的准备周期。虽说BIM技术在实际项目的建设当中已经发挥出了较大的重要性，但时代在发展，建筑设计也同样需要向更好的方向去研究和推行。

基于BIM的正向设计可以解决大部分在设计“翻模”阶段的问题，也省去了在CAD软件中进行完成设计之后的BIM建模这一个时间周期较长的过程。基于BIM的正向设计可以协同其他专业共同设计，在设计过程当中就可以进行一些构件碰撞和问题的发现，并不会等到“翻模”过后才发现。正向设计的应用可以极大程度的加快建筑设计建设的效率，加强整体的建设质量。虽然推进基于BIM技术的正向设计还有很长的一段坎坷道路，但也是在一步步的迈进。BIM 技术在建筑设计的应用，在将来实际项目的工程建设中一定会产生更大的价值。改善传统建筑设计的弊端，推动建筑项目设计的高效性，是走向良性发展的趋势。同时需要在建筑设计各个方向的参与者能够准确地了解BIM技术对工程项目建设所带来的帮助和优势，不断进行BIM的技术的实际和应用。更需要基于BIM技术的各平台和软件进行优化自身产品的业务能力和应用效率，并拓展软件的使用范围和使用功能。希望在各专业设计师、企业还有产品本身的努力和实践当中，更快的推进基于BIM技术的正向设计。