基于Revit 的BIM 技术在办公空间设计中应用分析

杜相，丁思亮

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

基于Revit 的BIM 技术可辅助设计办公室异形空间，精准提取工程量、空间点位和构件尺寸，展现出协调和精细化的特点。因此，研究基于Revit 的BIM 技术在办公室异形空间设计中的具体应用十分必要。

1 基于Revit 的BIM 技术概述

BIM 技术是一种在三维模型中将设计、施工、管理等涵盖全生命周期信息的技术类型，将此种技术应用于建筑项目中，能够建立起设计单位、建设团队和运营部门间的无形桥梁，起到降低成本和节约资源的作用[1]。此种技术的实现要借助核心建模软件，当前主要应用的软件来自于四大公司，分别是Autodesk、Bentley、Graphisoft 和Dassault，本文所应用的软件为Autodesk公司的Autodesk Revit 软件，相较于其他3 家公司所开发的软件具备更精确显示建筑结构的优势，能够支持BIM 技术应用，智能化水平更高[2]。

2 基于BIM 技术的办公室异形空间建模设计

本工程为某产业园办公楼，建设地点为南京市，建设用地面积为13000m2，总建筑面积63000m2，建筑占地面积为4300m2，地上建筑面积为40000m2，地下建筑面积为22000m2，建筑层数为地上主楼12 层，裙楼2层，地下2 层，建筑高度为49.5m。该项目效果如图1所示。

运用基于Revit 的BIM 技术建立办公室异形空间模型的基本流程如下。

（1）根据办公室异形空间设计方案，建立对应的模型。

（2）建立与设计方案相符的体量模型，建立建筑图幕墙分格，划分幕墙网格，确定幕墙斑块的定位平面。

（3）将划分结果导入Revit 软件中，创设与施工要求契合的参数化模型。

（4）模拟施工和构件安装过程，根据4D 模拟效果判断设计方案是否科学合理。若合理，整合与其他交叉专业联系的BIM 模型；若不合理，退回第（2）步。

（5）判断所形成的整体模型是否出现相互冲突的情况。若未出现冲突，输出最终方案；若出现冲突，协调各个专业，修改参数，退回至整合模型阶段，直至整体模型不发生冲突，输出最终方案。

2.1 参数化异形空间曲面幕墙网格建模

利用Rhino（犀牛）+Grasshopper 插件的软件建立表皮模型，深度调整轮廓外表皮，借助BIM 技术，对外轮廓高度按照弧度不同进行限制，依据轮廓线构建幕墙表皮[3]。

在此工程中，借助传统建模方式难以生成符合设计需要的异形空间结构，要根据项目不同区域的幕墙表皮曲率，结合第一层的平面图，生成平面形状（图2）。将参数点输入至Construct Point 运算器中，由Sweep1 命令绘制曲面图。按照第一层的曲面模型生成逻辑流程，输出满足不同参数点位的曲面模型（图3）[4]。借助BIM技术，划分曲面网格，输出V、U 的值。曲面网格输出由Quad Panels 命令实现，在导入曲面、确定参数和垂直形成符合V、U 方向的网格曲面后，经解构，得到具有网格划分的模型结构。

图2 异形面的平面形状

图3 异形结构曲面模型

借助Rhino（犀牛）+Grasshopper 插件所形成得曲线模型，应当在转变为杆件后，生成实体模型。以“族”的形式显示竖梃杆件，命名为“自适应杆件族”，在Revit软件支持下，导入幕墙网络，由此生成模型中的各个节点，在模型中生成全部杆件[5]。经过碰撞检测，将判定模型中的各个结构是否存在碰撞问题，同时，检验是否与其他专业结构产生碰撞，提升设计的合理性。基于施工条件的考量，要对幕墙模型进行深化，提升参数精准度，提高模型的LOD 等级。在本工程中，单元框架由玻璃、胶条和铝合金材料组成，属于单元式幕墙结构。应用Revit 软件，加载玻璃面板、中横铝型材、竖向铝型材的参数，生成幕墙嵌板。将不同风格尺寸的单元板中键入不同样式的嵌板，由此交付BIM 模型如图4 所示。

图4 幕墙嵌板的BIM 模型

2.2 基于Revit 的二次开发

本文所创建的二次开发环境为：载体为Revit，平台为Microsoft Visual Studio。二次开发流程如下。

在Revit、Microsoft Visual Studio 和C#.NET 的作用下，创建新建项目的Visual Studio 类库，相应接口派生，编写程序，添加代码实现命令功能。判断是否生成.dll文件，若能够生成，通过Add-in Manager 加载文件；若无法生成，退回至相应接口派生，编写程序阶段，继续按照逻辑流程推进。加载文件后，判断能否实现功能，若可实现，完成开发；若不可实现，退回程序编写步骤。检查代码是否存在错误的部分，确定错误原因，完成编译，调试功能。配置Addin 文件，调试构件显示等功能。在打开幕墙模型后和某层楼平面视图后，显示出三维视图中的构件。自动隐藏其他视图，切换为当前三维或二维视图。执行命令显示构件如图5 所示。功能调试完毕后，设计人员可随意切换某构件的三维和二维图像，提升图纸设计的精准度。

图5 执行命令显示构件

3 基于BIM 技术的办公室异形空间模型实践应用

借助基于Revit 的BIM 技术可完成图纸设计、工程量计算和施工优化工作，给出施工详图和构件加工的图样，保证精确下料。并根据模拟施工的结果，判断是否存在设计意图与施工环境不符的情况，保障后续施工作业的展开。具体应用如下。

3.1 图纸设计

应用基于Revit 的BIM 技术与CAD 软件的差异在于：Revit 出图更慢，其具备较低的灵活性。二者在编写逻辑上存在较大差异，Revit 软件是就建筑整体进行编写，CAD 软件是就线条进行编写，因而，虽CAD 软件具备较强的灵活性，但在出图整体性上的表现不及Revit软件，易出现施工现场环境下无法实现图纸设计内容的问题。应用Revit 软件的前期模型搭建时间较长，但在搭建基础模型和图纸系统后，只需更改参数即可在技术的联动作用下，变动与参数相关的设计内容，建立参数与设计剖面图、立面图和平面图间的匹配关系。因而，应用给予Revit 的BIM 技术可避免重复作业，提升设计工作的效率和准确性。在本项目的平面视图中添加注释后（图6），由“导出”功能导出相应施工图。变更设计图纸仅需截取一部分，改动参数，即可完成整体数据的变动。

图6 平面视图添加注释

幕墙组件处理由基于Revit 的BIM 技术实现，调节模型数据，指导组件加工。组件数据尺寸的控制是复杂单元板块设计的重点，在技术支持下，完成数据精准输出和导入的作业，Rhino 软件和Revit 软件共同作用，得到与精细化设计目标符合的组件剖面图、立面图和平面图。基于模型所给出的构件数据信息，输入生产信息，在尺寸数据被处理后，得到能够支撑数控机床生产的数据形式，便于加工。幕墙构件深度加工的前提是数据信息的精准性，在加工中心和数控机床等设备的作用下，直接得到工字型钢铝背板、中横横向铝型材、面板和竖向楼铝板扣材。

3.2 工程量计算

尚未普及BIM 技术前，计算工程量的主体是计算人员，在统计材料的总量后，计算相应工程量。此种方法不但增加大量工作量，无法保证计算的精准性，而且在出现变更的情况后，需重新定义细线属性，统计工程量，整体工作量十分庞大。在引入BIM 技术后，构件工程量计算以具备关联性的数字化信息完成，区别于传统计算方法中赋予线条属性的办法，无须人工计算，即可自动计算精准工程量数值。鉴于本项中的体量庞大，且符合异形空间的设计特点，计算幕墙工程量要引入BIM 技术，缩短数据提取和整合时间。提取信息数据依赖于参数化建模程序，在批量添加幕墙嵌板数据后，显示与幕墙施工相关的数据信息。明细表创建首先选定字段，添加参数，按照族与类型、成本、宽度、高度、面积等完成字段添加，形成明细表。同时，各个嵌板的编号将显示在明细表中，在后续数据变更阶段，仅需改变参数即可完成幕墙嵌板整体模型替换工作。嵌板真实信息与模型参数信息匹配，提取全部参数只需一次命令，极大程度上节约计算时间。明细表的导出格式为“txt”，实际工作中可直接转变为Excel 表格形式，便于计算。

3.3 施工管理

基于Revit 的BIM 技术应用于本项目中主要完成优化施工、分析施工软碰撞和制定偏差控制方案作业。首先，将所得到的三维模型导入至Navisworks 中，模拟施工过程，以可视化形式展示工程进度，根据场景和角度的变化，确定施工计划是否科学。同时，模拟安装幕墙组件的顺序，计算完工率，针对计划进度中不满足现场施工条件的安装作业进行优化。其次，检查间隙的依据是空间和设备要求，设计人员结合碰撞报告中所给出的间距测量结果，判定间距能否满足安全偏差标准和加工范围。最后，比较安装幕墙所制定的方案和偏差范围，分析公差范围，调整偏差，控制施工精度。并在安装钢结构后，验证钢结构支撑所产生的偏差是否被允许，测量适配器定位点坐标。根据公差范围，构建与之相符的内部组件模型参数。在模型中填入测量的坐标值，自动生成幕墙组建新模拟结果，判断可信度，并将可信模型用于加工组件环节。

4 结语

综上所述，办公室异形空间设计阶段应用基于Revit 的BIM 技术的关键在于幕墙结构的设计，因此，设计前相关人员要明确基于Revit 的BIM 技术的具体内涵，确定可作用的方向。同时，根据项目设计要求，设计具备可视化、自动化和参数化的三维模型，在图纸设计、工程量计算和施工管理方面强化BIM 技术的应用效能。