基于BIM的参数化技术应用研究★

丁 澜 詹 敏 陈钰璇 蒲云辉

(成都大学建筑与土木工程学院，四川 成都 610106)

传统的设计理念和方法已经不能满足现行建筑业的需求，正如，在大型建筑设计中各专业设计要求高，使得各专业设计之间存在潜在的冲突，设计人员要面临各样的困难，机电系统的复杂，管线的繁多，幕墙的设计等问题在CAD二维设计中无法得到完全解决[1]，要解决传统方法的问题就要借助新的手段，改良原有的问题，实现技术的进步。

近年来国内路桥、工业建筑等的兴起，BIM(Building Information Modeling)技术得到重视与行业认可。政府在“十一五”国家科技支撑、“十二五”建筑信息化发展纲要中提出要不断推动BIM技术在我国的应用与发展，它大大提高了人们对项目的了解并得到可预测的成果。如赵顺清等[2]深入研究了BIM与GIS，WPS技术在公路工程项目管理中的应用，实现了项目管理中计量、质检等数据的互联互通，极大的提升了项目管理的精细化水平。张健等[1]通过对BIM技术在大型建筑设计阶段中的应用范围分析，提出BIM能在建筑意图变成实际产品的环节中，及时发现漏洞提高设计质量。

总的来说，国内BIM技术正在向前推进，但设计阶段的BIM应用还处在探索阶段。本文就BIM技术的核心建模软件Revit进行应用研究，将其与传统二维建模技术进行对比，分析Revit现行不足，最后对Revit的应用前景进行总结展望。

1 BIM技术

20世纪70年代，BIM(Building Information Modeling)，即建筑信息模型，首次被提出：BIM技术是一个一体化集成过程，综合了建筑在全生命周期中的几何模型信息、建筑施工进度、建筑工艺流程等信息，能够数字化表达工程项目的功能特性[1]。BIM作为工程行业较为领先的技术理念，其通过建立工程项目的三维数字模型进行项目管理，三维建筑模型集成了工程项目的数据、信息，为参建各方提供了一个数字共享的平台[2]。

2 Revit软件

Revit是Autodesk公司基于BIM提出的快速建模系列核心软件，BIM的核心是信息，而信息是通过建模来表达，因此作为建模软件的Autodesk Revit系列占据着极为重要的地位，通过软件可以快速建立结构构件、建筑构件、管道构件等，同时其可编辑、可分析性为其他结构分析软件提供了双向联结，便于建筑、结构设计师协同修改。Revit软件主要通过模型各项参数的赋予，实现参数设计以便模型联动修改。正如模型的空间参数化有效的降低了项目设计变更中的失误率，使建筑项目在施工前有效的形成精确可视化，参建各方有一个共享平台能有效的进行沟通交流[3]。

相对于传统的二维设计而言，Revit软件基于二维设计直观建立三维模型，同时其参数化设计、联动修改性、协作共享性等主要特征有效的提高了建筑项目设计效率。三维数字化模型下的BIM技术，为实际工程中建模节省了大量的时间，让更多的时间花在方案修改、完善上，提高了工作效率。

3 Revit现存优势与不足

3.1 优点

3.1.1数据参数化

Revit可以对大部分构件实现参数化建模，数据参数化是Revit族的一个重要属性。参数化的族具有通用性，可以提取有效的信息模型，适应不同设计环境的要求。Revit参数化建筑模型中管理模型元素的增加使表现模型与设计形式相互统一，建筑模型与设计文档共存于一个数据库中互相关联[4]。如最常见的箱型截面梁、变截面梁(如图1所示)等参数化建模，箱型截面梁可以基于线来制作箱梁，这样可以根据桥轴线实现对箱梁的自动定位。在对截面进行约束并赋予参数值后，仅仅在族类型中对表格内容进行修改，即可实现限量模型的参数化[5]。

3.1.2模型联动修改

强大的双向关联功能使得Revit软件对建筑模型某一视图进行修改，其余视图同一部分也自动关联修改，提高工作效率[6]。施工阶段，Revit模型建立、修改之后，进行会审时，各方进行沟通多次修改达到最优方案，其联动修改不仅优化工程设计，同时也达到了减少施工质量问题，避免施工进度受到影响。同时模型信息共享便于各专业及时调整方案，减少了设计失误问题，其联动修改能使模型自动发生调整，提高设计效率[7]。

3.1.3多角度合作

Revit软件改善了传统二维设计的合作设计模式，多专业同时协调工作，设计沟通更紧密高效，提高工作效率[6]。Revit建筑的设计和存档可以同步进行，不再需要分批次进行单独完成，这样大大节约了完成项目的时间，提高了效率。在协同设计中，需要约定协同工作方式和工作流程，通过协同设计可将信息同平台共享(专业内可用IFC格式文件交流)，多方进行有效数据的调用，实现数据协同调用的结果，改善传统模式中的效率低下问题，提高施工管理效能。

3.1.4三维可视化

虚拟三维可视化，使项目投资人对该项目一目了然，同时也为施工人员提供了方便。传统的设计方式已经不能满足施工设计要求，Revit软件的三维可视性使专业人员对于建筑构件有详细了解。Revit实现了传统设计二维到三维思维的转变，可以使三维空间思维贯穿于设计人员在建筑方案创作中，其立体模型直观展示建筑物具体形象，同时使设计方与读图方统一设计与表达理念，使工程项目的全面性与准确性得到有效表达[8]，其可视化特点使设计人员可以在三维空间里面设计(如图2所示)，三维的立体图能展现建筑的具体形象，再现建筑的具体构建信息[9]。

3.1.5同步算量

Revit实现了建筑数据的随时提取功能，可根据项目需要设置构件的尺寸、材料等属性并通过软件直接得出各数据的汇报值。传统的算量需要先将纸质图纸数字化手工计算或者将CAD图纸导入成本预算软件，增加了出现错误的风险，若采用Revit进行建模，项目工程量清单、材料清单可同时自动化生成，信息将始终与设计保持一致；同样财务人员通常编制成本预算时，50%～80%的时间都会用来计算数量，通过模型共享数据在降低人为错误几率时也节约了人力物力。

3.1.6可模拟性

Revit的模拟性可对建筑实体进行展现，同时实现工程项目设计阶段的模拟。工程项目的建设必须建立在防患于未然的基础之上，依据已建环境无法完整把握项目设计中的问题与不足，利用Revit结合其他插件进行模拟分析可对项目设计进行有效的优化完善[9]。例如，4D进度模拟即将三维模型与施工进度计划连接，将空间信息与时间信息反映到模型中，实现了实施管控各项资源，避免出现返工、拖延进度的现象；5D成本管理通过合理安排资金、人员、材料和机械台班等各项资源使用计划，做好实施过程成本控制；漫游功能可使工作人员更加直观全面地掌握工程整体情况，及时处理施工现场的各项问题(如图3所示)。各项模拟有助于施工过程的高质高效，同时对于整个项目精细、集约化管理提供了硬核技术支撑。

3.1.7可出图性

建筑方案的图纸由模型自动生成，根据项目方案的改变Revit可联动修改，在不同的设计阶段以及施工图阶段结构出图保证了各专业对于设计和图纸节点的一致性，彻底消除了2D时代图纸中的错、漏等问题，为后期的修改或者完善提供了方便快捷的路径，保证了工程项目的质量[9]。Revit相较CAD出图有一定的优势，CAD在模型中采用1∶1绘制后以图幅比例缩小映射致布局，而Revit本身是1∶1绘制但在视图中以图幅比例显示(而非1∶1显示)，类型标记以与图幅1∶1的关系设置。出图时，依据优先等级以及其较特殊的情况依次修改以达到清晰且美观的出图。

3.2 Revit现存不足

3.2.1模型准确度

Revit 作为一款在 Autodesk 官网中定义为建筑构件建模的软件，相较传统的二维CAD信息量有了几何倍数的增长，但模型精度也有待管理和考察。对于公路工程而言，其本身存在大量的曲线、横坡与纵坡，而Revit在空间曲线与曲面功能上存在缺陷，就会导致我们在用来建立公路工程模型时遇到很多问题。一旦模型建立的准确度成了问题，那么软件应用的后续内容也就成了纸上谈兵[10]。

3.2.2模型信息量

当模型庞大且细节众多时，常常开启模型档案就需要花费几分钟，建模转视角时也会耗费好几秒，软件执行效率下降。在实际工程中模型数据文件往往都会有庞大的信息量，非常吃资源,一般以64位系统使用并且尽量扩充内存，同时使用绘图卡会有更好的效果，能够实现远程的方案操作。

3.2.3软件兼容性

Revit具有参数化和关联性两个重要特征，这两个重要特征使得Revit模型数据有极强的关联性。在不断地进行模型修改的过程中，元素的属性会不断进行调整，会引起文件结构的改动，从而带来文件版本的升级。在文件储存时，对于不同的文件版本，若Revit保留几乎所有的数据改动的代码逻辑，需要使用旧版本，这会给Revit带来巨大的负担，致使Revit新版本不能保存老版本文件。

4 传统二维设计CAD与Revit三维软件对比

CAD作为传统的二维设计建模软件，相较于手绘图纸来说已经有了很大进步，但是仍然不能满足设计要求。根据软件所建立平、立、剖面图要求设计人员需要有较强的空间思维能力，对于复杂节点等也需要另绘制大样图，而利用Revit建模可根据二维图纸直接生成模型，数据直接输出，大大提高了工作效率。

在其他方面Revit也有优越于CAD之处，CAD与Revit主要特点比较如表1所示。

表1 CAD与Revit主要特点对比

5 结语

本文通过对BIM技术核心建模软件的应用研究，系统地对比Revit与传统二维模式下的建模技术优势与现存不足，得出Revit在数据参数化、模型联动修改等方面均优于CAD，并且Revit作为BIM技术的核心建模软件可高效推进工程项目建模、工程管理等进度，但是其应用领域还有待扩展，专业人员还应根据Revit的特性，挖掘软件的更多应用点。Revit的合理运用以及提升改善将给建筑业带来新格局，建筑三维化设计的统一也将成为新趋势。