第1章緒論1.1研究背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和各個(gè)產(chǎn)業(yè)信息化的加快，我國已經(jīng)發(fā)展成為世界上最大的建筑市場之一，但建筑領(lǐng)域技術(shù)的更新發(fā)展卻跟不上發(fā)展，信息化建筑產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。在以CAD為傳統(tǒng)建模核心的建筑行業(yè)中，存在著很多問題，如嚴(yán)重的材料損失、信息交互表達(dá)不明確、信息易丟失和效率低下等，因此，當(dāng)下急需于一種新技術(shù)和新概念來改變這種狀況。BIM（BuildingInformationModeling，建筑信息模型）技術(shù)早在2002年由Autodesk提出。BIM技術(shù)中所提出的建筑信息模型是構(gòu)件化的，不僅包含有幾何信息，還包含非幾何信息，如材料、制造商等；是參數(shù)化的，構(gòu)件之間相互連接，不存在隔離，不存在孤立；是可維護(hù)的，可以實(shí)現(xiàn)并消除信息孤島；是可共享的，參與到項(xiàng)目中的每個(gè)參與者都可以在建筑信息平臺(tái)上獲得所想所需的信息；是可視化的，所看到的模型都是所得到的信息和數(shù)據(jù)。目前在我國工程建設(shè)行業(yè)中，尚不能在建筑生命周期中完全的應(yīng)用BIM技術(shù)，大多數(shù)還是停留在碎片化的利用BIM技術(shù)中。BIM技術(shù)更多的還是作為一種輔助手段應(yīng)用在工程技術(shù)中。更多的還是先用傳統(tǒng)的CAD軟件進(jìn)行二維設(shè)計(jì)，然后再由專業(yè)的人員根據(jù)創(chuàng)建好的二維圖紙進(jìn)行翻模，建立三維模型。Revit軟件發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)可以作為BIM技術(shù)的核心軟件之一，本文基于實(shí)際工程需要，利用C#編程語言對Revit進(jìn)行二次開發(fā)技術(shù)。相比傳統(tǒng)CAD的點(diǎn)線面幾何元素，BIM將墻、柱、窗等用參數(shù)化進(jìn)行描述，Revit建筑模型信息的構(gòu)件參數(shù)是相關(guān)聯(lián)的，建模師對單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行修改信息，相應(yīng)的建筑信息數(shù)據(jù)也會(huì)修改，設(shè)計(jì)工作的效率不僅會(huì)大大提高，而且還可以避免信息在交互過程中的錯(cuò)漏問題。二次開發(fā)可以將其需要的對象進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的提取，其意義在于設(shè)計(jì)師可以將其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形，方便對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行重現(xiàn)，還可以對其需要進(jìn)行室內(nèi)定位的系統(tǒng)提供真實(shí)且完整的建筑信息。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前在美國、歐洲、日本、澳大利亞、新加坡等國家BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展都達(dá)到了一定的水平，技術(shù)水平相對比較成熟，制度標(biāo)準(zhǔn)相對完善[1]。目前，對于相應(yīng)的BIM系統(tǒng)軟件來說，建模軟件與分析軟件之間已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)交互，如Revit系列軟件與結(jié)構(gòu)軟件Robot實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)分析模型互導(dǎo)[2]，從而實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)，不需要做相應(yīng)的復(fù)雜處理，就可以生成滿足外國規(guī)范的施工圖[3]。EastmanC等[4]就業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、施工方、運(yùn)維方等提出了BIM企業(yè)級的應(yīng)用指導(dǎo)方案。BilalSuccar等[5]就各利益相關(guān)方提出BIM的成果交付框架。關(guān)于Revit二次開發(fā)，國外的一些國家，尤其是北歐的一些國家，在這方面已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)長時(shí)間的研究。國外對Revit二次開發(fā)的研究主要分為以下方面：（1）BIM自動(dòng)建模;（2）基于BIM的建筑能源分析研究;（3）施工風(fēng)險(xiǎn)管理;（4）建筑成本估算；（5）優(yōu)化項(xiàng)目進(jìn)度（6）基于Revit二次開發(fā)的結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析；（7）能源領(lǐng)域的研究與開發(fā)。其中，基于Revit等BIM軟件的能源領(lǐng)域，BIM二次開發(fā)在最近幾年正受到越來越多的國外學(xué)者的關(guān)注[6]。近年來BIM在國內(nèi)建筑業(yè)形成一股熱潮，但由于應(yīng)用環(huán)境和相關(guān)人才的缺少，我國的BIM應(yīng)用水平還處于初期發(fā)展階段，且大量的BIM軟件處于正在開發(fā)或者還在探索前進(jìn)的路上。相關(guān)BIM軟件的商家和開發(fā)商正在倡導(dǎo)發(fā)展和使用BIM，此外，政府單位、建筑業(yè)及其它各行業(yè)專家、建筑設(shè)計(jì)院等單位、施工方和許多科研高校也在推動(dòng)BIM的發(fā)展，但目前在我國，BIM技術(shù)的相關(guān)文件并未完善BIM技術(shù)使用的標(biāo)準(zhǔn)。對于Revit軟件的二次開發(fā)研究，國內(nèi)起步較晚，我國Revit二次開發(fā)進(jìn)入成長階段的標(biāo)志是東經(jīng)天元公司在2011年開發(fā)出R-StarCAD插件。同年北京盈建科軟件有限責(zé)任公司開發(fā)了盈建科建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)(YJK)[7]。綜合來看，國內(nèi)對于Revit軟件的二次開發(fā)研究主要集中在結(jié)構(gòu)計(jì)算、施工管理、便捷式模型建立及標(biāo)注等幾個(gè)領(lǐng)域[6]。但BIM技術(shù)缺乏適合國內(nèi)市場需求并且成本可行的技術(shù)體系，所以BIM二次開發(fā)的技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展還需要時(shí)間去努力和改善。1.3研究方法AutodeskRevit是為建筑信息模型而設(shè)計(jì)的系列軟件，為建筑學(xué)專業(yè)、結(jié)構(gòu)學(xué)專業(yè)、設(shè)備管理專業(yè)等提供以BIM為核心的強(qiáng)有力支持。在Revit中，所有的視圖與族的屬性皆來源于同一個(gè)建筑模型數(shù)據(jù)庫。對Revit三維模型中的任意一處構(gòu)件或圖元進(jìn)行參數(shù)的修改都會(huì)對整個(gè)模型相應(yīng)的建筑信息自動(dòng)關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)，從而進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的同步修改。Revit的開放性為用戶輕松訪問模型的圖形數(shù)據(jù)、參數(shù)屬性、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、修改、刪除模型元素等功能提供了便利，RevitAPI允許使用者通過任何與.NET兼容的語言來編程擴(kuò)展Revit的功能，從而不斷完善和擴(kuò)展插件，以拓展其BIM應(yīng)用的使用范圍。供應(yīng)商提供了通過編程方式使用RevitAPI類管理Revit模型的機(jī)會(huì)。RevitAPI可用于訪問數(shù)據(jù)圖形模型（創(chuàng)建、更改和刪除模型元素），獲得對模型參數(shù)的訪問權(quán)限（讀取和更改模型元素的屬性），將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)出為其他格式，以及更多。Revit軟件具有內(nèi)置的代碼編輯器SharpDevelop，它允許C＃、Python、VisualBasic.NET為Revit創(chuàng)建插件。本文將應(yīng)用Revit2016、VisualStudio2015、RevitSDK工具包、AddInManager等開發(fā)工具，并利用已有的工科樓CAD圖紙以及實(shí)際的探查與量取數(shù)據(jù)，在Revit上對工科樓進(jìn)行3D模型的重建，用C#語言進(jìn)行編程，從而對Revit進(jìn)行插件的二次開發(fā)，進(jìn)而對建筑信息模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取。1）利用現(xiàn)有的CAD圖紙對工科樓進(jìn)行三維模型的重建，對比實(shí)際建筑，對數(shù)據(jù)不足之處以及圖紙上沒有標(biāo)注的地方進(jìn)行實(shí)地考察，并記錄數(shù)據(jù)，再對三維模型進(jìn)行修改，建出較為完整的工科樓建筑。2）將VisualStudio2015作為工具，.NETFramework4.5.2作為平臺(tái)，使用C#語言對Revit進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)的插件再對工科樓三維模型進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的提取。

第2章BIM技術(shù)概述BIM思想源于20世紀(jì)70年代，目前相對較完整的是美國國家BIM標(biāo)準(zhǔn)的定義：“BIM是設(shè)施物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映各自職責(zé)的協(xié)同工作”[11,12]。BIM技術(shù)是運(yùn)用三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，對建筑項(xiàng)目中的所有相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，整合為一種工程數(shù)據(jù)模型。BIM技術(shù)從建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)到建筑管理的建筑全生命周期，對其設(shè)施和工程進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)。這同時(shí)還是一種數(shù)字化方法，將BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的方法，可以在建設(shè)項(xiàng)目中顯著的提高效率和降低管理風(fēng)險(xiǎn)。2.1BIM技術(shù)特點(diǎn)BIM技術(shù)以信息化為基礎(chǔ)，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、一體化性、參數(shù)化性、信息完備性八個(gè)特點(diǎn)，如圖2-1所示：BIMBIM圖2-1BIM技術(shù)的特點(diǎn)1）可視化：BIM的可視化包括機(jī)電的管道碰撞、建筑設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工和設(shè)備操作幾個(gè)方面。可視化異于傳統(tǒng)建設(shè)的方面是，BIM將以往圖紙的點(diǎn)線面形式換成形象具體的三維立體模型。這種可視化思路能夠?qū)IM三維建筑模型的構(gòu)件參數(shù)信息相互關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件信息的同步修改和反饋。由于整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的過程都是可視化的，所以不僅僅用于效果展示，在項(xiàng)目建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工、管理方面也可以在可視化下進(jìn)行。2）協(xié)調(diào)性：設(shè)計(jì)、施工和業(yè)主單位之間在建設(shè)項(xiàng)目時(shí)始終都需要進(jìn)行工作方面的協(xié)調(diào)。若是在其中的協(xié)調(diào)工作沒有配合好，那么會(huì)因?yàn)樾畔贤ú坏轿划a(chǎn)生各種問題，這說明在建筑項(xiàng)目中，協(xié)調(diào)起著多么重要的作用。例如暖通專業(yè)在項(xiàng)目進(jìn)行管道布置的作業(yè)時(shí)，由于不同專業(yè)的圖紙不相同，出現(xiàn)與其它專業(yè)碰撞的協(xié)調(diào)性問題只能在之后花時(shí)間進(jìn)行解決。但BIM技術(shù)在項(xiàng)目設(shè)計(jì)前期就可以對各專業(yè)進(jìn)行碰撞問題的協(xié)調(diào)，并提供數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)作用還可以對防火、排水及其它專業(yè)的布置問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，在保證效率的同時(shí)讓項(xiàng)目良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。3）模擬性：BIM技術(shù)不僅能模擬出設(shè)計(jì)好的模型，還能對在模型中進(jìn)行現(xiàn)實(shí)中不易進(jìn)行的模擬，如模擬建筑能源的節(jié)能、模擬緊急火災(zāi)疏散演練、熱能傳導(dǎo)模擬等；還可以對建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行三維建筑及其項(xiàng)目施工時(shí)間的模擬（4D模擬），這樣可以根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建筑施工模擬實(shí)際施工，從而對施工方案進(jìn)行修改以保證指導(dǎo)施工的合理性。同時(shí)還可以進(jìn)行5D模擬（基于4D模型加造價(jià)控制），從而實(shí)現(xiàn)成本控制；在建筑后期進(jìn)行管理時(shí)，還能進(jìn)行緊急情況的模擬，如地震、海嘯、火上爆發(fā)、沙塵暴等災(zāi)難級情況的模擬。亦或是消防疏散日常性的模擬。4）優(yōu)化性：項(xiàng)目建設(shè)的過程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程。當(dāng)然也不能說傳統(tǒng)的建筑工程就不存在優(yōu)化，但BIM能讓工程在設(shè)計(jì)、施工、管理等方面進(jìn)行更好更合理的優(yōu)化。優(yōu)化可以是建筑信息方面的優(yōu)化，可以是設(shè)計(jì)和施工方面時(shí)間占比的優(yōu)化，更可以是工程項(xiàng)目過程中復(fù)雜且不必要事物的優(yōu)化。5）可出圖性：BIM模型不僅能繪制常規(guī)的建筑設(shè)計(jì)圖紙及構(gòu)件加工的圖紙，還能通過對建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化，并出具各專業(yè)圖紙及深化圖紙，使工程表達(dá)更加詳細(xì)。6）一體化性：一體化指的是BIM技術(shù)可進(jìn)行從設(shè)計(jì)到施工再到運(yùn)營貫穿了工程項(xiàng)目的全生命周期的一體化管理。項(xiàng)目設(shè)計(jì)方面，建筑、機(jī)電、給排水等各專業(yè)能夠通過BIM將對于同一個(gè)模型的設(shè)計(jì)進(jìn)行整合，這能夠直觀的顯示各專業(yè)設(shè)計(jì)碰撞后出現(xiàn)的問題，促成工程建設(shè)的一體化。工程施工方面，BIM可以對建筑進(jìn)度、質(zhì)量和成本方面進(jìn)行模擬和管理，同步修改和提供數(shù)據(jù)。管理方面，提高建筑管理的效益和成本的降低，為業(yè)主、開發(fā)商和設(shè)計(jì)單位提供便利與透明。7）參數(shù)化性：參數(shù)化建模指的是通過參數(shù)(變量)而不是數(shù)字建立和分析模型，簡單地改變模型中的參數(shù)值就能建立和分析新的模型。構(gòu)件作為BIM中的基本單位，修改構(gòu)件參數(shù)可以讓其它相關(guān)部分自動(dòng)反應(yīng)，參數(shù)化就是在變化構(gòu)件的基礎(chǔ)上，BIM能夠維護(hù)其它不變的構(gòu)件參數(shù)信息。8）信息完備性：BIM可以對建筑模型對象進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)信息描述。包括三維幾何信息、拓?fù)湓O(shè)備信息、構(gòu)件結(jié)構(gòu)信息、建筑性能信息、材料信息、工程設(shè)計(jì)信息、施工成本信息、建筑質(zhì)量信息、邏輯信息、安全性能信息、人力資源信息、材料損耗信息等。2.2BIM平臺(tái)介紹建筑工程中的信息交互在BIM中是非常重要的內(nèi)容，各軟件平臺(tái)間可以在同一項(xiàng)目中共享數(shù)據(jù)信息，交換數(shù)據(jù)信息。近年來，建筑行業(yè)的效率低下，信息共享和交流的效率低下，以及不能及時(shí)同步和傳遞信息都是造成效率低下的主要原因之一。建筑業(yè)中的信息龐大復(fù)雜，更是有各個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的多個(gè)專業(yè)參與其中，如何高效的利用信息對于解決建筑行業(yè)的效率低下是個(gè)很好的解決辦法，BIM技術(shù)和其為建筑服務(wù)的理念為這一目標(biāo)帶來了可能。但在工程建設(shè)項(xiàng)目中，不同專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)和信息點(diǎn)不是完全一樣的，這就導(dǎo)致不能使用單個(gè)軟件對問題進(jìn)行解決，要想使得數(shù)據(jù)信息的最大化利用和建設(shè)工程效益的最大化，必須需要不同專業(yè)不同軟件的相互協(xié)作。BIM涉及范圍之廣，軟件之多，按照其功能特性的不同，可分為建筑建模、結(jié)構(gòu)、水暖電、能耗、仿真、可視化、渲染、4D模擬、碰撞檢查等等，如表2-1所示。

表2-1BIM類主要軟件序號(hào)軟件類型主流產(chǎn)品1核心建模AutodeskRevit2可視化3DMAX，Lumion3鋼結(jié)構(gòu)TeklaStructures4碰撞檢測Navisworks5虛擬漫游Navisworks，F(xiàn)uzor6機(jī)電MagiCAD7地形場地Civil3D8異形構(gòu)件dynamo9運(yùn)維管理Archibus10協(xié)同管理AutodeskA3602.3BIM技術(shù)的應(yīng)用建筑產(chǎn)業(yè)的信息化離不開BIM。BIM以其擁有的數(shù)字化技術(shù)，能夠?yàn)槿S建筑模型提供信息庫。該信息庫能夠?yàn)槟Ｐ吞峁┩暾?，與實(shí)際建筑一致的工程數(shù)據(jù)。信息庫中含有構(gòu)件的幾何信息、材料信息；還擁有非構(gòu)件的狀態(tài)信息。借助于這個(gè)三維模型和包含該三維模型所有工程信息的信息庫，顯著提高了建筑項(xiàng)目的信息化程度，還能為相關(guān)方提供一個(gè)信息交互和共享的平臺(tái)。BIM應(yīng)用技術(shù)解放了“建筑工程生命周期信息的延伸應(yīng)用”，BIM應(yīng)用技術(shù)在整個(gè)建筑工程生命周期起著非常重要的作用，BIM工程信息可以在一個(gè)階段建置后持續(xù)延伸整合運(yùn)用到下一階段，甚至延續(xù)應(yīng)用到設(shè)施啟用及營運(yùn)管理。在設(shè)計(jì)階段，建設(shè)項(xiàng)目可以在BIM上提前實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)信息，設(shè)計(jì)意圖以及設(shè)計(jì)理念和思想都能通過BIM實(shí)現(xiàn)交流，業(yè)主和設(shè)計(jì)方以及相關(guān)人員都能通過BIM對當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的規(guī)范、要求和創(chuàng)意提出想法和意見，BIM還能對當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)間和成本上清晰的表達(dá)。還可以基于BIM進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，BIM協(xié)同設(shè)計(jì)，以及項(xiàng)目分析。施工方面，基于當(dāng)前建筑信息化程度較低，在工程算量，成本方面都面臨著浪費(fèi)大、效率低的問題。采用BIM技術(shù)，可以很好的對施工方面進(jìn)行效率的提高和成本的降低，還能有效的在各方人員之間進(jìn)行良好的信息溝通，節(jié)約了大量時(shí)間成本。還可以基于BIM的工程造價(jià)技術(shù)，對工程項(xiàng)目的實(shí)施生成造價(jià)清單，減少材料和人工成本的浪費(fèi)，還能對工程建筑構(gòu)件進(jìn)行模擬，實(shí)時(shí)模擬工程設(shè)計(jì)施工的每一步。早期有研究[13]對比了傳統(tǒng)的竣工文檔交付方式和利用BIM自動(dòng)生成文檔的方法，并推斷以后將實(shí)現(xiàn)竣工文檔交付全自動(dòng)化。Becerik-Gerber等[14]提出金字塔形狀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式，并明確了項(xiàng)目各參與方提供數(shù)據(jù)的職責(zé)。陳沉等[15]研究了基于同一數(shù)據(jù)平臺(tái)下的信息模型如何從設(shè)計(jì)單位無縫傳遞給施工單位和業(yè)主單位。建筑物完成后，進(jìn)入到建筑管理運(yùn)營階段，這時(shí)候就可以用到BIM技術(shù)對于建筑信息資源的管理。BIM可以從建筑的設(shè)計(jì)到施工，再到結(jié)束可以記錄完整的一系列的信息，方便相關(guān)人員在運(yùn)營是進(jìn)行監(jiān)管。BIM技術(shù)集成了項(xiàng)目中的各種相關(guān)信息，由于其信息數(shù)據(jù)的數(shù)字化表達(dá)，大大提高的工程管理的效率。對比傳統(tǒng)運(yùn)營過程，其發(fā)生運(yùn)營人員和施工方信息不同步、維修記錄丟失等問題出現(xiàn)的情況大大降低?，F(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)內(nèi)容十分廣泛，設(shè)計(jì)師們通過建筑設(shè)計(jì)想要表達(dá)的思想及理念已越來越超出傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。傳統(tǒng)CAD技術(shù)對于建筑內(nèi)涵、建筑風(fēng)格、建筑設(shè)計(jì)的反饋已慢慢的落后于時(shí)代，通過BIM技術(shù)，利用BIM的可視化、模擬性、優(yōu)化性等優(yōu)點(diǎn)，可以創(chuàng)造出更好的信息交換平臺(tái)，可以對各流程的信息溝通環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，可以更完整且清晰的表達(dá)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)意圖。由于建筑工程的實(shí)施需要多部門進(jìn)行合作，有時(shí)會(huì)發(fā)生因?yàn)樾畔⒉煌蕉鴮?dǎo)致的錯(cuò)誤偏差出現(xiàn)，利用BIM技術(shù)可以建立數(shù)據(jù)，將各個(gè)環(huán)節(jié)需要的人員、建筑、材料等信息錄入實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫中，既可以將整個(gè)項(xiàng)目數(shù)據(jù)化，又可以使得信息能夠?qū)崟r(shí)更新到每個(gè)環(huán)節(jié)，避免信息錯(cuò)漏出現(xiàn)成本浪費(fèi)的問題。在施工過程中，BIM技術(shù)集成了項(xiàng)目中的各種相關(guān)信息，由于其信息數(shù)據(jù)的數(shù)字化表達(dá)，大大提高的工程管理的效率。在項(xiàng)目變更過程中，BIM可以通過三維模型使得設(shè)計(jì)可視化，并且可以模擬整個(gè)過程，大大減少了成本和時(shí)間。綜述，BIM應(yīng)用的技術(shù)十分廣泛，其在建筑建設(shè)全生命周期中可以帶來顯著的效益。美國斯坦福大學(xué)整合設(shè)施工程中心(CIFE)根據(jù)32個(gè)項(xiàng)目總結(jié)了使用BIM技術(shù)的效果：消除40%預(yù)算外變更；造價(jià)估算耗費(fèi)時(shí)間縮短80%；通過發(fā)現(xiàn)和解決沖突，合同價(jià)格降低10%；項(xiàng)目工期縮短7%及早實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)[16]。

第3章工科樓BIM建模3.1Revit軟件簡介Revit系列軟件是專為建筑信息模型(BIM)構(gòu)建的，為水、暖、電等不同專業(yè)提供了BIM技術(shù)的解決方案。發(fā)展到今天，Revit已成為我國建筑業(yè)BIM體系中使用最廣泛的軟件之一。Revit可幫助建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)、建造和維護(hù)質(zhì)量更好、能效更高的建筑。還支持可持續(xù)設(shè)計(jì)、碰撞檢測、施工規(guī)劃和建造，同時(shí)讓工程師、承包商與業(yè)主各部門之間更好地溝通協(xié)作。在建筑設(shè)計(jì)過程中的所有變更都會(huì)在相關(guān)設(shè)計(jì)與文檔中自動(dòng)更新，實(shí)現(xiàn)更加協(xié)調(diào)一致的流程，獲得更加可靠的設(shè)計(jì)文檔。Revit是最先引入建筑社群并提供建筑設(shè)計(jì)和文件管理支持的軟件。但其基礎(chǔ)技術(shù)，建筑信息化模型以及參數(shù)化變更引擎在經(jīng)過設(shè)計(jì)和優(yōu)化后，可以支持整個(gè)建筑企業(yè)的信息建立和管理。建筑信息化模型是一種先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可以滿足建筑設(shè)計(jì)和制作團(tuán)隊(duì)的信息需求。Revit軟件將此信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的功能擴(kuò)大到建筑項(xiàng)目的廠房設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)配置、土木大地工程敷地、機(jī)電空調(diào)水電、施工四維模擬等設(shè)計(jì)工作中，提供業(yè)主單位可視化與數(shù)據(jù)化的決策依據(jù)。3.1.1樣板文件Revit提供了樣板文件，包括，建筑樣板、構(gòu)造樣板、結(jié)構(gòu)樣板、機(jī)械樣板，不同的樣板適用于不同專業(yè)的情況，樣板設(shè)置了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這為設(shè)計(jì)提供了相當(dāng)大的便利。樣板包括了族、設(shè)置（如單位、填充樣式、線樣式、線寬和視圖比例）以及幾何圖形，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)可以直接在上面進(jìn)行工作，樣板文件為設(shè)計(jì)大大提高了工作效率。不同樣板文件的參數(shù)設(shè)置不完全相同，如下圖3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-6：圖3-1建筑樣板文件圖3-2建筑樣板門參數(shù)圖3-3建筑樣板窗參數(shù)圖3-4結(jié)構(gòu)樣板文件圖3-5結(jié)構(gòu)樣板門參數(shù)圖3-6結(jié)構(gòu)樣板窗參數(shù)3.1.2族文件Revit族是某一類別中圖元的類，是根據(jù)參數(shù)（屬性）集的共用、使用上的相同和圖形表示的相似來對圖元進(jìn)行分組。一個(gè)族中不同圖元的部分或全部屬性可能有不同的值，但屬性的設(shè)置是相同的。族作為Revit軟件的最基本構(gòu)成要素，是一個(gè)功能強(qiáng)大的概念，它是包含相關(guān)圖元組和具有通用性的參數(shù)集[17]。Revit的族分為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件族、內(nèi)建族、系統(tǒng)族。各種族文件可以相互載入形成嵌套族。族參數(shù)可以分為實(shí)例參數(shù)和類型參數(shù)兩種類型，下面對這兩種類型進(jìn)行說明[18]：1）類型參數(shù)：是控制族中同一個(gè)類型的控制參數(shù)，當(dāng)類型參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，那么這個(gè)類型的所有個(gè)體都會(huì)發(fā)生改變。2）實(shí)例參數(shù)：是控制當(dāng)前族個(gè)體的控制參數(shù)，當(dāng)實(shí)例參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，只有當(dāng)前的族個(gè)體發(fā)生改變。如果對實(shí)例參數(shù)進(jìn)行創(chuàng)建，那么在創(chuàng)建的參數(shù)名后面將自動(dòng)加上“默認(rèn)”兩個(gè)字[19]。添加族參數(shù)有兩種方法：一種是在繪制圖元時(shí)，在尺寸標(biāo)注處直接利用工具欄中的“標(biāo)簽”按鈕設(shè)置參數(shù)。另一種是直接進(jìn)入圖元屬性對話框，在屬性框中右側(cè)點(diǎn)擊添加參數(shù)設(shè)置。族的類型參數(shù)可以自己創(chuàng)建，也可以使用Revit提供的，如下圖3-7，3-8：圖3-7門族的類型參數(shù)圖3-8窗族的類型參數(shù)3.1.3RevitAPIRevit軟件除了自身功能的強(qiáng)大外，Revit還提供了協(xié)助調(diào)用外部命令的程序接口API，使得設(shè)計(jì)人員通過編寫外部程序批量操縱和訪問Revit。RevitAPI是開發(fā)者對Revit各功能進(jìn)行訪問的大門，能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑模型的可視化操作和參數(shù)分析的集成。工程師可以根據(jù)的自己的個(gè)性化需求來擴(kuò)展軟件功能或?qū)浖δ苓M(jìn)行修正，而作為軟件開發(fā)者也可以訪問信息模型中的構(gòu)件，以及查詢、變更構(gòu)件屬性和創(chuàng)建新的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的計(jì)算分析等等[20]。在軟件方面的應(yīng)用可以具體可以做到以下的這些功能[21]：1）訪問模型的圖形數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)；2）創(chuàng)建、修改、刪除模型元素；3）創(chuàng)建插件來完成對UI的增強(qiáng)；4）創(chuàng)建插件來完成對一些重復(fù)工作的自動(dòng)化；5）集成第三方應(yīng)用來完成諸如連接到外部數(shù)據(jù)庫、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到反洗應(yīng)用等；6）執(zhí)行一切種類的BIM分析；7）自動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目文檔。RevitAPI是集成的數(shù)據(jù)庫函數(shù)，可以為軟件提供各種應(yīng)用類的功能接口，促進(jìn)Revit的可視化功能和技術(shù)分析的信息集成，使用者可以根據(jù)操作需求進(jìn)行功能的研發(fā)與拓展。RevitAPI是.NetAPI，允許使用者通過任何與.NET兼容的語言來進(jìn)行編程，如：VisualBasic.Net、C#、C++/CLI、F#等都可以調(diào)用API。對于RevitAPI來說，其穩(wěn)定性非常良好，而通過RevitAPI研發(fā)出來的Revit系列產(chǎn)品的穩(wěn)定性也是有保障的[22]。隨著RevitAPI不斷的迭代更新和API功能的不斷完善，Revit已能夠借助API接口更好的為BIM進(jìn)行服務(wù)，更好的在建設(shè)項(xiàng)目的全生命周期中適應(yīng)需求。Revit功能的不斷增加開發(fā)者可以通過RevitSDK文檔對API的用法進(jìn)行了解，根據(jù)其中的說明可以實(shí)現(xiàn)對建筑模型的數(shù)據(jù)信息訪問，并根據(jù)需要進(jìn)行查詢、開發(fā)以及變更信息。3.2工科樓Revit建模流程與方法在建筑工程中應(yīng)用BIM模型的需求可分為兩個(gè)階段：（1）設(shè)計(jì)階段需求利用BIM模型，可以盡早發(fā)現(xiàn)初步設(shè)計(jì)中可能存在的設(shè)計(jì)問題，通過3D協(xié)調(diào)的方式，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證和設(shè)計(jì)優(yōu)化。通過對項(xiàng)目的多方案進(jìn)行比較，在滿足建設(shè)單位要求的項(xiàng)目定位和使用功能的基礎(chǔ)上，提高設(shè)計(jì)要求，盡可能的降低變更。（2）施工階段需求在滿足工程整體實(shí)施進(jìn)度的基礎(chǔ)上，有效協(xié)調(diào)施工范圍內(nèi)的進(jìn)度安排，盡可能減少項(xiàng)目單體之間的施工影響，保證項(xiàng)目按進(jìn)度要求進(jìn)行實(shí)施。利用BIM模型對整體施工方案、構(gòu)件吊裝方案、關(guān)鍵分部分項(xiàng)工程、設(shè)備安裝等進(jìn)行模擬和優(yōu)化，進(jìn)行基于BIM的3D協(xié)調(diào)，并將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工管理中，逐漸形成以BIM為基礎(chǔ)的施工管理關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵流程。另外，利用BIM5D技術(shù)進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)，輔助工程管理。3.2.1建模流程BIM建模工作分為三個(gè)階段完成：模型建立、各專業(yè)協(xié)同優(yōu)化、虛擬仿真漫游。1)模型建立根據(jù)設(shè)計(jì)員提供的圖紙分專業(yè)進(jìn)行模型建立，這個(gè)階段主要是將圖紙中的幾何信息轉(zhuǎn)化為三維模型。建模的要點(diǎn)是保持“圖模一致性”，將設(shè)計(jì)圖紙的信息真實(shí)的建立在三維模型中。2)各專業(yè)協(xié)同優(yōu)化模型建立完成后，不同專業(yè)可能存在設(shè)計(jì)碰撞問題。為發(fā)現(xiàn)并解決這一問題。需要進(jìn)行設(shè)計(jì)碰撞的檢查。本文利用BIM軟件的檢索功能，檢索同專業(yè)構(gòu)件之間以及各專業(yè)構(gòu)件之間可能存在的碰撞問題。進(jìn)一步，根據(jù)碰撞檢查的結(jié)果，對前期建立的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以協(xié)調(diào)解決各專業(yè)的設(shè)計(jì)碰撞問題。最后，對三維模型進(jìn)行空間管理，并將BIM軟件內(nèi)的優(yōu)化成果轉(zhuǎn)化為施工圖更新。3)虛擬漫游（可視化）最終設(shè)計(jì)的結(jié)果，將在BIM模型中實(shí)現(xiàn)3D模型的可視化設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)對整體BIM模型進(jìn)行虛擬漫游。從而不僅實(shí)現(xiàn)所見即所得，并可進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)優(yōu)化的結(jié)果。將所有二維平面上的設(shè)計(jì)信息以三維模型和漫游視頻的形式進(jìn)行可視化交底，并將漫游視頻作為階段性成果保存留檔。充分協(xié)調(diào)后，該三維設(shè)計(jì)模型則作為接下來施工階段的BIM模型數(shù)據(jù)，為下一步的技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。3.2.2建模方法1）建模準(zhǔn)備階段圖紙檢查：設(shè)計(jì)階段建立BIM模型的依據(jù)通常是審核過后的施工圖紙。在建立BIM模型之前必須對施工圖進(jìn)行全面的檢查，包括圖紙的完整性，圖紙與圖紙之間是否存在信息矛盾，圖紙本身是否有錯(cuò)誤等。確定以上信息后，才能保證建模所參照的圖紙正確可靠。建模底圖的處理：設(shè)計(jì)圖紙包含的信息十分廣泛，建立BIM模型時(shí)，需要把圖紙上不必要的信息進(jìn)行整理。如對不必要的圖框，設(shè)計(jì)說明文字等進(jìn)行刪除；填充區(qū)域，無用標(biāo)注等圖層直接隱藏，目的是為了過濾無用信息，確保用于建模參照的底圖干凈整潔。下圖3-9為經(jīng)過整理后的工科樓1樓二維圖紙，刪除了原先圖紙上存留的機(jī)械樓部分圖紙：圖3-9工科樓1樓二維圖紙2）建立模型本文將使用工科樓CAD圖紙，對湘潭大學(xué)工科樓進(jìn)行模型的重建，但工科樓建成年代久遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)不完善，只能依靠現(xiàn)有二維圖紙以及人工測量數(shù)據(jù)進(jìn)行三維模型的創(chuàng)建。因人力及技術(shù)設(shè)備有限，工科樓有些數(shù)據(jù)難以測量，只能將工科樓實(shí)際模型部分還原，暫不能做到完全100%還原工科樓模型。建立模型的第一步就是進(jìn)行樣板文件的選擇，本文選擇的是建筑樣板（圖3-11），接著可以看到的是建筑樣板的繪制構(gòu)件的選項(xiàng)卡（圖3-12），我們根據(jù)二維圖紙先進(jìn)行軸網(wǎng)的建立（圖3-13，3-14），再對樓層平面進(jìn)行建立（圖3-15）。圖3-11工科樓樣板文件的選擇圖3-12建筑樣板的繪制選項(xiàng)卡圖3-13工科樓軸網(wǎng)的建立圖3-14工科樓立面軸網(wǎng)的建立圖3-15工科樓南北樓樓層平面的建立在立面中，要將軸網(wǎng)拉到樓層標(biāo)高之上，才能進(jìn)行模型的繪制。由于工科樓分南北兩樓，且標(biāo)高南北樓同層樓標(biāo)高不一致，需要建立多個(gè)樓層標(biāo)高，并分別進(jìn)行樓層的繪制。在Revit中物理信息是墻體圖元的基礎(chǔ)參數(shù)，軟件中通過創(chuàng)建不同的墻類型來記錄和整合數(shù)據(jù)。材質(zhì)和面層詳細(xì)信息是墻體圖元的附加信息。同一種墻體可能存在多種幾何數(shù)據(jù)，但是材質(zhì)參數(shù)和面層信息卻是固定不變的。因此定義不同的墻體類型按功能進(jìn)行分類：建筑墻、結(jié)構(gòu)墻、幕墻。具體類型再按此規(guī)則進(jìn)行二級分類。在建立墻體模型前，需要設(shè)置以下參數(shù)：族與類型、構(gòu)造參數(shù)、圖形參數(shù)、材質(zhì)參數(shù)、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)等。族與類型是墻體這個(gè)分類下的二級分類。構(gòu)造參數(shù)對應(yīng)LOD300要求的面層詳細(xì)信息、材質(zhì)參數(shù)對應(yīng)LOD200要求的材質(zhì)信息，圖形參數(shù)、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)對應(yīng)三維到二維的制圖表達(dá)。下圖3-16為可修改的墻參數(shù)，可以根據(jù)需要獲得自己想要的墻，包括幾何參數(shù)、結(jié)構(gòu)、表面和截面圖形表現(xiàn)和外表面顏色表現(xiàn)；還能對墻體的結(jié)構(gòu)和材料的構(gòu)成進(jìn)行選擇和修改（圖3-17，圖3-18）：圖3-16墻類型及參數(shù)設(shè)置界面圖3-17墻的結(jié)構(gòu)設(shè)置界面圖3-18墻的結(jié)構(gòu)材質(zhì)設(shè)置界面這里便是BIM軟件建立三維模型和二維設(shè)計(jì)制圖的區(qū)別所在。三維設(shè)計(jì)軟件，模型實(shí)體和參數(shù)必須是同時(shí)被創(chuàng)建的，模型和參數(shù)信息一一對應(yīng)。而二維設(shè)計(jì)軟件是先繪制平面幾何信息，再通過標(biāo)注和說明對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行定義。設(shè)置完墻體參數(shù)后，只要在合適的平面視圖中繪制即可生成墻體三維模型。后續(xù)調(diào)整墻體任何信息只要在“屬性”界面的“編輯類型”功能中對相應(yīng)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行修改便可更新。3）三維模型的可視化利用BIM建模軟件構(gòu)建一個(gè)基于基礎(chǔ)的建筑信息模型并且傳達(dá)建筑的設(shè)計(jì)意圖。建模軟件是面向BIM的第一步，其中關(guān)鍵是三維模型數(shù)據(jù)庫的屬性、數(shù)量、手段和方法。三維成像的BIM模型是信息模型的基礎(chǔ)?？梢暬腂IM模型大大拓展了設(shè)計(jì)師的思路，幫助建筑師更好的論證各類建筑外形的可實(shí)施性和建筑外形的可靠性。BIM模型的這一特點(diǎn)有助于建筑設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出更出色的建筑作品，推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的向前發(fā)展。從項(xiàng)目推進(jìn)的角度考慮，BIM模型具備更詳細(xì)的各專業(yè)設(shè)計(jì)信息，可以幫助建筑項(xiàng)目的各參與方在項(xiàng)目前期更好的理解整體建筑設(shè)計(jì)，為項(xiàng)目各項(xiàng)工作的開展起到積極推進(jìn)的作用。下圖1-13，1-14，1-15為工科樓整體模型圖、內(nèi)部模型圖以及工科樓北樓內(nèi)部模型圖：圖1-13工科樓模型圖1-14工科樓內(nèi)部模型圖圖1-15工科樓北樓二樓內(nèi)部模型圖第4章工科樓建筑信息的提取4.1Revit二次開發(fā)技術(shù)Revit為廣大開發(fā)者提供了RevitSDK（軟件開發(fā)包），其中包括：初學(xué)者說明文檔、開發(fā)者常用幫助參考文檔、實(shí)例程序代碼等資料。同時(shí)在Revit2015SDK中還提供二次開發(fā)實(shí)用小工具包括了：用戶開發(fā)的插件Add-inManager；查看Revit模型中元素的內(nèi)容屬性工具RevitLookup；介紹Revit軟件安裝信息及修改插件的.addin文件RevitAddInUtility.chm。SDK基本涵蓋了Revit的API用法，使得開發(fā)者們可以隨意訪問建筑模型中的元件，對其進(jìn)行屬性查詢、變更及添加元件等相關(guān)功能操作，用戶可以根據(jù)自己的需求來擴(kuò)展Revit相應(yīng)功能，在很大程度上方便了軟件使用者，提高工作效率。二次開發(fā)技術(shù)有利于Ｒevit推廣和應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)功能本地化的重要工具。它可以大大提高模型建立的速度，提高協(xié)同設(shè)計(jì)效率，輔助三維出圖，有利于滿足項(xiàng)目的特定需要。4.1.1插件加載配置AddInManager:a、在RevitSDK安裝目錄下找到“Add-InManager”文件夾；b、將“Add-InManager”文件夾中的“AddInManager.dll”、“Autodesk.AddInManager.addin”復(fù)制到“C:\ProgramData\Autodesk\Revit\Addins\2016”；c、之后用記事本的方式打開“Autodesk.AddInManager.addin”；d、將其中的“[TARGETDIR]AddInManager.dll”改為“Add-InManager”文件夾下“AddInManager.dll”的路徑。4.1.2開發(fā)方式當(dāng)在MicrosoftVisualStudio平臺(tái)上使用C#語言對Revit進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，一般有兩種方式：一種是外部命令法，另一種是外部應(yīng)用法。1）外部命令：外部命令是通過IExternalCommand來添加自己的應(yīng)用。Revit通過.addin文件來識(shí)別和加載外部插件，其基本原理是Revit沒有其他命令在運(yùn)行或者沒有處于編輯模式，那么已經(jīng)注冊了的外部命令（ExternalCommand）就可以被激活。插件被選中，外部命令對象將被創(chuàng)建出來，并且執(zhí)行Execute函數(shù)。執(zhí)行完畢，外部命令對象被銷毀。當(dāng)使用外部命令方式進(jìn)行軟件開發(fā)時(shí)，主要分以下幾步進(jìn)行操作[23]：（1）需要新建類，并從IExternalCommand接口派生；（2）然后重載IExternalCommand.Execute()方法；（3）添加用戶代碼實(shí)現(xiàn)命令功能。Execute()方法中有三個(gè)參數(shù)類型ElementSet、refstring、ExternalCommandData，分別代表對象集合傳出參數(shù)、提示字符串傳出參數(shù)、應(yīng)用程序和文檔對象獲取參數(shù)。外部應(yīng)用程序的創(chuàng)建可以用以上方法來添加控件和按鈕，但新建類由IExternalApplication接口派生，需要實(shí)現(xiàn)OnStartup()和OnShutdown()方法，在命令執(zhí)行時(shí)不需重新啟動(dòng)Revit.exe，只要重新加載就可以了[18]。IExternalCommand是RevitAPI用戶通過外部命令來擴(kuò)展開發(fā)是必須實(shí)現(xiàn)的接口。IExternalCommand接口里面只有一個(gè)抽象函數(shù)Execute，重載這個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)IExternalCommand。2）外部應(yīng)用：插件開發(fā)者可以通過實(shí)現(xiàn)IExternalApplications來添加自己的應(yīng)用。Revit同樣通過.addin文件來識(shí)別和加載實(shí)現(xiàn)IExternalApplication的外部插件。IExternalApplication接口有兩個(gè)抽象函數(shù)OnStartup和OnShutdown，參數(shù)都是UIControlledApplication類型。用戶可以通過實(shí)現(xiàn)了IExternalApplication的外部應(yīng)用中重載Onstartup和OnShutdown函數(shù)，在Revit啟動(dòng)或者關(guān)閉是定制所需的功能。還可以在附加模塊中新建Ribbon按鈕和控件。本文以VS2015為工具，以.NETFramework4.52為平臺(tái)，使用C#語言和外部應(yīng)用法對Revit2016進(jìn)行二次開發(fā)技術(shù)，進(jìn)而對工科樓模型進(jìn)行建筑信息的提取。4.2建筑信息的提取對BIM模型信息的提取主要分為兩大內(nèi)容[24]：一是BIM模型中所有的構(gòu)件清單，二是所有構(gòu)件所帶有的屬性參數(shù)。BIM模型的所有數(shù)據(jù)都是以工程項(xiàng)目的構(gòu)件比如墻、門、窗等為核心展開的，而每個(gè)構(gòu)件都是其本身各種屬性數(shù)據(jù)的整合。RevitAPI對于建筑構(gòu)件的分類細(xì)度比較大，比如結(jié)構(gòu)柱的族類型下就包含圓形柱、方形柱等類型，然而在工程項(xiàng)目施工過程中，并不會(huì)因?yàn)橹拥淖孱愋筒煌绊懯┕すば颍虼藢evitAPI中的構(gòu)件個(gè)體映射至較高層級的類上，然后再根據(jù)每個(gè)構(gòu)件的屬性參數(shù)來確定其工程量。4.2.1主程序流程下圖4-1為建筑信息提取的主程序流程圖：圖4-1主程序流程圖程序的準(zhǔn)備工作如下：1）打開VS2015，創(chuàng)建類庫；2）添加相關(guān)引用RevitAPIUI.dll、RevitAPI.dll，將上述兩個(gè)引用的“復(fù)制到本地”屬性改為False，以免編譯生成很多不需要的東西；3）在命名空間中添加引用：usingAutodesk.Revit.UI;usingAutodesk.Revit.DB;usingAutodesk.Revit.UI.Selection;usingAutodesk.Revit.ApplicationServices;usingAutodesk.Revit.Attributes;usingAutodesk.Revit.Utility;4）添加相關(guān)代碼：[Transaction(TransactionMode.Manual)][Regeneration(RegenerationOption.Manual)]將上面的相關(guān)接口添加后，就可以對Revit進(jìn)行二次開發(fā)程序的編寫。5）完成以上步驟，然后進(jìn)行代碼的編寫，程序編寫完成后就可以在Revit的附加模塊中的外部工具對程序進(jìn)行加載，從而完成數(shù)據(jù)的提取。進(jìn)行二次開發(fā)的提取數(shù)據(jù)需要對所提取的對象進(jìn)行過濾，要想對Revit中的對象進(jìn)行過濾，首先必須使用收集器將過濾到的對象進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)它也對當(dāng)前文檔中的對象提供了過濾的功能。在過濾操作時(shí)，可以直接使用快速過濾器和慢速過濾器，被過濾到的對象就直接被存儲(chǔ)到收集器中。本文的二次開發(fā)相關(guān)代碼函數(shù)如下：Ribbon函數(shù)可以在Revit附加模塊中添加按鈕插件（如圖1-17的GetBIMData），利用這個(gè)按鈕，可以直接對當(dāng)前三維建筑模型進(jìn)行門墻數(shù)據(jù)的提?。籉ilteredElementCollector函數(shù)可以過濾選取元素，如選取墻、門或窗，也可以獲取當(dāng)前三維模型中的所有門和窗的信息；墻的長度可以從墻的Location屬性間接獲取，或者讀取wall的“長度”參數(shù)的值；Element.Location屬性是用來獲取元素的位置，Location可以轉(zhuǎn)化為LocationPoint和LocationCurve，如果這個(gè)元素是點(diǎn)，則轉(zhuǎn)化為LocationPoint，如果是直線或者曲線則轉(zhuǎn)化為LocationCurv；在制作族的時(shí)候，族文件中的幾何體具有自己的坐標(biāo)系。當(dāng)加載族文件到Revit模型文件中，插入改族實(shí)例到模型后，族實(shí)例中的幾何體具有自己的坐標(biāo)。從族實(shí)例獲取幾何體的幾何信息有兩種方法：1）FamilyInstance.GetOriginalGeometry()方法：獲取這個(gè)族實(shí)例在被剪切，合并等操作之前的幾何數(shù)據(jù)GeometryElement。其數(shù)字是相對于Revit的模型坐標(biāo)系；2）FamilyInstance.Geometry屬性：可以獲得這個(gè)族實(shí)例經(jīng)過后期處理（剪切，合并等）之后的幾何數(shù)據(jù)（GeometryElement)。4.2.2數(shù)據(jù)的提取針對于三維模型中的構(gòu)件進(jìn)行提取的數(shù)據(jù)，將大部分構(gòu)件設(shè)計(jì)成了自定義對象，有些略復(fù)雜的構(gòu)件是由一些基本圖元構(gòu)成的，而被看成自定義對象的建筑構(gòu)件又被組碼和組碼說明來分類，一共分為三種情況，面對這三種情況，將該類型的構(gòu)件如以下四種提取方法進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，前三類屬于自定義對象，而第四類不屬于自定義對象。1）第一類為建筑構(gòu)件屬于提供組碼及組碼說明。如一些基本構(gòu)件，墻、門、窗、樓板等等。2）第二類建筑構(gòu)件屬于提供組碼但不提供組碼說明。如一些略復(fù)雜樓梯構(gòu)件，雙分樓梯，交叉樓梯，剪刀樓梯，三角樓梯，自動(dòng)扶梯等等。3）第三類為建筑構(gòu)件屬于組碼和組碼說明都不提供。如一些常用的屋頂構(gòu)件，平面屋頂、人字屋頂。4）第四類為建筑構(gòu)件不是自定義對象，由基本構(gòu)件元素組成。如電梯、樓板、梁等。本文編寫了提取墻和樓板的數(shù)據(jù)的程序，在Revit的附加模塊上新建了GetBIMData插件（圖4-2），利用GetBIMData插件，通過元素過濾器為需要提取的對象數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，包括其幾何信息和材料信息（圖4-3，圖4-4，圖4-5），如圖提取信息后將其存儲(chǔ)D盤中（圖4-6，圖4-7，圖4-8）：圖4-2GetBIMData插件圖4-3建筑信息門的數(shù)量數(shù)據(jù)提取圖4-4建筑信息載入的門窗族文件數(shù)據(jù)提取圖4-5建筑信息提取后數(shù)據(jù)的保存圖4-6樓板和墻數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存圖4-7樓板的提取數(shù)據(jù)圖4-8墻的提取數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表示為：原點(diǎn)坐標(biāo)XYZ、方向向量、長寬高、材質(zhì)。具體的構(gòu)件信息需要利用其它插件進(jìn)行查看，目前研究技術(shù)有限，只能編寫程序?qū)ㄖ畔⒛Ｐ瓦M(jìn)行門和墻數(shù)據(jù)信息的提取，后續(xù)的開發(fā)研究還需要完善。要完整描述一個(gè)構(gòu)件信息，需要從BIM模型中提取出BIM數(shù)據(jù)，空間實(shí)體就是對復(fù)雜事物和現(xiàn)象進(jìn)行簡化抽象得到的結(jié)果，它們的一個(gè)典型特征是與空間位置有關(guān)，都具有一定的幾何形態(tài)、屬性特征、時(shí)間特征和空間關(guān)系對以上四個(gè)特征分析，總結(jié)出六點(diǎn)來描述建筑構(gòu)件信息，通過其中的六點(diǎn)來確定數(shù)據(jù)提取的目標(biāo)[25,26]。語義：主要是對象的命名，例如構(gòu)件、模型等命名，以及要提取構(gòu)件的各種屬性的命名。用來對其進(jìn)行拾取。幾何：主要是包括構(gòu)件的幾何信息，例如長度、面積、體積等一些重要幾何屬性，主要描述構(gòu)件形狀特征。定位：主要指相對前文檔的位置信息，采取相對定位的方式來描述。屬性：主要指構(gòu)件屬性數(shù)據(jù)主要包括建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)用途、材質(zhì)等。空間關(guān)系：主要指實(shí)體在空間位置引起的關(guān)系。時(shí)間：主要指構(gòu)件數(shù)據(jù)采集發(fā)生的時(shí)段或時(shí)刻。時(shí)間特征不作為建筑物數(shù)據(jù)抽取的中要內(nèi)容。為了創(chuàng)建出完整的－維模型，BIM數(shù)據(jù)應(yīng)該盡量完善，滿足應(yīng)用需求，盡可能的全面進(jìn)行抽取。因此數(shù)據(jù)抽取的目標(biāo)是盡最完備的抽取出述筑構(gòu)件語義、幾何、定位、屬性、空系數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)是具有全面性[27]。4.2.3數(shù)據(jù)的保存?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通常指：將需要的數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)流按照一定的規(guī)則存儲(chǔ)在一定的存儲(chǔ)介質(zhì)中，而在BIM行業(yè)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不僅指實(shí)體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，三維模型作為承載數(shù)據(jù)的媒介，也是另一種形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，而存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)通常指的是三維模型的建模標(biāo)準(zhǔn)或者將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在三維模型中遵循的規(guī)則。BIM三維模型存儲(chǔ)了大量的數(shù)據(jù)信息，如何將這些信息準(zhǔn)確而完整的提取出來，并傳遞給其他軟件利用，這是BIM需要解決的最重要的問題之一。對于BIM數(shù)據(jù)建模過程中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，一直是各個(gè)國家BIM發(fā)展進(jìn)程中重要的關(guān)注點(diǎn)之一。在2006年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院將IFC標(biāo)準(zhǔn)為國際通用的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)。IFC作為BIM交換標(biāo)準(zhǔn)，能夠很好的支持多源信息集成。通過IFC標(biāo)準(zhǔn)，可以更快更準(zhǔn)確的在BIM中進(jìn)行信息的交互，數(shù)據(jù)的更好交互讓各個(gè)專業(yè)的協(xié)同可以做的更好。本設(shè)計(jì)將從工科樓三維建筑模型中提取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在TXT文本中，數(shù)據(jù)的后續(xù)利用需要將TXT中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到其它文件或更改到其它格式。提取的數(shù)據(jù)包括所提取構(gòu)件的長寬高、方向向量等幾何信息，可以為室內(nèi)建筑的定位提供強(qiáng)有力的信息依據(jù)。BIM提取的數(shù)據(jù)信息還能轉(zhuǎn)化為IFC格式，解析IFC文件將相應(yīng)的數(shù)據(jù)賦值輸出，實(shí)現(xiàn)IFC-JS轉(zhuǎn)換，通過WebGL技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的讀取，使得包含建筑物信息的Revit3D模型在移動(dòng)終端中快速重建[29]，通過RevitAPI，采用開發(fā)的二次插件自動(dòng)獲取模型的屬性參數(shù)及幾何參數(shù)等相關(guān)參數(shù)信息，以IFC作為中間存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)輸出文件格式，并利用WebGL瀏覽器對形成的建筑信息模型圖形進(jìn)行渲染處理。通過以上程序，實(shí)現(xiàn)了在移動(dòng)端快速查詢Revit模型建筑對象的屬性信息，快速瀏覽建筑對象的三維實(shí)體模型等功能，從而方便快捷地指導(dǎo)施工現(xiàn)場的工程實(shí)施。

結(jié)論BIM在當(dāng)前信息化時(shí)代是非常重要的，其所帶來的優(yōu)勢能夠解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的施工效率低下、成本損失高、信息交互不完整的問題。BIM信息數(shù)據(jù)的獲取，更是給建筑設(shè)計(jì)帶來了極大的便利，極大的提高了效率。本文結(jié)合二次開發(fā)的技術(shù)以及數(shù)據(jù)提取的研究，形成了一套較為完整的方案，并結(jié)合實(shí)際模型進(jìn)行數(shù)據(jù)提取的測試，證明的BIM數(shù)據(jù)信息提取的可行性。本研究是利用AutodeskRevit2016、VisualStudio2015，以.NETFramework4.5.2平臺(tái)，使用C#語言對BIM模型進(jìn)行插件的開發(fā)，進(jìn)行了BIM二次開發(fā)室內(nèi)建筑信息提取的研究，全文的主要總結(jié)如下：1）分析了當(dāng)前BIM及其二次開發(fā)的國內(nèi)外的研究，結(jié)合當(dāng)下中國工程建筑的現(xiàn)狀，提出了對BIM進(jìn)行二次開發(fā)進(jìn)而提取數(shù)據(jù)的想法。2）列出了BIM技術(shù)的特點(diǎn)，得到其二次開發(fā)對于工程實(shí)際的意義。3）簡述了二次開發(fā)的流程，包括其開發(fā)環(huán)境的配置，以實(shí)際模型為對象，證明了二次開發(fā)的可行性。Revit的二次開發(fā)為實(shí)際工程提供了新的思路與方法，但還不能廣泛運(yùn)用，仍需要探索與研究。由于此次研究涉及到不同領(lǐng)域，本文還有很多進(jìn)步的地方，需要在今后的學(xué)習(xí)中不斷完善：1）本文的二次開發(fā)用到的三維模型，是在有限條件下建立的，在數(shù)據(jù)以及信息精度上還有很多不足之處，這還需要不斷改善的。2）對于計(jì)算機(jī)編程方面，經(jīng)驗(yàn)比較欠缺，暫時(shí)只能提取到有限的數(shù)據(jù)，對于RevitAPI的應(yīng)用還不太深入，這需要在以后進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程方面的深入學(xué)習(xí)。3）本次課題是面向?qū)嶋H工程的，但在建筑工程專業(yè)方面基礎(chǔ)較為淺薄，所想和所看都有漏洞之處，在以后還是需要繼續(xù)吸取經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)的。4）二次開發(fā)的后續(xù)研究與實(shí)際應(yīng)用，需要各方面知識(shí)的不斷補(bǔ)充，后續(xù)研究者需要進(jìn)行相關(guān)方面的深入研究。

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