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1.緒 論
1.1選題背景
從穴居人到現(xiàn)代社會(huì),人類經(jīng)歷的不僅僅是時(shí)代的變遷,文化的進(jìn)步,就連建筑行業(yè)也是發(fā)生了翻天覆地的變化,由洞穴(公元前25000年前)——泥磚房(公元前8000年)——多姆斯(公元前500年)——城堡(公元3世紀(jì))——町屋(公元9世紀(jì))——土樓(宋元時(shí)期)——公共住房(現(xiàn)代社會(huì)),隨著材料和造型的改變,人們對(duì)建筑物的要求也越來(lái)越高,既要求經(jīng)濟(jì)、又要求適用、還要求美觀。
近年來(lái)的建筑行業(yè)發(fā)展尤為迅猛,隨著科學(xué)的進(jìn)步,建筑行業(yè)由傳統(tǒng)模式變?yōu)榱爽F(xiàn)在的開放管理,也變得越來(lái)越科技化,比如裝配式建筑、BIM技術(shù)等。
BIM(Building?Information?Modeling)即建筑信息模型,它是通過(guò)數(shù)字化技完整一致的、具有邏輯性的建筑信息庫(kù)[4]。BIM技術(shù)最初是由Autodesk公司在2002年提出的,主要是為了幫助實(shí)現(xiàn)建筑信息的集成,從建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工、竣工驗(yàn)收、后期的保修期直至項(xiàng)目終結(jié),所有的數(shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)三維模型。
BIM應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展如此快速,還有一個(gè)很重要的原因,它可以有效的提高工作效率,減少生產(chǎn)成本,縮短建筑周期,可以將利益最大化。因此BIM應(yīng)用技術(shù)在未來(lái)必將會(huì)是每個(gè)建筑人必須擁有的一個(gè)技能。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是展示和提升高校建筑工程專業(yè)學(xué)生BIM應(yīng)用技能水平和綜合素質(zhì)的新途徑和新方法,是培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型、應(yīng)用型建筑工程人才的重要途徑。本項(xiàng)目的任務(wù)是使學(xué)生在準(zhǔn)備階段、招投標(biāo)階段和施工階段掌握建筑工程中的BIM技術(shù),針對(duì)BIM技術(shù)在實(shí)際工程項(xiàng)目各個(gè)階段的應(yīng)用,使學(xué)生具備應(yīng)用BIM工程建模和BIM的能力深化設(shè)計(jì),以鞏固自己的專業(yè)知識(shí),豐富自己的視野,拓展自己的思維,提高問(wèn)題分析和解決問(wèn)題的協(xié)調(diào)能力,為今后的工作做好必要的準(zhǔn)備。
1.2 BIM技術(shù)在國(guó)外的發(fā)展
美國(guó)的BIM研究與應(yīng)用都位居世界前列。目前美國(guó)大部分建筑項(xiàng)目已經(jīng)開始應(yīng)用BIM技術(shù)了。此后,各種BIM協(xié)會(huì)都陸續(xù)出現(xiàn),各種BIM標(biāo)準(zhǔn)也出臺(tái)了。
BIM技術(shù)在西方國(guó)家發(fā)展得很好,尤其是英國(guó)。到目前為止,英國(guó)的BIM技術(shù)應(yīng)用正在以全世界最快的速度增加。到2013年3月出臺(tái)了PAS1192-2標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)是英國(guó)政府建設(shè)戰(zhàn)略的一部分,以加強(qiáng)工程交付管理和財(cái)務(wù)管理為目標(biāo),其主要目的是整體上把公共部門建設(shè)費(fèi)用的支出減少近20%-30%。據(jù)2015年NBS(Nationalbuilding Specification)調(diào)查報(bào)告顯示,
英國(guó)政府到2025年為止將白天釋放33%的培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)指標(biāo)??s短建設(shè)初期費(fèi)用和人壽周維護(hù)費(fèi)用,建設(shè)更新工程50%工期,溫室氣體排放量50%,建筑材料進(jìn)出口貿(mào)易50%。英國(guó)國(guó)家廣播公司(NBS)從2010年開始進(jìn)行“國(guó)家BIM調(diào)查(NationalbiMSurvey)”,以約1000名建設(shè)、工程和測(cè)定領(lǐng)域的建設(shè)產(chǎn)業(yè)從事者為對(duì)象進(jìn)行在線調(diào)查。這份關(guān)于B.I.M的調(diào)查到現(xiàn)在已經(jīng)是第5年了。調(diào)查結(jié)果顯示,英國(guó)政府2011年發(fā)表BIM推進(jìn)政策白皮書后,經(jīng)過(guò)4年左右的努力,效果顯著。
圖1.1 美國(guó)BIM倡議
1.3 工程項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)要求
筆者的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為“烏審旗沙爾利格小學(xué)綜合教學(xué)樓及周轉(zhuǎn)宿舍的建模表現(xiàn)”。本項(xiàng)目建筑面積5238.28平方米,基地面積2242.22平方米,地上4層(局部3層),建筑總高19.00米(從室外地坪至坡屋頂二分之一處),框架結(jié)構(gòu)(局部鋼框架),屋面防水等級(jí)1級(jí),耐火等級(jí)二級(jí),抗震設(shè)防烈度為7度。
該設(shè)計(jì)采用BIMMAKE或Revit結(jié)合圖紙進(jìn)行土建模型的創(chuàng)建,模型創(chuàng)建過(guò)程中可以將BIMMAKE模型無(wú)縫導(dǎo)入到Revit中,不建議反向?qū)?。通過(guò)BIMMAKE能夠簡(jiǎn)單快速的進(jìn)行土建模型創(chuàng)建,一鍵處理模型重面,快速繪制跨度間的梁板,能夠做深化設(shè)計(jì)進(jìn)行快速砌體排磚。
采用廣聯(lián)達(dá)專業(yè)機(jī)電BIM軟件MagiCAD2020 for Revit2019(以下簡(jiǎn)稱MC) ,結(jié)合圖紙完成案例工程機(jī)電模型建立,模型中包含但不限于機(jī)電各專業(yè)管線、管件、附件、設(shè)備、支吊架(不少于兩個(gè)專業(yè))。 根據(jù)機(jī)電管線配色方案(配色為常規(guī)配色或自定義)為機(jī)電管線、附件、設(shè)備進(jìn)行配色; 根據(jù)綜合管線排布原則對(duì)所建機(jī)電管線進(jìn)行管線綜合排布調(diào)整; 利用MC機(jī)電管線交叉快速處理功能對(duì)交叉碰撞管線優(yōu)化處理; 利用MC碰撞檢查對(duì)優(yōu)化調(diào)整完成的機(jī)電管線進(jìn)行碰撞檢查,對(duì)存在碰撞位置再次進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,直至管線間不存在碰撞;利用MC孔洞預(yù)留和開洞功能對(duì)機(jī)電管線穿土建墻體進(jìn)行孔洞預(yù)留開洞;利用MC碰撞檢查對(duì)所建模型進(jìn)行整體碰撞檢查,包含機(jī)電各專業(yè)之間,機(jī)電與土建之間的檢查,對(duì)存在碰撞位置進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化,直至不存在碰撞。
通過(guò)導(dǎo)入土建與機(jī)電模型,在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)平臺(tái)VDP進(jìn)行效果和交互處理,同時(shí)對(duì)項(xiàng)目概況、實(shí)施過(guò)程等進(jìn)行適當(dāng)介紹,最后通過(guò)BIMVR進(jìn)行展示;在VDP中對(duì)機(jī)電專業(yè)某個(gè)系統(tǒng)的局部進(jìn)行動(dòng)畫運(yùn)行模擬,對(duì)土建結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行施工動(dòng)畫模擬,對(duì)重要節(jié)點(diǎn)的施工工藝模擬。也可采用LUMION軟件對(duì)模型進(jìn)行漫游渲染。
本次設(shè)計(jì)主要采用了實(shí)際操作的方式,通過(guò)對(duì)烏審旗沙爾利格小學(xué)綜合教學(xué)樓及周轉(zhuǎn)宿舍的建模表現(xiàn)這一課題的研究讓筆者對(duì)于BIM應(yīng)用技術(shù)具有初步的認(rèn)識(shí),清楚BIM建模的每一個(gè)過(guò)程,將書本上的概念轉(zhuǎn)化為實(shí)際中的應(yīng)用。
圖1.2 建筑立面圖
2.Revit模型的創(chuàng)建
2.1 模型創(chuàng)建的前期準(zhǔn)備
畢業(yè)設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)難度大、工程量大的作業(yè),而且此次筆者的設(shè)計(jì)還是關(guān)于BIM的建模與表現(xiàn),難度更是不小。筆者在此之前從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)BIM這一方面,這方面的軟件更是不清楚,而且專業(yè)相關(guān)的軟件,只有CAD有一點(diǎn)點(diǎn)的基礎(chǔ),這次設(shè)計(jì)甚至連要用哪個(gè)軟件都不清楚,所以這個(gè)課題對(duì)筆者來(lái)說(shuō)真的是很困難的。所以在做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)之前,做了很多的準(zhǔn)備。先是對(duì)任務(wù)書進(jìn)行了初步研究分析,同時(shí)又跟著老師學(xué)習(xí)了一段時(shí)間的機(jī)電建模,還從圖書館借閱相關(guān)的資料,以及上網(wǎng)搜素相關(guān)的視頻資料等。在覺(jué)得自己對(duì)任務(wù)書有了一定的了解之后才開始做建模。建模之初需要先進(jìn)行安裝軟件于BIM技術(shù)的建模與表現(xiàn)配套軟件,主要軟件有以下幾個(gè):
1)廣聯(lián)達(dá)BIMMAKE;
2)廣聯(lián)達(dá)MagiCAD 2020 for Revit 2019、
3) 虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)平臺(tái)VDP、BIMVR;
4)Revit 2019;
5)Microsoft Office Word、PowerPoint、Project;
6)其它 BIM 相關(guān)軟件
圖2.1 軟件安裝示意圖
在軟件安裝的同時(shí),筆者先進(jìn)行資料的處理,一個(gè)是圖紙的處理,另一個(gè)是關(guān)于族的處理。筆者的這套圖紙中主要包括建筑圖紙、結(jié)構(gòu)圖紙、暖通圖紙、水施圖紙、電氣圖紙。筆者需要把每個(gè)專業(yè)的圖紙都分割好,順便將圖紙中多余的內(nèi)容去掉,這樣方便后期建模時(shí)圖紙的導(dǎo)入和建模。族用漢語(yǔ)意思來(lái)講就是聚集,而Revit里的族也是如此,Revit里的族有很多種,包含了建筑物的每一個(gè)構(gòu)配件,這些構(gòu)配件的族都聚集在一起就形成了一個(gè)完整的建筑物。而族的創(chuàng)建也是十分復(fù)雜的,在此次設(shè)計(jì)中就不過(guò)多描述關(guān)于族的創(chuàng)建,故直接使用系統(tǒng)中自帶的族。
在軟件安裝完成后就可以開始建模,筆者打開Autodesk Revit 2019軟件,并且新建一個(gè)項(xiàng)目樣板(項(xiàng)目樣板是建立項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)置,它就像一個(gè)模子,由多種族構(gòu)成,在項(xiàng)目樣板的基礎(chǔ)之上,才可以建立一個(gè)完整的項(xiàng)目),進(jìn)入到正式的繪圖頁(yè)面。進(jìn)入界面之后,我們需要進(jìn)行一個(gè)很簡(jiǎn)單的操作,那就是將項(xiàng)目瀏覽器和樓層平面圖例分開(筆者習(xí)慣將樓層平面圖例放在左邊,項(xiàng)目瀏覽器放在右邊)。用鼠標(biāo)將項(xiàng)目瀏覽器拖至Revit 右邊界面邊緣處,這樣方便我們?cè)诤笃诘哪P徒ⅰ?br />
圖2.2 Revit界面圖
圖紙比例設(shè)置完成后,可以在我右側(cè)項(xiàng)目瀏覽器中,看到四個(gè)方向,"東,西,南,北"可以隨意選擇其中一個(gè)。然后打開立面圖繪制頁(yè)面,進(jìn)入立面圖繪制頁(yè)面以后,點(diǎn)擊“確定”按鈕,系統(tǒng)將自動(dòng)切換圖像頁(yè)面。進(jìn)入立面繪制頁(yè)面后,需要根據(jù)建筑物的樓層數(shù)、層高,繪制多條標(biāo)高線條,在菜單欄的“建筑”的選項(xiàng)中,選擇“標(biāo)高”工具,繪制標(biāo)高。
繪制標(biāo)高時(shí),筆者是從左向右繪制。標(biāo)高的說(shuō)明就會(huì)出現(xiàn)標(biāo)高線條的右方,由右向左畫標(biāo)高時(shí),標(biāo)高的說(shuō)明就會(huì)出現(xiàn)標(biāo)高線條的左側(cè),繪制完標(biāo)高后,我們需要選中標(biāo)高線,這時(shí)就可以看到在沒(méi)有顯示標(biāo)注的一側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小方框,此時(shí)可以點(diǎn)擊這個(gè)小方框,點(diǎn)擊過(guò)后這一側(cè)也會(huì)出現(xiàn)標(biāo)注。注意繪制的時(shí)候,Autodesk Revit會(huì)自動(dòng)顯示提示線條,使標(biāo)線長(zhǎng)度保持恒定。按照設(shè)計(jì)樓層,繪制完成標(biāo)高后,我們點(diǎn)擊標(biāo)高的名稱。以及標(biāo)高的數(shù)據(jù),需要將標(biāo)高命名為F1,F2...。這樣我們就完成了標(biāo)高的建立,完成標(biāo)高后,我們就可以開始繪制軸網(wǎng)。
由于筆者的圖紙?jiān)谶M(jìn)行軸網(wǎng)繪制時(shí)采用“拾取”的方式時(shí),軸網(wǎng)比較混亂,不容易拾取,也為了減少失誤,提高效率,故采用手動(dòng)繪制軸網(wǎng)的方式。
因?yàn)樵撎讏D紙的軸網(wǎng)左右不對(duì)稱,故在繪制之前需要先將軸線間的距離分別計(jì)算出來(lái)。在Revit窗口右側(cè)的項(xiàng)目瀏覽器中,選擇樓層平面中的“F1”點(diǎn)擊進(jìn)行確定。我們會(huì)進(jìn)入到一樓平面的繪圖頁(yè)面。我們可以在上方的選項(xiàng)卡菜單中,選擇“建筑-軸網(wǎng)”,大家可以在四個(gè)方向范圍里的空白處開始繪制軸網(wǎng)。在繪制軸線時(shí),單擊空白區(qū)域,之后進(jìn)行水平拖動(dòng)或垂直拖動(dòng),這樣我們就繪制成功了第一條軸網(wǎng),在繪制軸網(wǎng)時(shí),我們一定要注意要垂直或者水平進(jìn)行拖動(dòng),而且在繪制軸網(wǎng)時(shí)從左向右,從下向上繪制,這樣我們就可以保證軸網(wǎng)的標(biāo)注是正確的,以免發(fā)生不必要的錯(cuò)誤。接下來(lái)我們可以重復(fù)做上述工作,繪制余下的軸網(wǎng)。繪制余下軸網(wǎng)是一定要注意軸線與軸線之間的距離。我們也可以在繪制成第一條的時(shí)候選擇復(fù)制或者陣列,隨便設(shè)定一個(gè)距離,等畫完所有的軸網(wǎng)后,再進(jìn)行修改距離,注意修改距離的時(shí)候,先選中一個(gè)軸線,修改左側(cè)的距離,再選擇下一根軸線,同樣修改左側(cè)的距離,直到全部修改完。
我們完成一個(gè)方向的軸網(wǎng)繪制后,可以對(duì)軸網(wǎng)的長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)整,任意點(diǎn)擊選中一個(gè)軸線。會(huì)發(fā)現(xiàn)在軸網(wǎng)的數(shù)字標(biāo)注下方會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小的空心圓圈,鼠標(biāo)指向空心圓圈并出現(xiàn)一條虛線可以連接到所有的軸線時(shí),我們可以拖動(dòng)空心圓圈直到到達(dá)自己需要的長(zhǎng)度后,停止拖動(dòng),這時(shí)所有的軸線都已經(jīng)被拉長(zhǎng)了。完成一個(gè)方向的軸網(wǎng)繪制后,我們重復(fù)以上操作完成其他方向的軸網(wǎng)繪制,但是我們需要在繪制完第一條的軸網(wǎng)后將名稱需要修改為A,確定第一條軸線的名稱之后,其后的所有軸線就會(huì)自動(dòng)根據(jù)第一條的規(guī)則進(jìn)行依次標(biāo)注,逐步繪制多條軸線后,即可完成軸網(wǎng)的繪制。繪制軸網(wǎng)完成后,我們需要調(diào)整一下軸網(wǎng)的位置,一定要將軸網(wǎng)放置于四個(gè)立面標(biāo)志的方向里,如果不在四個(gè)方向里會(huì)影響我們?nèi)S圖的視角,我們需要將其移動(dòng)至軸網(wǎng)之外(注意,這四個(gè)方向都是有兩部分,一定要將其都選中后再進(jìn)行移動(dòng))。軸網(wǎng)和標(biāo)高一旦完成,我們就開始繪制基礎(chǔ),柱子或其他結(jié)構(gòu)。 |
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