基于Revit和TR-Arch軟件集成的建筑參數化建模研究

王銳，賈黎明

（安徽工業大學，安徽 馬鞍山 243000）

1 引言

由教育部高等學校工程圖學課程教學指導委員會、中國圖學學會制圖技術專業委員會、中國圖學學會產品信息建模專業委員會聯合舉辦的第十一屆“高教杯”全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽引起了全國各高校的廣泛反響。此次競賽中第三賽項“天正”BIM創新應用考察了學生熟練使用天正建筑信息化軟件進行參數化建模和標準化出圖的技能。根據2016年8月住房和城鄉建設部發布的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》，“結合BIM等新技術應用，重點完善建筑工程勘察設計、施工、運維全生命期的信息化標準體系[1]”將作為現代建筑業信息化的標準。盡管在理論層面上，BIM（建筑信息化模型）的實現與參數化建模沒有必然的聯系，但就目前我國BIM的發展現狀和技術水平來看，參數化建模是BIM得以成為真正生產力所必不可少的基礎。

2 軟件介紹

2.1 Revit Architecture

參數化設計是Revit Architecture的一個重要特征，它分為參數化圖元和參數化修改引擎兩個部分[2]。參數化圖元即用一系列的參數來保存圖元作為數字化建筑構件的所有信息；參數化修改引擎使得用戶對其中任一圖元進行修改時，相關聯的其他構件信息同時改正。同時，由于Revit創建的構件模型與施工現場中的真實構件一一對應，故可以通過碰撞檢測功能來確定模型中不同構件之間的沖突，避免設計與施工實際之間的脫節，從而使業主得到高質量的設計，減少施工過程中的變更，有利于管理者調控項目全生命周期的成本。

2.2 TR-Arch V4.0

TR-Arch系列軟件延續了基于AutoCAD平臺開發的設計風格與使用習慣，弱化BIM的設計難度，消除二維和三維的設計界限，提升整體應用的精度。TR-Arch或T20-Arch系列軟件所創建的模型信息，通過雙平臺的“數據中心”將模型信息進一步數據化，并在自由軟件數據聯通，協同互用的基礎之上，打通與國內外主流BIM平臺的接口，實現真正意義上的數據聯通。新版TR-Arch V4.0支持Autodesk Revit2015-2018平臺，涵蓋了樓層定義、軸網定位、構件建模、符號注釋、數據聯通、建筑防火等相關功能。

2.3 T20-Arch V4.0

T20-Arch系列軟件應用專業對象技術，在三維模型與平面圖同步完成的技術基礎上，進一步滿足建筑施工圖需要反復修改的要求。軟件具有植入數據信息、承載信息、擴展信息等特點，通過界面集成、數據集成、標準集成及天正系列軟件內部聯通和天正系列軟件與Revit等外部軟件聯通，打造真正有效的BIM應用模式。

3 以某村辦公樓為例參數化建模

參數是我們在研究問題時引入的用于描述某幾個變量之間相互關系的變量。而參數化建模中的參數則用來描述不同對象之間的關系和約束。如創建一個窗，輸入窗臺高度，框架厚度等參數，通過這些參數窗與墻產生了永久的聯系，且建筑設計的標準與意圖在建模過程中被捕捉，模型的編輯工作更加容易。同時，借助參數化建模，BIM軟件可以協調任何位置的變更，當改變模型中某一構件的參數時，與之相關需要更新的圖紙、明細表等均自動變更。

Revit Architecture是目前建筑市場上主流的參數化建模軟件，而基于Revit平臺的TR-Arch系列軟件顯著提高了參數化建模的效率，我國建筑市場正處于三維正向設計的積極探索階段，三維設計建模標準也將替代基于二維的標準，但就我國現階段系統實現的復雜性、操作的易用性、處理速度的可行性以及技術水平和能力幾個角度綜合考慮，二維工程圖的標準化與規范化同樣重要，T20-Arch軟件的“數據中心”功能則有利于這一目標的實現。

3.1 建筑主體建模

基于Revit Architecture的TR-Arch軟件建筑參數化建模過程如圖1所示，下面以某村一辦公樓為例詳細闡述參數化建模各步驟的操作方法。

圖1

①樓層標高。Revit Architecture中樓層標高的設置需要到立面圖中對各樓層逐一設置創建，而TR-Arch軟件支持批量定義樓層層高及樓層名稱，即在樓層軸網模塊中利用樓層標高命令，根據二維建筑圖紙統一設置并批量建立樓層。

②軸網繪制。Revit Architecture中軸網繪制往往需要依賴修改模塊中的復制、陣列、鏡像和旋轉命令，而TR-Arch中直線軸網和弧線軸網都可以通過輸入參數的方法直接創建，其構建界面如圖2所示。對于軸網的標注，TR-Arch中新增的添補軸號，刪除軸號，主附轉換以及軸號重排功能均可在對軸號的調整后自動更新軸號排列，大大提高了軸網繪制和更改的效率，降低繪制的出錯率。

③墻體門窗。TR-Arch系列軟件的墻體門窗模塊涵蓋了建筑墻體、柱、門和窗等對象的建模命令。其中繪制墻體的命令交互是通過輸入墻寬，兩側保溫層厚度，墻體材料等相關參數定義墻體構件，進而在繪圖區域中根據命令行提示完成墻體的繪制。其構建界面如圖3所示。此外，墻體門窗模塊還提供了軸網生墻功能，為宿舍樓、教學樓、辦公樓等并列式房間的建模提供了便利。

圖2

圖3

Revit Architecture中墻體在柱子插入處默認為連接狀態，TR-Arch墻體工具中的“柱切墻”命令可以快速將整段墻體在柱子插入處進行打斷，提高了后期工程量統計的準確性和精確性。

柱子的創建也在墻體門窗界面下，采用輸入參數的方式繪制。首次運行柱命令時，默認打開標準柱-矩形柱頁面。通過點選Table頁，可以在標準柱和柱族庫間切換，在標準柱界面下，通過點選Table頁，可以在矩形柱、圓形柱和多邊形柱間切換。

門窗的構建與上述墻體、柱類似，TR-Arch系列軟件新增的自動編號和門窗替換等功能，使得門窗標號更快捷，同時為后期門窗明細表的創建打下基礎。

④房間樓梯。該模塊中的功能包括：繪制坡道、樓梯、支持批量創建房間對象、繪制屋頂、陽臺、樓板等輔助對象。

TR-Arch系列軟件提供了八種常見的樓梯樣式，本村辦公樓工程中樓梯為常見的雙跑樓梯樣式，其構建界面如圖4所示，構建時參照圖紙準確輸入樓梯類型、高度、井寬、踏步數等相關參數，確定后根據命令行提示定位創建。而Revit Architecture自帶的剪貼板命令可以快速生成其他樓層參數相同的樓梯。

3.2 建筑標準化出圖

利用參數化建模軟件進行標準化和自動化出圖是實現BIM技術應用于建筑設計的關鍵。傳統的CAD引擎是利用幾何規則生成圖形構件的一套建模方法，生成的二維工程圖也是孤立的。而參數化設計要素主要涉及幾何體尺寸描述參數，尺寸參數映射為空間頂點坐標，幾何體組成關系描述，幾何體間空間拓撲關系描述等[3]。軟件記錄的是不同參數化對象之間基于專業知識的約束，設計標準和意圖在建模過程中被捕捉，所提取的工程圖與模型保持同步，易于編輯且更有利于出圖標準化和自動化。下面以本村辦公樓工程為例，闡述TR-Arch系列軟件的標準化出圖過程。

圖4

①天正導出。天正接口命令作為TR-Arch系列軟件與T20-Arch系列軟件的橋梁，其操作界面如圖5所示，根據命令行提示將模型整樓添加，導入tgl文件。

圖5

②BIM導入。T20-Arch軟件的數據中心支持與各種主流繪圖預算軟件進行交互。點取BIM導入命令后，彈出對話框，選擇*.tgl格式的模型文件點擊打開按鈕，即可將模型導入到T20系列軟件繼續編輯。其導入后的初始界面如圖6所示。

圖6

③標準化出圖。T20-Arch界面與以往天正建筑系列軟件界面類似，其操作方法也較為簡單。BIM導入后先對二維工程圖中構件的導入錯誤（如墻與柱重疊）進行更正，之后根據國家建筑制圖標準對二維工程圖進行標注，依次進行尺寸標注、繪制指北針、圖名比例、添加圖框等。T20-Arch軟件中符號標注模塊以選項板的形式整合到一起，尺寸標注選項板則是由“天正屏幕菜單-尺寸標注”中的常用功能以及尺寸設置組合而成。天正軟件中的標注方式與國家制圖標準基本吻合，且較AutoCAD軟件操作更加方便，標注更加準確。

3.3 常見問題與解決方法

盡管TR-Arch軟件在一些簡單民用建筑的參數化建模上更為高效便捷，但其參數化建模與標準化出圖的操作過程中仍存在一些問題，在此挑選一些具有代表性的常見問題提出相應的解決方案。

①族預覽圖不顯示問題。TR-Arch軟件在創建門窗構件有時會出現門窗的預覽圖為空白的現象。解決方案：首先檢查軟件安裝路徑，路徑中不能存在括號，如安裝在C：Program Files(x86)目錄下，則需更改安裝路徑。若安裝路徑正確仍不能顯示，這種情況一般出現在TR-Arch V4.0軟件中，需下載PickRfalmage.dll文件，并將其放在對應軟件文件中。

②門窗族構件不全。TR-Arch V4.0軟件為用戶提供了常見的四千多種族。但在使用過程中仍存在族庫中不含圖紙要求的門窗族現象。解決方案：TR-Arch軟件是基于Revit平臺的一款軟件，它的使用與Revit本身功能的實現并不沖突，對于族庫中沒有的門窗族，仍可以通過Revit中的公制窗和公制門樣例進行參數化創建后導入模型使用。

③BIM導入后構件的錯誤顯示。T20-Arch中的數據中心很好地將建筑信息模型自動生成的二維工程圖導入，但導入后往往存在一些墻與墻、墻與柱的重疊問題。對此，可以在墻體模塊下利用修墻角命令進行更正。而對于模型中的雙扇門，BIM導入后通常是以單扇門顯示，目前T20-Arch軟件只能采用重繪雙扇門的方法來解決這一問題。

4 結語

運用基于Revit Architecture平臺的TR-Arch軟件進行參數化建模，與Revit本身的參數化建模方法各有千秋。在軸網標高和簡單建筑形體的創建方面，TR-Arch軟件無疑更為高效。但在特殊建筑形體的創建方面，TR-Arch軟件仍需依賴Revit自身的公制常規模型與公制體量來進行參數化建模。因此，將Revit與TR-Arch軟件的優勢相結合，才是高效準確進行參數化建模的方法。

2015年6月16日，住房城鄉建設部以建質函〔2015〕159號印發了《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》。其中提到：BIM是在計算機輔助設計(CAD)等技術基礎上發展起來的多維模型信息集成技術，是對建筑工程物理特征和功能特性信息的數字化承載和可視化表達[4]。參數化建模軟件在參數化定義對象時嵌入專業知識和規則，并且記錄下了不同對象之間的約束關系，是多維模型信息集成技術得以實現所必不可少的基礎。

本文以基于Revit平臺的TR-Arch軟件為例，詳細闡述了參數化建模的內容和意義，參數化建模不僅提高了建筑主體建模和標準化出圖的效率，也對建筑工程量的統計分析及項目全壽命周期成本管控起到一定作用，本文在這方面仍有探究的空間。BIM（建筑信息模型）最初是指一種使各專業軟件實現信息傳遞共享和協同工作的能力[5]。參數化建模作為BIM技術實現的基礎，需要廣大學者專家持之以恒的探索與研究。