Revit在汽車工廠總圖設計中的應用探索

■ 機械工業第九設計研究院有限公司 趙銳 柳林 滕繼東

近年來，隨著汽車行業的轉型升級以及建筑信息模型（BIM）技術的應用與發展，行業企業紛紛在數字化領域布局。數字化汽車、數字化企業、數字化客戶，成為汽車行業數字化轉型的方向。近年來，國家相繼發布了關于BIM的系列標準，規范了BIM技術的應用，為BIM技術的推廣打下了堅實的基礎。在全國各地重點項目的設計、施工評標中，對具有BIM技術應用能力的企業給予加分，部分重點項目明確要求必須使用BIM技術進行全過程設計、算量并提交完整的技術成果。各地政府也相繼發文，大力推進BIM技術在工程設計、施工和運維過程中的應用，BIM技術日益成為設計單位、施工單位及運營管理部門的主要生產和管理手段之一。

目前，行業內各個設計院在總圖設計中還沒有一套完整的BIM正向設計解決方案，多數是以Civil 3D、Map 3D、Sketch UP、Infraworks等軟件進行穿插協作設計。由于應用軟件繁多、沒有統一接口，導致數據傳遞受阻，且模型屬性信息無法隨模型導入其他軟件中，無法進行廠區的土建算量和完整施工圖出圖?？倛D設計是一個涉及多個專業的系統工程，與建筑、水、電、動、暖、通訊等專業緊密相連，在各專業之間建立一個統一的BIM設計平臺進行協同設計工作勢在必行。當前，土建、公用各專業多應用Revit軟件進行BIM正向設計。如何利用Revit軟件進行總圖專業BIM正向設計，也是機械工業第九設計研究院有限公司的重點突破對象之一。經過近幾年的BIM及總圖的數字化研究、開發及應用，公司在汽車工廠總圖設計方面總結出一些應用經驗及使用技巧，希望通過此文與各設計院、數字化公司進行交流與分享。

BIM技術與Revit

BIM技術是一種應用于工程設計、建造、管理的數字化工具，主要用來形容以三維圖形為主、物件導向、建筑學有關的電腦輔助設計。Revit是Autodesk公司專為BIM構建的，可幫助建筑設計師進行設計、建造和維護高質量、高能效建筑產品的一款設計軟件。

Revit項目場地設置

創建Revit紅線圖

紅線圖是指城市道路用地規劃控制線，包括用地紅線、道路紅線和建筑紅線。

如何創建Revit紅線圖？拿到CAD紅線圖后，需要對DWG圖紙進行整理，將圖紙的中文、特殊符號、綠化圖形等相關內容刪除，并將無用的圖層進行刪除、合并，保留圖紙中的紅線圖形、原始地貌等高線圖形。接下來，確定紅線圖的計量單位，一般總圖設計的單位為米，并且城市坐標系也是以米為單位，只有明確計量單位信息，導入Revit的圖紙才能正確地標記出紅線交點坐標和建筑物軸線交點坐標。

導入CAD圖紙的具體設置見圖1，圖紙導入工作完成后利用建筑紅線工具將紅線圖進行描繪（圖2），描繪的圖形必須是完全閉合的，否則軟件無法自動計算面積，描繪時可以利用Tab按鍵對草圖線進行選擇。如果出現的是實心點，說明此處存在閉合問題；如果出現的是空心圓，則說明線型已閉合。

圖1 導入設置面板

圖2 建筑紅線工具

檢查坐標、設置場地高程

值得注意的是，建筑紅線創建完成后，需要對交點坐標進行復核。如果紅線交點坐標不準確，會直接影響后期結構樁基圖的準確性。大型工業建筑上百根樁基很普遍，費用動輒幾百萬至上千萬，所以紅線交點坐標的確認工作必須嚴格執行。

在Revit中，需利用項目基點和測量點工具對紅線的四個交點坐標進行測量、定位，并與CAD原始紅線圖的坐標進行比對（圖3）。如果出現誤差，則需要利用項目基點工具對坐標進行矯正（圖4）。

圖3 開發區紅線圖

圖4 矯正紅線坐標

在項目基點工具中有一個高程數值，這個數值可理解為項目場地某一基準點的高程。在實際工作中，可以利用某一建筑物的室內地坪標高或場地初平的標高作為項目基點的高程數值（圖5）。

圖5 涂裝車間地坪標高±205.20

調整紅線圖角度及視圖比例

正式繪圖前，需要對紅線的角度和圖紙比例進行調整，帶有角度的紅線圖不利于模型的繪制（圖6），可利用旋轉項目北工具對紅線的角度進行旋轉，且旋轉完成后紅線交點坐標的數值不發生改變（圖7）。對于大、中型工業總圖項目，我們通常使用1：500和1：1000兩種視圖比例。

圖6 建筑紅線圖

圖7 旋轉項目北

繪制圍墻紅線

對于工業總圖來說，圍墻線是一個重要的設計條件。某些特定的項目會利用圍墻線內的數據作為分母，進行廠區經濟技術指標的計算工作。利用自主開發的BIM Magician V1.0建筑紅線修改工具，可以拾取原有紅線，并按照一定的數值進行偏移。繪制完成后，需確保圖形是閉合的（圖8），在BOM表中可以對不同的紅線面積進行統計。

圖8 圍墻紅線

Revit項目場地建模

建筑地坪建模

總圖方案設計初期，需根據工藝、建筑專業所提的資料在Revit中進行簡單布局設計，利用BIM Magician V1.0場地建模工具繪制出建筑物的長和寬，并依據《工業企業總平面設計規范》《民用建筑設計規范》《建筑防火規范》的要求對建筑物的安全距離進行調整，對人流、物流進行分析（圖9），在場景中利用BOM表工具可以查看當前項目的建筑系數、總占地面積等經濟技術指標，使總圖設計師對方案合理性的把控更加準確、高效。

圖9 場地快速布局

綠化帶、散水坡、路邊石、人行道建模

利用BIM Magician V1.0綠化帶建模工具，可以快速繪制建筑周邊的綠化帶、散水坡、路邊石、人行道模型（圖10），并且可以調整所有構件的線性顏色和填充樣式，利用BOM表工具可以查看綠化帶、散水坡、路邊石、人行道的單體面積、總體面積等經濟技術指標。

圖10 綠化帶建模

停車位建模

停車位數量在汽車工廠設計中是較為重要的數據之一，通常需要根據產能的數據對廠區內的成品車停放場的面積進行規劃，至少需要滿足兩個星期的成品車存放量。利用停車位建模工具，可快速完成停車位的建模（圖11），并且通過BOM表即可統計廠區內員工停車位、成品車停車位的數量和總占地面積。

圖11 停車位建模

道路建模

在方案階段，只需要將道路模型按照同一高程建立即可（圖12），通過BOM表可快速統計當前不同材質的道路面積，如混凝土道路、瀝青道路、磚石道路等。

圖12 廠區道路建模

Revit圖紙標注

建筑地坪建模過程中，應在屬性中賦予車間名稱。有了這部分數據，就可以利用全部標記功能將所有建筑物的名稱統一標記出來，利用BIM Magician V1.0的批量標注工具可將總圖中的半徑、建筑物高程點和軸線交點坐標一次性標注出來（圖13）。

圖13 快速標注

繪制道路中心線

利用BIM Magician V1.0道路中心線工具對廠區道路的中心線進行繪制，繪制之前需要對道路中心線的線型、顏色給予正確的設置（圖14）。

圖14 繪制道路中心線

場地綠化布置

BIM Magician V1.0配備了景觀綠化模塊，滿足綠化設計對樹種族的需求，并且在BOM表中可以對樹種的名稱、產地、高度、數量、價格進行統計（圖15），極大地提高了廠區綠化設計的工作效率。

圖15 景觀綠化明細表

道路豎向設計

存在的問題

在Revit中，廠區道路豎向設計還無法實現自動化，因場地信息過于復雜，建筑物室內地坪、散水坡、綠化帶、人行道、路邊石、道路之間有著千絲萬縷的聯系，通過一組數據去調動一連串數據的修改，其中涉及到的算法過于復雜。同時，由于Revit中的模型算法也是由點、線和面組成的，不同高程的點越多，帶來的線就越復雜，復雜的線無法構成平滑的曲面，需要通過二次開發去深入解決。

插入道路高程點信息

依據城市道路高程點測繪資料，圖紙中進行定位并插入高程點，此處輸入的信息應當為項目基點與此點高程的差值，多個高程點信息可組成一個面域，點與點之間的坡度可進行注釋。若想得到帶有正確坡度信息的道路模型，需要插入足夠數量的點，最終效果如圖16所示。

圖16 局部道路最終效果

道路與綠化帶的銜接

豎向設計不僅關乎道路的豎向問題，綠化帶、廣場、停車場模型也需要通過豎向設計進行銜接，否則模型之間必然會斷開（圖17）。在平面中定位斷開的位置，將模型結合點處添加高程點，此處的高程點數值應相同，最終效果如圖18所示。

圖17 綠化帶與道路斷開連接

圖18 道路與綠化帶模型重合

關于綠化帶的覆土體積

利用BIM Magician V1.0創建的綠化帶模型，可獲取其體積數據用來計算綠化覆土體積（圖19）。模型表面可以為其添加多個高程點，多個高程點信息形成一個曲面，用來模擬綠化帶的坡度變化，坡度數值可以進行標注。

圖19 計算綠化帶覆土體積

表面的填充樣式可通過材質和過濾器工具對齊進行修改，但當模型表面賦予了曲面信息后，表面的填充樣式會出現顯示錯誤。這種錯誤源于不同方向的模型表面法線變化，由于Revit本身不具備獨立的UVW貼圖編輯器，可利用BIM Magician V1.0的快速填充工具來解決，自動識別綠化帶模型的草圖邊線，并通過覆蓋的方法對其紋理進行填充。

結語

本文主要介紹了Revit軟件在汽車工廠總圖設計中的應用，展示了BIM技術在工業總圖設計不同設計階段的應用技法與成果。BIM技術的應用，在有效提高總圖設計的可行性、科學性、準確性、可視性的同時，也存在一些問題，如道路模型曲面平滑顯示的問題、布置高程點數量太多導致工作量驟然增加等。帶著這些問題，機械工業第九設計研究院有限公司將繼續深入研究探索，力爭早日實現建筑工程全專業BIM協同設計的美好愿景。