CN105868440A - 一种基于bim技术的建设工程数据建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法。本发明技术方案是初次建模，通过Rhino软件对项目进行可视化几何造型设计，确定建筑造型方案；二次建模，在Revit软件中完成三维图元的信息化定义，分为建筑建模、结构建模、设备建模，三者同时进行并互相关联；模型优化，基于软件分析平台，对第二步完成的模型进行仿真模拟，并最终完成模型的进一步优化；将建筑数据模型集成到BIM信息运营平台。本发明克服了传统的AutoCAD软件信息传递会有损失或失真，协同性较差，缺乏设备数据信息，无法仿真测试等缺陷。本发明将传统图纸、文本上的数据导入三维模型，通过集成的数据模型，整合资源，交互协同能力好，提高工程质量、降低建设成本、缩短工期、促进安全。

Description

一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法

技术领域

本发明涉及BIM技术领域，特别涉及一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法。

背景技术

随着建筑的信息化程度越来越高，建设工程的项目施工、运营管理阶段所要面对的数据量大幅增长，建设任务日益繁重。

在本发明作出之前，传统的建设工程数据集成通常运用AutoCAD软件，以二维制图为核心。这些二维专业图纸信息量大、专业性强、抽象程度高，使得数据在工程不同阶段及不同专业间的传递会有损失或失真。数据集成过程(CAD设计)中，各专业之间数据交互相对闭塞，协同性较差。设计人员花费大量时间在制图和协调上，导致在关系到设计质量的方案设计、专业技术设计等核心工作的投入不足，造成后期修改工作量增加。另一方面，传统的CAD图块仅表达外形参数，缺乏设备数据信息，因此无法进行能耗分析、工作状态模拟等仿真测试，使得建设人员无法在设计阶段对建设工程项目的施工、运营管理等做出合理的方案评估，这大大增加了项目后续工作的开展难度。由此看来，我们在设计阶段应当充分考虑到建筑全生命周期各个阶段的特点，建立科学的建设工程数据模型。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述事实清楚缺陷，研制一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法。

本发明的技术方案是：

一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法，其主要技术特征在于步骤如下：

(1)初次建模：

通过Rhino软件对项目进行可视化几何造型设计，确定建筑造型方案；

(2)二次建模：

在Revit软件中完成三维图元的信息化定义，分为建筑建模、结构建模、设备建模，三者同时进行并互相关联；

(3)模型优化：

基于软件分析平台，对第二步完成的模型进行仿真模拟，并最终完成模型的进一步优化；

(4)将建筑数据模型集成到BIM信息运营平台。

所述步骤(2)中的三维图元分为简单一般图元和复条特殊图元。

所述复杂特殊图元，可在Rhino软件中完成体量创建，然后导入Revit软件赋予参数信息并保存为族以供调用；对于简单一般图元，可在Revit软件中直接通过调用族来进行创建。

所述步骤(2)的二次建模中，建筑建模时，用IES软件对其进行绿色设计；结构建模时，用Solibri软件对其进行规范检查；结构建模时，用PKPM软件对其进行结构分析，用Xsteel软件对其进行深化设计；设备建模时，先用Ecotect软件对其进行日照分析，然后针对不同系统，用EnergyPlus软件对其做相应系统的能耗分析；将三种模型整合到Revit软件中，生成建筑数据模型。

所述步骤(3)中对三维模型进行碰撞检测、施工模拟、造价管理、质量控制模拟仿真，将模型进一步优化，并将这个优化好的建筑数据模型输出至BIM信息运营平台。

本发明的优点和效果在于不拘泥于传统的数据集成方法，将传统图纸、文本上的数据导入三维模型，通过集成的数据模型，能够最大程度的整合资源，提供更好的交互协同能力，可显著提高工程建设质量、降低建设成本、缩短工期、促进安全，达到项目全生命周期内的技术和经济指标的最优化。本发明符合当今建筑设计的发展趋势，将为建筑产业提供强有力的技术支持，能够带来巨大的经济效益。

附图说明

图1——本发明数据建模方法流程示意图。

图2——本发明数据化图元示意图。

具体实施方式

本发明的技术思路是：

本发明以工程信息数据为中心，以数据化图元(图2)为基础创建三维模型。实现工程信息数据实时共享的同时，确保这些信息数据在工程任何阶段和各专业间传递是连续和无损失的。本发明通过三维模型自动生成设计图纸，提高设计效率、质量，使设计师更关注方案比选、专业技术设计、优化、协同等核心工作，减少后期重复设计工作量。本发明计算与绘图融合，图形与计算保持实时关联、自动更新。本发明从初步建模的几何造型设计到二次建模再到最后的模型优化，均运用相关软件对其进行模拟仿真，力图为设计师提供最完善的模型分析报告。这些立足于不同工程进度、不同工程参数下的仿真模拟报告能够为后续工作的开展提供重要的参考和建议。

本发明基于BIM技术，以三维建模软件为平台，先将建设工程数据信息包括外形数据、气象数据、设备数据、造价数据等融入三维图元，完成图元信息化定以后，在Revit软件中完成建模。再利用模拟仿真软件，根据不同施工条件、施工顺序、造价构成、运营管理等进行实时模拟(碰撞检测、施工模拟、造价管理、质量控制等)，利用所得数据不断优化三维模型，为后续施工、运营管理提供科学可靠的方案和建议。

下面结合图1具体说明本发明。

先进行初次建模，即通过Rhino软件对项目进行可视化几何造型设计。实际操作中，设计师常常会面临多元化的体量造型，Rhino软件既可用于当你的体量造型由直线构成的情况，即当建筑构件造型由简单平面组合而成的情况，也能在设计师面对曲面造型甚至是更复杂的造型时，创建高精度的体量模型，初次建模主要是在项目前期概念设计阶段为建筑师提供灵活、简单、快速的概念设计模型，设计师可以使用概念体量模型推敲建筑形态，确定最终的建筑造型方案。

接下来是二次建模，即在Revit软件中完成建筑数据模型的创建。Revit软件的建模核心，就是被赋予实际工程数据信息的三维图元(图2)。本发明将这些三维图元分为复条特殊图元和简单一般图元，对于复杂特殊图元，可在Rhino软件中完成体量创建，然后导入Revit软件赋予参数信息，最后将复杂特殊图元保存为族以供调用。对于简单一般图元，可在Revit软件中直接通过调用族来进行创建。创建完成后，设计师需要对这些图元进行参数化定义。不仅要定义这些图元的物理属性，如外形尺寸、材质规格等；还要将一些分析属性，如：传热系数、透射率、造价数据等赋予这些图元，以便在下一步中对建筑数据模型进行模拟仿真。需要注意的是，我们在给图元进行定义时，要采用统一的规格。如：综合楼-500mm-外墙、综合楼-200mm-内墙、单扇六格窗C1229、双开推拉窗C1515等，规范化的图元命名有利于后续的材料明细统计和造价管理，是项目数据化运营的基础。二次建模分为建筑建模、结构建模和设备建模，分别对应Revit软件中的Revit Architecture、Revit structure、Revit MEP三个子模块，三者同时进行，互相协同。即运用已经完成定义的数据化图元对模型进行可视化、参数化设计。完成建模后，将模型整合至Revit软件中。

然后是模型优化，即基于软件分析平台，对第二步完成的模型进行仿真模拟，并最终完成模型的进一步优化。具体需要做哪些仿真模拟，可根据业主(甲方)的要求确定。这里给出本发明推荐的几项必要的仿真模拟，括号内容为软件名称：规范检查(Solibri)、碰撞检测(Navisworks)、施工模拟(Fuzor)、造价管理(Solibri)、质量控制(Navisworks)。根据上述模拟仿真数据的反馈信息，进一步调整模型，达到技术和经济指标的最优化。

最后是模型输出，即将优化完成后的建筑数据模型输出至BIM信息运营平台，基于互联网及云技术，运用移动终端和数据管理平台，BIM信息运营人员可将建设工程数据模型提供给各个阶段的工程建设相关人员，为其开展施工、运营管理等工作提供科学可靠的方案和建议。

本发明具体应用实施例。

以某综合楼为例。

第一步：初次建模

如图1所示，收集建设完成工程设计资料，对综合楼项目做一个初步的造型方案构思，运用Rhino软件对其进行体量造型初步设计，生成初步模型。初次建模的核心任务是根据根据业主(甲方)提出的要求，对不同体量造型进行可行性分析，最终确定最优化的体量造型方案。

第二步：二次建模

二次建模的重点是借助Revit软件将初步模型进一步信息化、参数化。在这一步中，我们首先对这些三维图元进行信息化、数据化定义。如：我们在创建某综合楼窗图元(图2)的时候，除了要对其外形尺寸及材质等常规属性做出定义外，还需将热阻、传热系数、分析构件、造价等分析数据赋予该图元，以便后续对其开展仿真模拟工作。我们在给该窗图元进行命名时，采用了统一的规格：单扇六格窗C1229。规范化的图元命名有利于后续的材料明细统计和造价管理，是项目数据化运营的基础。完成图元命名工作后，我们用这些数据化的图元进行二次建模。二次建模分为建筑模型、结构模型、设备模型，三者互相关联，互相制约，因此需要各专业协同来完成模型的整合。本项目中土建专业需根据机电专业的碰撞和管线综合结果，实现预留洞的自动创建、更新和专业预留洞位置关系检查。完成建模后，将三维模型集成至Revit软件中。

第三步：模型优化

基于软件分析平台，对第二步完成的模型进行仿真模拟，并最终完成模型的进一步优化。根据甲方(业主)要求，某综合楼进行了如下模拟仿真测试：规范检查、碰撞检测、施工模拟、造价管理、质量控制。根据上述模拟仿真数据的反馈信息，进一步调整模型，达到技术和经济指标的最优化。

第四步：模型保存和输出。

将第三步完成的三维数据模型输出至BIM信息运营平台。

Claims (5)

1.一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法，其特征在于步骤如下：

(1)初次建模：

通过Rhino软件对项目进行可视化几何造型设计，确定建筑造型方案；

(2)二次建模：

在Revit软件中完成三维图元的信息化定义，分为建筑建模、结构建模、设备建模，三者同时进行并互相关联；

(3)模型优化：

基于软件分析平台，对第二步完成的模型进行仿真模拟，并最终完成模型的进一步优化；

(4)将建筑数据模型集成到BIM信息运营平台。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法，其特征在于步骤(2)中的三维图元分为简单一般图元和复杂特殊图元。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法，其特征在于对于复杂特殊图元，可在Rhino软件中完成体量创建，然后导入Revit软件赋予参数信息并保存为族以供调用；对于简单一般图元，可在Revit软件中直接通过调用族来进行创建。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法，其特征在于步骤(2)的二次建模中，建筑建模时，用IES软件对其进行绿色设计；结构建模时，用Solibri软件对其进行规范检查；结构建模时，用PKPM软件对其进行结构分析，用Xsteel软件对其进行深化设计；设备建模时，先用Ecotect软件对其进行日照分析，然后针对不同系统，用EnergyPlus软件对其做相应系统的能耗分析；将三种模型整合到Revit软件中，生成建筑数据模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的建设工程数据建模方法，其特征在于步骤(3)中对三维模型进行碰撞检测、施工模拟、造价管理、质量控制模拟仿真，将模型进一步优化，并将这个优化好的建筑数据模型输出至BIM信息运营平台。