CN111553964B - 一种基于bim技术的设计出图方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于BIM技术的设计出图方法，其步骤包括：单元式幕墙平面施工图自动出图；单元式幕墙立面施工图自动出图；埋件建模及埋件辅助出图；基于BIM技术的单元式幕墙的板块自动分类；加工图辅助出图模型通过二维码技术扫描查看。本基于BIM技术的设计出图方法，能够有效的辅助幕墙设计工作中的出图工作，提高了质量和效率，并且基于这些工作成果，还能进一步的提供一些新思路新方法来传递幕墙设计及施工中的必要信息。

Description

一种基于BIM技术的设计出图方法

技术领域

本发明涉及设计领域，尤其涉及一种基于BIM技术的设计出图方法。

背景技术

随着BIM建模培训的开展，越来越多的幕墙设计师初步具有了参与幕墙BIM设计的能力。然而随着BIM技术的不断推广与发展，同样有着越来越多的项目对BIM技术的应用提出了更高的要求。为了让BIM技术在幕墙设计中得到普及，除了简单的建模以外还需要探索更多的应用场景与实施方案。

在当前幕墙设计中，绘图工作的繁杂与人力供给不足这一对一直都是最突出的矛盾。BIM技术，其初衷在于将建筑的各项信息，在计算机中完整的模拟出来。如果能够从BIM模型中找到合适的方法提取需要的信息，基于BIM模型辅助出图，则可以将BIM技术的应用同传统的幕墙设计体系结合起来，有效的利用起BIM模型这个信息库，打造出一套更加高效的出图体系。通过这样的思路，充分利用好BIM技术及BIM模型，挖掘其中暗藏的潜力，使其服务于幕墙设计，以期达到提升设计质量与设计效率的目标。

现阶段幕墙设计成果的提交与封存主要还是以幕墙设计图纸为主。只有能够通过BIM技术实现辅助图纸绘制，才能让BIM技术的应用切实的在幕墙设计中落实。而随着幕墙设计工作越来越复杂，甲方对设计成果的要求越来越高，追求图纸绘制的质量和效率，与人力成本和供应的矛盾越来越突出。所以，在图纸绘制上探索BIM技术的应用方式和方法，挖掘BIM技术的潜力，在当前现状下则突出的显示了其必要性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对在当前幕墙设计中，绘图工作的繁杂与人力供给不足的矛盾，提出了一种基于BIM技术的设计出图方法。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于BIM技术的设计出图方法，该基于BIM技术的设计出图方法包括：

步骤一：单元式幕墙平面施工图自动出图；

步骤二、单元式幕墙立面施工图自动出图；

步骤三、埋件建模及埋件辅助出图；

步骤四、基于BIM技术的单元式幕墙的板块自动分类；

步骤五、加工图辅助出图；

步骤六、模型通过二维码技术扫描查看。

其中，步骤一中出图要素包括：轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息；所述出图要素在建模LOD200的设计深度上提取出来，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定标准的单元幕墙平面施工图出图逻辑以及一系列基础插件，通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，利用开发的插件从中获取轴网信息、单元板块几何尺寸信息、板块空间位置信息、板块类型信息，使用平面图出图插件，整合以上信息，将其转化成二维出图单元，最后根据需要人工添加其他必要平面施工图信息。

其中，一系列基础插件包括属性输入和输出模块，位置计算模块，定位模块，自动标注模块；所述出图要素还包括主要型材的轮廓、单元板块类型；出图要素还包括主要型材的轮廓、单元板块类型。

其中，步骤二中出图要素包括：轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息；出图要素在建模LOD200的设计深度上提取出来，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定标准的单元幕墙立面施工图出图逻辑以及一系列基础插件，通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，利用开发的插件从中获取板块的可视形态信息、板块空间位置信息、板块类型信息、板块面材填充信息、板块开窗信息，使用立面施工图出图插件，整合以上信息，将其转化成二维出图单元，最后根据需要人工添加其他必要立面施工图信息。

其中，步骤二中一系列基础插件包括三类插件，第一类插件包括：添加层间信息插件、添加开窗信息插件、添加面板信息插件、添加子面板分格信息插件、添加属性的面板插件，所述第二类插件包括：计算建筑表皮平面几何关系插件，所述第三类插件包括：绘制填充插件、绘制开窗插件、绘制梁柱插件、绘制轮廓插件。

其中，步骤三中，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，根据已有埋件点位及楼板结构确定埋件的方向，从埋件类型库生成对应的埋件模型，再根据轴网与埋件点位关系进行标注，通过这样流程即可完成埋件从生成模型到输出图纸的全过程；再将埋件类型库标准化，直接从埋件类型库中选择埋件，再根据点位及轮廓线直接生成埋件模型，这样形成了一套标准化的生成模型和出图的流程，实现了埋件模型的自动生成与埋件布置图的自动出图。

其中，步骤四中通过单元板块物件的几何信息、位置信息以及其固有的属性信息，利用Rhino平台的幕墙单元板块自动分类插件来寻找板块之间的异同之处，找到相同的板块，确定板块的种类和数量。

其中，步骤五中利用CATIA软件的型材加工图批量生成程序自动计算输出投影视图、剖切视图的功能，利用BIM模型将出图型材的二维图像直接提供给设计人员，设计人员只需要根据需要选用相应的图像即可。

其中，步骤六中，通过在图纸中预制二维码，设计施工等各个环节的人员都可以通过扫描二维码查看群鸟板块的组装安装动态演示。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本基于BIM技术的设计出图方法，能够有效的辅助幕墙设计工作中的出图工作，提高了质量和效率，并且基于这些工作成果，还能进一步的提供一些新思路新方法来传递幕墙设计及施工中的必要信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于BIM技术的设计出图方法的步骤一所得平面图示例；

图2为图1左下角的放大结构示意图；

图3为步骤二所得立面图示例；

图4为步骤三所得示意图；

图5为步骤四所得整个立体图示意图；

图6为图5的底部放大结构示意图；

图7为步骤五直接自动输出的加工图示意图；

图8为带二维码技术图纸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于BIM技术的设计出图方法，该基于BIM技术的设计出图方法包括：

步骤一：单元式幕墙平面施工图自动出图。出图要素包括：轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息，有时还包括主要型材的轮廓、单元板块类型。出图要素在建模LOD200的设计深度上提取出来，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定标准的单元幕墙平面施工图出图逻辑以及一系列基础插件，通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，利用开发的插件从中获取轴网信息、单元板块几何尺寸信息、板块空间位置信息、板块类型信息，使用平面图出图插件，整合以上信息，将其转化成二维出图单元，最后根据需要人工添加其他必要平面施工图信息。其中，一系列基础插件包括属性输入和输出模块，位置计算模块，定位模块，自动标注模块；所述出图要素还包括主要型材的轮廓、单元板块类型。

BIM模型在计算机中模拟了真实建筑的方方面面，其蕴含了几乎所有的出图必要信息。对于单元式幕墙的平面施工图来说，其主要出图要素一般包括轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息等，很多时候还需要表达出主要型材的轮廓、单元板块类型等其他多种信息。BIM模型是真实建筑的理论状态的反映，这些出图要素在LOD200的设计深度上即可有效的提取出来。基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定了标准的单元幕墙平面施工图出图逻辑以及一系列基础插件。通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，能够利用开发的插件从中获取到轴网信息、板块几何尺寸信息、板块空间位置信息、板块类型信息等多方面全角度的相关材料，使用开发的平面图出图插件，能够整合这些信息，将其转化成二维出图图元。通过这一系列插件和工具，配合CAD的块功能，可以得到平面图，请参见图1和图2，图1为步骤一所得平面图示例，为了将标注看的更清楚，引入图2，图2为图1左下角的放大结构示意图。图1和图2中的文字样式标注样式在AutoCAD中调整过，得到这样的结果后，进一步根据出图需要人工添加其他必要平面施工图信息，即可完成满足施工需求的幕墙平面施工图。该技术将BIM设计环节中方案设计阶段就需要完成的表皮模型利用起来，充分利用好BIM工作成果，有机的结合了当前BIM设计工作与传统幕墙设计工作，有效的简化了单元板块平面图出图的工作总量。同时，这种基于BIM技术思路的方式还初步保证了三维模型与二维图纸的关联性，提升了方案变更时图纸变更的效率和质量。

步骤二、单元式幕墙立面施工图自动出图；出图要素包括：轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息；出图要素在建模LOD200的设计深度上提取出来，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定标准的单元幕墙立面施工图出图逻辑以及一系列基础插件，通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，利用开发的插件从中获取板块的可视形态信息、板块空间位置信息、板块类型信息、板块面材填充信息、板块开窗信息，使用立面施工图出图插件，整合以上信息，将其转化成二维出图单元，最后根据需要人工添加其他必要立面施工图信息。其中，一系列基础插件包括三类插件，分别用于定制属性，计算几何关系以及将这两个信息结合起来转换成二维图纸。第一类插件包括：添加层间信息插件、添加开窗信息插件、添加面板信息插件、添加子面板分格信息插件、添加属性的面板插件，所述第二类插件包括：计算建筑表皮平面几何关系插件，所述第三类插件包括：绘制填充插件、绘制开窗插件、绘制梁柱插件、绘制轮廓插件。

与平面施工图相似，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，我们制定了标准的单元幕墙立面施工图出图逻辑以及一系列基础插件。和平面施工图相比，我们针对立面施工图中填充元素以及开窗的表达定制了标准的自动填充插件与自动绘制开窗的插件，并且针对立面图存在空间遮挡关系的难题，自行开发了相关的计算插件。通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，我们能够利用开发的插件从中获取到板块的可视形态信息、板块空间位置信息、板块类型信息、板块面材填充信息、板块开窗信息等多方面全角度的相关材料，再使用开发的立面施工图出图插件，能够整合这些信息，将其转化成二维出图图元。通过这一系列插件和工具，可以得到立面图，请参见图3，图3为步骤二所得立面图示例。图3的文字样式标注样式在AutoCAD中调整过，得到这样的结果后，进一步根据出图需要人工添加其他必要立面施工图信息，即可完成满足施工需求的幕墙立面施工图。与平面施工图出图类似，该技术将BIM设计环节中方案设计阶段就需要完成的表皮模型利用起来，有效的简化了单元板块平面图出图的工作总量，初步保证了三维模型与二维图纸的关联性，并提升了方案变更时图纸变更的效率和质量。能够有效降低BIM设计的推广成本，提升BIM技术的应用价值。

步骤三、埋件建模及埋件辅助出图；基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，根据已有埋件点位及楼板结构确定埋件的方向，从埋件类型库生成对应的埋件模型，再根据轴网与埋件点位关系进行标注，通过这样流程即可完成埋件从生成模型到输出图纸的全过程；再将埋件类型库标准化，直接从埋件类型库中选择埋件，再根据点位及轮廓线直接生成埋件模型，这样形成了一套标准化的生成模型和出图的流程，实现了埋件模型的自动生成与埋件布置图的自动出图。

利用Rhino平台以及其Grasshopper插件，找到一套在三维模型里自动判断埋件方向并批量生成埋件模型，再根据模型和轴网进行埋件标注，最后将结果导出为二维CAD图纸的解决方案。根据已有埋件点位及楼板结构确定埋件的方向，从埋件类型库生成对应的埋件模型，再根据轴网与埋件点位关系进行标注，通过这样流程即可完成埋件从生成模型到输出图纸的全过程。而将埋件类型库标准化，直接从埋件类型库中选择埋件，再根据点位及轮廓线直接生成埋件模型，这样形成了一套标准化的生成模型和出图的流程，而且只要更改了图块定位的逻辑，这部分成果也能用在其他地方。为此，我们开发了一系列的插件与工具，实现了埋件模型的自动生成与埋件布置图的自动出图。请参见图4，图4为步骤三所得示意图。目前，该解决方案能解决埋件的生成及标注出图，使用门槛低，只要根据要求输入就能直接得到结果，避免了埋件方向的手动调整，设计人员只需控制好埋件布置的位置和类型即可。这能极大的提升埋件图的绘图效率。此外，图块的定位思路也能用在其他模型的生成过程中，只需要改变定位逻辑即可，而点往轴网的标注这个模块更是不限于埋件点位，其他模型的点位同样可以适用。

步骤四、基于BIM技术的单元式幕墙的板块自动分类；通过单元板块物件的几何信息、位置信息以及其固有的属性信息，利用Rhino平台的幕墙单元板块自动分类插件来寻找板块之间的异同之处，找到相同的板块，确定板块的种类和数量。

BIM模型是一个很好的信息载体，通过BIM平台，能够直观的通过模型空间的物件预览各个板块的位置和形态。同时，许多平台都支持为物件附加属性的功能，这样，我们能够让每个单元板块物件都拥有表示自己特征的属性。通过单元板块物件的几何信息、位置信息以及其固有的属性信息，利用计算机强大的计算性能，我们能够通过程序来寻找板块之间的异同之处，找到相同的板块，确定板块的种类和数量。这就是一种通过BIM技术来实现板块分类的新思路。这种思路需要BIM模型中附加一些必要的属性信息，这会在当前常规的BIM设计流程中增加一些工作。但是这些信息都可以在出图中所利用上，从而使得出图结果包含更多的内容，同时还能完美的完成板块分类这个任务。利用计算机来计算分类结果，其耗时短、结果准确，并且能够实时输出各种分类统计结果，比如按层来统计分类数量等。

比如再一次项目中，经过反复迭代开发后，一次数据输出结果并配上相应图纸表格仅需要一个按钮。人工仅需要前期确定编号方案和模型及附加信息的准确性。请参见表1，表1为项目中使用的编号分类属性方案。

表1

根据这个方案，最终得到了板块组件编号索引，并分层统计了各层的板块种类和相应的数量，用来指导设计施工计划的安排。同时，除了组件编号，根据分类过程，还设计了一套属性编号。属性编号能够直观的反应板块的类型，通过索引属性编号，能够辅助相关人员了解该板块的特点。

根据这些结果和项目特点导出了立面图纸，用二维立面图来展示计算分类结果，方便难以接触到模型或者不会使用三维模型的人员查看。见图5和图6，图5为整个立体图示意图，图6为图5的底部放大结构示意图。

属性附加与建模，原本就是理想的BIM设计的一部分，同时也可以看作是一种变形了的读图工作，一种对输入资料的处理。而这种基于BIM的板块分类方案，则可以切实的将部分传统的设计环节用BIM设计的环节来替代，有效的在幕墙设计中落实了BIM技术，同时也改善提升了我们的设计效率与设计质量。

步骤五、加工图辅助出图；利用CATIA软件的型材加工图批量生成程序自动计算输出投影视图、剖切视图的功能，利用BIM模型将出图型材的二维图像直接提供给设计人员，设计人员只需要根据需要选用相应的图像即可。

对加工图出图的研发中，实现了针对型材的自动计算打断区间、自动计算剖切位置的功能。通过该功能能够自动根据任意CATIA建模的型材计算得到相应的投影视图，并且生成所有必要的剖切视图。直接自动输出的加工图示例见图7所示。利用好自动计算输出投影视图、剖切视图的功能，利用BIM模型将出图型材的二维图像直接提供给设计人员，设计人员只需要根据需要选用相应的图像即可，主要的型材出图工作可以重点放在图面的组织和标注上面，以这样的方式初步减少出图工作量。并且由于已经在计算机中模拟了装配的状态，也能有效的排除系统设计上的问题，验证型材的加工状态，提升加工图的绘图质量和加工质量，减少材料的浪费与损耗。

步骤六、模型通过二维码技术扫描查看。通过在图纸中预制二维码，设计施工等各个环节的人员都可以通过扫描二维码查看群鸟板块的组装安装动态演示请参见图8，图8为带二维码技术图纸。这种开创性的二维码使用方式使得设计人员能够灵活的去预制一些技术交底等必要资料，将其更高效的传递给目标对象，甚至配合现在发达的网络通信技术，能够实现视频的传递和快速浏览。

以上创新均为BIM技术在传统幕墙设计环节中的应用。当前，BIM设计与传统设计互相独立，很少有交叉和联动，许多工作存在着没必要的重复，这反而带来了额外的人力资源的浪费。而这一系列的BIM应用创新点能够有效的将BIM设计流程与传统幕墙设计工作结合起来，充分利用起现阶段BIM设计建模的成果，从中提取有效的信息来辅助完成幕墙设计所必要的图纸。这部分成果充分利用起来，预计能在增加少量BIM建模的负担基础上，减轻30％左右的施工图出图工作量。而加工图方面，随着幕墙三维建模深度要求的不断提高，结合LOD400深度的模型，预计也能减少20％的加工图出图工作。而将BIM表皮建模与读图识图流程相结合，将读图结果固化成模型，以此作为基础的设计流程，则对后续出图、分析工作带来了很大的便利，基于BIM的平立面施工图的出图工作得益于这种设计思路，而新的板块分类思路也只是其中的一种应用前景，这种新的工作模式还有很大的潜力可以挖掘。

最后需要说明的是：即便在其他软件中实施本方法也仍在本专利的保护范围内。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本基于BIM技术的设计出图方法，能够有效的辅助幕墙设计工作中的出图工作，提高了质量和效率，并且基于这些工作成果，还能进一步的提供一些新思路新方法来传递幕墙设计及施工中的必要信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述基于BIM技术的设计出图方法包括以下步骤：

步骤一：单元式幕墙平面施工图自动出图；

步骤二、单元式幕墙立面施工图自动出图；

步骤三、埋件建模及埋件辅助出图；

步骤四、基于BIM技术的单元式幕墙的板块自动分类；

步骤五、加工图辅助出图；

步骤六、模型通过二维码技术扫描查看；

所述步骤一中出图要素包括：轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息；所述出图要素在建模LOD200的设计深度上提取出来，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定标准的单元幕墙平面施工图出图逻辑以及一系列基础插件，通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，利用开发的插件从中获取轴网信息、单元板块几何尺寸信息、板块空间位置信息、板块类型信息，使用平面图出图插件，整合以上信息，将其转化成二维出图单元，最后根据需要人工添加其他必要平面施工图信息；

所述一系列基础插件包括属性输入和输出模块，位置计算模块，定位模块，自动标注模块；所述出图要素还包括主要型材的轮廓、单元板块类型。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述步骤二中出图要素包括：轴网、建筑平面轮廓、单元板块分格尺寸、必要的夹角信息；所述出图要素在建模LOD200的设计深度上提取出来，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，制定标准的单元幕墙立面施工图出图逻辑以及一系列基础插件，通过对满足设计要求的表皮模型进行分析，利用开发的插件从中获取板块的可视形态信息、板块空间位置信息、板块类型信息、板块面材填充信息、板块开窗信息，使用立面施工图出图插件，整合以上信息，将其转化成二维出图单元，最后根据需要人工添加其他必要立面施工图信息。

3.根据权利要求2所述的基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述步骤二中所述一系列基础插件包括三类插件，第一类插件包括：添加层间信息插件、添加开窗信息插件、添加面板信息插件、添加子面板分格信息插件、添加属性的面板插件，第二类插件包括：计算建筑表皮平面几何关系插件，第三类插件包括：绘制填充插件、绘制开窗插件、绘制梁柱插件、绘制轮廓插件。

4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述步骤三中，基于Rhino平台以及其Grasshopper插件，根据已有埋件点位及楼板结构确定埋件的方向，从埋件类型库生成对应的埋件模型，再根据轴网与埋件点位关系进行标注，通过这样流程即可完成埋件从生成模型到输出图纸的全过程；再将埋件类型库标准化，直接从埋件类型库中选择埋件，再根据点位及轮廓线直接生成埋件模型，这样形成了一套标准化的生成模型和出图的流程，实现了埋件模型的自动生成与埋件布置图的自动出图。

5.根据权利要求1所述的基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述步骤四中通过单元板块物件的几何信息、位置信息以及其固有的属性信息，利用Rhino平台的幕墙单元板块自动分类插件来寻找板块之间的异同之处，找到相同的板块，确定板块的种类和数量。

6.根据权利要求1所述的基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述步骤五中利用CATIA软件的型材加工图批量生成程序自动计算输出投影视图、剖切视图的功能，利用BIM模型将出图型材的二维图像直接提供给设计人员，设计人员只需要根据需要选用相应的图像即可。

7.根据权利要求1所述的基于BIM技术的设计出图方法，其特征在于，所述步骤六中，通过在图纸中预制二维码，设计施工等各个环节的人员都可以通过扫描二维码查看群鸟板块的组装安装动态演示。

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