CN116522441A - 一种基于bim模型的防雷接地设计方法及预测系统 - Google Patents

一种基于bim模型的防雷接地设计方法及预测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于BIM模型的防雷接地设计方法及设计系统，属于计算机辅助设计技术领域，包括：S1、建立模型族模块；S2、获取基本参数；S3、利用接闪带族，生成接闪带模型；利用接闪带支腿族，生成接闪带支腿模型，并根据输入的间距将接闪带支腿模型布置在接闪带上；S4、利用水平接地极族，生成水平接地极模型；拾取水平接地极，利用垂直接地极族，生成垂直接地体模型；S5、通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用断接卡族，生成断接卡模型、断接卡与水平接地极之间的连接体模型；S6、进行防雷接地相关设备的连接；S7、进行防雷接地设备标注，统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；S8、生成防雷接地拓扑图。

Description

一种基于BIM模型的防雷接地设计方法及预测系统
技术领域
本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种基于BIM模型的防雷接地设计方法及预测系统。
背景技术
与传统的二维设计相比，运用三维软件进行防雷接地设计时，能有效避免不同类型设备之间的干涉，呈现的结果更加直观简洁，设计精确度大幅提升。但是Revit中电气模块没有专门针对防雷接地建模的族库或者模块，导致无法直接进行防雷接地的三维设计，通过开发防雷接地相关族库，虽然已经可以进行防雷接地的三维设计了，但还存在诸多问题：
1.建筑物的年预计雷击次数计算和防雷等级的确定需要人工测量建筑物的模型尺寸，查阅当地的年均雷暴日等参数，代入公式中手动计算生成防雷计算书，费时费力；
2.敷设接闪带需要在屋顶平面中手动绘制，并逐一绘制接闪带支腿，设计效率降低；
3.进行接地敷设时，需要根据建筑物基础的形状在平面中手动绘制水平接地极并设置埋深，然后在水平接地极上逐一绘制垂直接地极，设计过程繁琐且效率低下；
4.防雷接地设备之间，如防雷引下线与断接卡、断接卡与水平接地极、接闪带与防雷引下线等进行等电位连接时，由于很多情况下待连接的设备不在同一平面中，不易进行相关操作；
5.在三维视角下进行设计，存在视线干扰、实体遮挡等问题，容易造成误操作，给设计人员造成不便；
6.防雷接地材料表需要手动统计，且无法直接以Excel表格的形式导出；
7.利用Revit软件自带工具对防雷接地图纸中的设备进行标注操作时步骤繁多且修改麻烦。
目前无专门针对防雷接地的三维正向设计软件，为此申请人开发设计了一种基于BIM模型的防雷接地设计方法及预测系统解决上述问题，提高在三维软件中进行防雷接地设计的效率与精度。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题：在BIM技术的Revit模型中，不同的车间都已经三维模型化和参数化，所有的空间信息都在Revit模型中，为实现在Revit模型中方便快捷的进行防雷接地设计，本发明开发设计了一种基于BIM模型的防雷接地设计方法及预测系统解决上述问题，提高在三维软件中进行防雷接地设计的效率与精度。
本发明的第一目的是提供一种基于BIM模型的防雷接地设计方法，包括：
S1、在BIM中建立模型族模块；所述族模块包括：接闪带族、接闪带支腿族、水平接地极族、垂直接地极族和断接卡族；
S2、获取基本参数：
从Revit模型中获取建筑物的尺寸信息，计算出建筑物截收相同雷击次数的等效面积；
辅以输入校正系数、建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，计算出建筑物年预计雷击次数；
确定建筑物是否需要防雷设计，当建筑物年预计雷击次数大于0.05时，需要进行防雷设计，执行S3；当建筑物年预计雷击次数不大于0.05时，不需要进行防雷设计，结束；
S3、在Revit模型中，通过拾取建筑物的屋顶、屋角、屋脊、屋檐和檐角模型，输入偏移高度，分析建筑物屋顶的外延，利用接闪带族，生成接闪带模型；拾取接闪带，输入接闪带间距，利用接闪带支腿族，生成接闪带支腿模型，并根据输入的间距将接闪带支腿模型布置在接闪带上；
S4、在Revit模型中，通过拾取建筑物的外围墙体，输入水平接地极设计的距建筑物的距离、埋深，利用水平接地极族，生成水平接地极模型；拾取水平接地极，利用垂直接地极族，生成垂直接地体模型；
S5、在Revit模型中，通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用断接卡族，生成断接卡模型，同时生成断接卡与水平接地极之间的连接体模型；
S6、在Revit模型中，进行防雷接地相关设备的连接；
S7、在Revit模型中，进行防雷接地设备标注，统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；
S8、在Revit模型中，生成防雷接地拓扑图。
优选地，在S3中，所述接闪带模型由25x4镀锌扁钢构成。
优选地，在S3中，所述接闪带支腿模型由φ8圆钢构成。
优选地，在S4中，所述水平接地极模型由50x4镀锌扁钢构成，所述垂直接地体模型由25x25x4的镀锌角钢构成。
本发明的第二目的是提供一种基于BIM模型的防雷接地设计系统，包括：
数据准备模块：在BIM中建立模型族模块；所述族模块包括：接闪带族、接闪带支腿族、水平接地极族、垂直接地极族和断接卡族；
参数获取模块：获取基本参数：
从Revit模型中获取建筑物的尺寸信息，计算出建筑物截收相同雷击次数的等效面积；
辅以输入校正系数、建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，计算出建筑物年预计雷击次数；
确定建筑物是否需要防雷设计，当建筑物年预计雷击次数大于0.05时，需要进行防雷设计，执行S3；当建筑物年预计雷击次数不大于0.05时，不需要进行防雷设计，结束；
第一模型构建模块：在Revit模型中，通过拾取建筑物的屋顶、屋角、屋脊、屋檐和檐角模型，输入偏移高度，分析建筑物屋顶的外延，利用接闪带族，生成接闪带模型；拾取接闪带，输入接闪带间距，利用接闪带支腿族，生成接闪带支腿模型，并根据输入的间距将接闪带支腿模型布置在接闪带上；
第二模型构建模块：在Revit模型中，通过拾取建筑物的外围墙体，输入水平接地极设计的距建筑物的距离、埋深，利用水平接地极族，生成水平接地极模型；拾取水平接地极，利用垂直接地极族，生成垂直接地体模型；
第三模型构建模块：在Revit模型中，通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用断接卡族，生成断接卡模型，同时生成断接卡与水平接地极之间的连接体模型；
组装模块：在Revit模型中，进行防雷接地相关设备的连接；
标注导出模块：在Revit模型中，进行防雷接地设备标注，统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；
拓扑图生成模块：在Revit模型中，生成防雷接地拓扑图。
优选地，在第一模型构建模块中，所述接闪带模型由25x4镀锌扁钢构成。
优选地，在第一模型构建模块中，所述接闪带支腿模型由φ8圆钢构成。
优选地，在第二模型构建模块中，所述水平接地极模型由50x4镀锌扁钢构成，所述垂直接地体模型由25x25x4的镀锌角钢构成。
本发明的第三目的是提供一种信息数据处理终端，用于实现上述的基于BIM模型的防雷接地设计方法。
本发明的第四目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实现上述的基于BIM模型的防雷接地设计方法。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明直接利用BIM技术，基于Revit模型提取建筑物信息，自动生成Excel格式的防雷计算书；可以通过拾取建筑物模型，自动敷设相应的防雷接地设备，实现防雷接地设备之间的快速连接；实现防雷接地设备的快速标注，能够自动生成Excel格式的防雷接地材料。极大提高运用三维软件进行防雷接地设计的效率和精度，降低Revit模型中防雷接地设计的复杂程度，提高自动化设计水平。
附图说明
图1是本发明实施中系统的操作窗体；
图2是本发明优选实施例的防雷计算书生成界面；
图3为本发明优选实施例自动生成的防雷计算书；
图4是本发明优选实施例生成的接闪带；
图5为本发明优选实施例生成的接闪带支腿；
图6是本发明优选实施例生成的水平接地极；
图7是本发明优选实施例生成的垂直接地体；
图8是本发明优选实施例生成的断接卡；
图9是本发明优选实施例不同平面设备的连接。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、设计的控制系及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图9所示，本发明的技术方案为：
一种基于BIM模型的防雷接地设计方法，包括：
S1、准备工作：在BIM中建立建筑物模型和族模块；所述族模块包括：接闪带族、接闪带支腿族、水平接地极族、垂直接地极族和断接卡族；
S2、获取基本参数：
从Revit模型中自动分出建筑物的尺寸信息(长、宽、高)，计算出建筑物接收相同雷击次数的等效面积(km2)，辅以输入校正系数、建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/km2/a)，计算出建筑物年预计雷击次数(次/a)，最终确定建筑物是否需要防雷设计(当建筑物年预计雷击次数大于0.05时，需要进行防雷设计，执行S3；当建筑物年预计雷击次数不大于0.05时，不需要进行防雷设计，结束)，利用已备好的防雷计算书模板文件，利用程序自动填入关键数据，生成Excel格式防雷计算书成品，操作界面如图2所示，生成Excel格式的防雷计算书及计算公式如图3所示；
S3、在Revit模型中通过拾取建筑物的屋顶、屋角、屋脊、屋檐和檐角模型，输入偏移高度，分析建筑物屋顶的外延，利用开发的接闪带族，一键生成由25x4镀锌扁钢构成的接闪带模型，如图4所示；拾取接闪带，输入间距，利用开发的接闪带支腿族，一键生成由φ8圆钢构成的接闪带支腿模型，并根据输入的间距布置在接闪带上，如图5所示；
S4、在Revit模型中通过拾取建筑物的外围墙体，输入水平接地极设计的距建筑物的距离、埋深，利用开发的水平接地极族，一键生成由50x4镀锌扁钢构成的水平接地极模型；如图6所示，拾取水平接地极，利用开发的垂直接地极族，一键生成由25x25x4的镀锌角钢构成的垂直接地体模型，如图7所示；
S5、在Revit模型中通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用开发的断接卡族，一键生成断接卡模型，同时生成断接卡与水平接地极之间的连接体模型，如图8所示；
S6、在Revit模型中实现防雷接地相关设备的快速连接，如图9所示；
S7、在Revit模型中实现防雷接地设备快速标注，自动统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；
S8、在Revit模型中实现一键生成防雷接地拓扑图。
在本申请中：
模型尺寸可以通过模型的剖面框尺寸自动获取，也可以结合实际情况手动输入，增加设计的灵活性；
接闪带支腿间距可以按照系统默认距离排列，也可以手动设置间距，增加设计的灵活性；
水平接地极上生成垂直接地体有固定距离和固定数量两种方式，可以根据不同的建筑类型及设计需求自由选择。
本发明的第二目的是提供一种基于BIM模型的防雷接地设计系统，包括：
数据准备模块：准备工作：在BIM中建立建筑物模型和族模块；所述族模块包括：接闪带族、接闪带支腿族、水平接地极族、垂直接地极族和断接卡族；
参数获取模块：获取基本参数：
从Revit模型中自动分出建筑物的尺寸信息(长、宽、高)，计算出建筑物接收相同雷击次数的等效面积(km2)，辅以输入校正系数、建筑物所处地区雷击大地的年平均密度(次/km2/a)，计算出建筑物年预计雷击次数(次/a)，最终确定建筑物是否需要防雷设计(当建筑物年预计雷击次数大于0.05时，需要进行防雷设计，执行S3；当建筑物年预计雷击次数不大于0.05时，不需要进行防雷设计，结束)，利用已备好的防雷计算书模板文件，利用程序自动填入关键数据，生成Excel格式防雷计算书成品，操作界面如图2所示，生成Excel格式的防雷计算书及计算公式如图3所示；
第一模型构建模块：在Revit模型中通过拾取建筑物的屋顶、屋角、屋脊、屋檐和檐角模型，输入偏移高度，分析建筑物屋顶的外延，利用开发的接闪带族，一键生成由25x4镀锌扁钢构成的接闪带模型，如图4所示；拾取接闪带，输入间距，利用开发的接闪带支腿族，一键生成由φ8圆钢构成的接闪带支腿模型，并根据输入的间距布置在接闪带上，如图5所示；
第二模型构建模块：在Revit模型中通过拾取建筑物的外围墙体，输入水平接地极设计的距建筑物的距离、埋深，利用开发的水平接地极族，一键生成由50x4镀锌扁钢构成的水平接地极模型；如图6所示，拾取水平接地极，利用开发的垂直接地极族，一键生成由25x25x4的镀锌角钢构成的垂直接地体模型，如图7所示；
第三模型构建模块：在Revit模型中通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用开发的断接卡族，一键生成断接卡模型，同时生成断接卡与水平接地极之间的连接体模型，如图8所示；
组装模块：在Revit模型中实现防雷接地相关设备的快速连接，如图9所示；
标注导出模块：在Revit模型中实现防雷接地设备快速标注，自动统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；
拓扑图生成模块：在Revit模型中实现一键生成防雷接地拓扑图。
一种信息数据处理终端，用于实现上述基于BIM模型的防雷接地设计方法。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述基于BIM模型的防雷接地设计方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidStateDisk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于BIM模型的防雷接地设计方法，其特征在于，包括：
S1、在BIM中建立模型族模块；所述族模块包括：接闪带族、接闪带支腿族、水平接地极族、垂直接地极族和断接卡族；
S2、获取基本参数：
从Revit模型中获取建筑物的尺寸信息，计算出建筑物截收相同雷击次数的等效面积；
辅以输入校正系数、建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，计算出建筑物年预计雷击次数；
确定建筑物是否需要防雷设计，当建筑物年预计雷击次数大于0.05时，需要进行防雷设计，执行S3；当建筑物年预计雷击次数不大于0.05时，不需要进行防雷设计，结束；
S3、在Revit模型中，通过拾取建筑物的屋顶、屋角、屋脊、屋檐和檐角模型，输入偏移高度，分析建筑物屋顶的外延，利用接闪带族，生成接闪带模型；拾取接闪带，输入接闪带间距，利用接闪带支腿族，生成接闪带支腿模型，并根据输入的间距将接闪带支腿模型布置在接闪带上；
S4、在Revit模型中，通过拾取建筑物的外围墙体，输入水平接地极设计的距建筑物的距离、埋深，利用水平接地极族，生成水平接地极模型；拾取水平接地极，利用垂直接地极族，生成垂直接地体模型；
S5、在Revit模型中，通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用断接卡族，生成断接卡模型，同时生成断接卡与水平接地极之间的连接体模型；
S6、在Revit模型中，进行防雷接地相关设备的连接；
S7、在Revit模型中，进行防雷接地设备标注，统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；
S8、在Revit模型中，生成防雷接地拓扑图。
2.根据权利要求1所述基于BIM模型的防雷接地设计方法，其特征在于，在S3中，所述接闪带模型由25x4镀锌扁钢构成。
3.根据权利要求1所述基于BIM模型的防雷接地设计方法，其特征在于，在S3中，所述接闪带支腿模型由φ8圆钢构成。
4.根据权利要求1所述基于BIM模型的防雷接地设计方法，其特征在于，在S4中，所述水平接地极模型由50x4镀锌扁钢构成，所述垂直接地体模型由25x25x4的镀锌角钢构成。
5.一种基于BIM模型的防雷接地设计系统，其特征在于，包括：
数据准备模块：在BIM中建立模型族模块；所述族模块包括：接闪带族、接闪带支腿族、水平接地极族、垂直接地极族和断接卡族；
参数获取模块：获取基本参数：
从Revit模型中获取建筑物的尺寸信息，计算出建筑物截收相同雷击次数的等效面积；
辅以输入校正系数、建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，计算出建筑物年预计雷击次数；
确定建筑物是否需要防雷设计，当建筑物年预计雷击次数大于0.05时，需要进行防雷设计，执行S3；当建筑物年预计雷击次数不大于0.05时，不需要进行防雷设计，结束；
第一模型构建模块：在Revit模型中，通过拾取建筑物的屋顶、屋角、屋脊、屋檐和檐角模型，输入偏移高度，分析建筑物屋顶的外延，利用接闪带族，生成接闪带模型；拾取接闪带，输入接闪带间距，利用接闪带支腿族，生成接闪带支腿模型，并根据输入的间距将接闪带支腿模型布置在接闪带上；
第二模型构建模块：在Revit模型中，通过拾取建筑物的外围墙体，输入水平接地极设计的距建筑物的距离、埋深，利用水平接地极族，生成水平接地极模型；拾取水平接地极，利用垂直接地极族，生成垂直接地体模型；
第三模型构建模块：在Revit模型中，通过拾取结构柱模型与水平接地极模型，利用断接卡族，生成断接卡模型，同时生成断接卡与水平接地极之间的连接体模型；
组装模块：在Revit模型中，进行防雷接地相关设备的连接；
标注导出模块：在Revit模型中，进行防雷接地设备标注，统计并导出Excel格式的防雷接地材料表；
拓扑图生成模块：在Revit模型中，生成防雷接地拓扑图。
6.根据权利要求5所述基于BIM模型的防雷接地设计系统，其特征在于，在第一模型构建模块中，所述接闪带模型由25x4镀锌扁钢构成。
7.根据权利要求5所述基于BIM模型的防雷接地设计系统，其特征在于，在第一模型构建模块中，所述接闪带支腿模型由φ8圆钢构成。
8.根据权利要求5所述基于BIM模型的防雷接地设计系统，其特征在于，在第二模型构建模块中，所述水平接地极模型由50x4镀锌扁钢构成，所述垂直接地体模型由25x25x4的镀锌角钢构成。
9.一种信息数据处理终端，其特征在于，用于实现权利要求1-4任一项所述的基于BIM模型的防雷接地设计方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实现权利要求1-4任一项所述的基于BIM模型的防雷接地设计方法。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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