BIM建模原理及操作

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1、BI M建模原理豳作李霜 BIM Manager资深BIM咨询师建筑工程设计信息模型交付标准、建筑工程设计信息模型分类 和编码标准参编者一直从事BIM培训研究工作，曾主持参与香港地铁、常州星河、台湾海洋音乐中心、唐城壹零壹等大型综合体、酒店、写字楼等项目。参与中国建筑标准设计硏究院BIIVI标准及相关课题研究。目录Revit系列软件是全球领先的数字化设计软件Autodesk公司BIM旗舰产品Revit基础知识Revit使用五种元素类:主体包括墙、楼板、屋顶、天花板构件门、家俱视图专有的二维图元,用以生成文档视图模型的动态表示，并且始终是最新的基准面参照元，用于组合建筑。它们为设计师提供了设计的

2、灵活性。Revit基础知识Revit基础知识Autodesk Revit Building 图元歼五沖89元关如 眉一衍图冗衰示顶目申星墓坯的某些内锹Revit Building 图元蟆型医元32Z外的任伺冋&f体元IT 壬蹈 内构门 3 KA毫用攻目饑RevLt 中謹璃偏価死交互作用.天花扳乎ae 三堆椰图 JZttt Sffi胡松寰标髙壮油旖歩瞬干直尺林庄 丈字注澤鞍入的标记筍号Revit基础知识模型图元(Model Elements)生成建筑物几何模型,表示物理对象的各种图形元素，代表着建筑物的 各类构件。模型图元是构成Revit信息模型最基本的图元z也是模型的物质基础。分为两类：主体图

3、元(Host Elements )构件图元(Component Elements )主体图元：可以在模型中承纳其它模型图元对象的模型图元，代表着建 筑物中建造在主体结构中的构件。如：柱、梁、楼板、墙体、屋顶、天花板、楼梯等构件图元：除主体图元之外的所有图元 一般在模型中不能够独立存在 ,必须依附主体图元才可以存在。门、窗、上下水管道、Revit基础知识视图图元是模型图元的图形表达，它向用户提供了直接观察建筑信息 模型与模型互动的手段。视图图元决定了对模型的观察方式以及不同图元的表现方法 它主龜括:楼层平面视图、天花板视图、立面视图、剖视图、三维视图、图纸、明细表、报告等。其中明细表和报告,采用

4、了比较简单的方式来描述材料的性 质和数量而不是图示的方式。视图图元与其它任彳可图元是相互影响的,会及时根据其它图 元进行更新,是活的。注释符号图元用于对建筑设计进行标注、说明的图形元素。它分为两类：注释图元：属于二维图元,它保持一定的图纸比例,只出现在二维的特 定视图中。如：尺寸标注、文字标注、荷载标注、符号等基准图元：属于建立项目场景的非物理项。如：柱网/标咼/参考平面等。注释图元属于一种视图信誌仅用于显示，并非建筑的一由于与模型中的图元彼此关联,当模型图元发生改变时，注释符号图元跟着会发生相应的改变。反之,用户也可以通过改变注释图元的属性,从而改变模型的信息。工作原理 首先用户创建项目；其

5、次用户往项目中添加参数化的建筑图元；在Revit中，所有的建筑图元都视为类别也就是所说的”族”； Revit根据模型构件和注释图元对每个图元进行分类。门、窗或屋顶等模型图元代表实际的三维建筑几何图元； 门标记、立面符号、房间标记等注释图元提供了模型归档帮助；Revit基本知识在Revit软件中,最主要的是理解如下几个知识:构件族实例Revit基本知识构件EJf 建筑物是由许多构件组成的。如墙、楼板、梁、柱、门,在Revit称之为图元。构慘嘴驚门脚鱷般議文字注这是与以往CAD软件不同之处。放置在建筑模型中的所有对象都属于某一种类别,这种广泛 的类别可以进一步细分为族对象类型还可以分解成子 类别。

6、例：项目中所有的门属于门类别。在Revi冲每f对象都附带有自己的属性参数。Revit基本知识族 (family)它是类另忡图元的类；是一T最重要的概念。按族成组的图元都有共同的参数(属性)设置、相同的用法及类似图形化表示。Y族中不同图元的部分或全部属性都有不同的值，但属性的设置是相同的。如：门，可以看成一个族，有不同的门，推拉门，双开门，单开门；Revit基本知识类型族是相关类型的集合，是类似几何图形的编组。族中的成员几何图形相似而尺寸不同。类型可以看成族的一种特定尺寸,也可以看成一种样式。类型定义：对象所具有的属性定义对象与其它对象如何相互作用定义对象如何把自己绘制成各种不同视图的表示方法。

7、各个族可拥有不同的类型;类型是族的一种特定尺寸一个族可以拥有多个类型;每个不同的尺寸都可以是同一族内的新类型;实例”实例”是放置在项目中的实际项,在建筑（模型实例）或图纸（注释实例）中有特定的位置。实例是族中类型的具体例证，是类型模型的具体化。实例是唯一的，但任何类型可以有许多相同的实例,在设计中定义在不同的部位。提示：族理解成”模具”,实例理解成”生成f 产品”；与计算机专业的类”实例”联系理解；族的分类根据定义的方法和用途的不同，族可分为系统族、标准构件族、内建族系统族在Revit中预定义的族,包括基本建筑构件。可以在系统族中通过设定新的参数来定义新的系统族。标准构件族在建筑设计中使用的标

8、准尺寸和配置的常见构件和符号。可以使用族编辑器，标准族样板来定义族的几何图形和尺寸。族样板分两类：基于主体的样板：如门族,是基于墙主体的样板;独立的样板:如柱、家俱等。族样板有助于创建和操作构件族。标准构件族区别于系统族不同之处：标准构件族可以作为独立文件存在于建筑模型之外,目具有.rfa扩宸茗。可以载入项目中；可以在项目之间进行传递；可以把它保存到用户的库中；对它的修改，将会在整个项目中传播,并自动在本项目中该族或该类型的每个实例中反映出来。提示：与CAD的图块（内、夕卜）相联系；与插入 ”引用相联系；内建族是在当前关联环境内创建的族，仅存于此项目中，不能载入具它项目。通过内建族,可在项目或

9、构件创建唯一的构件，该构件用于参照几何图形。例：要创建一个必须在房间中放置在具它项目之间的接特桌z则可以设计成个内建家俱族,当原始设计不断修改z内建族也将相应变化。Revit基本知识BIM信息模型中的对象由两方面组成:对象的属性可以执行它彳门的操作。构件的参数同理包括两个方面：构件的属性参数构件的彳亍为参数其中：构件的属性参数描述构件的具体特征。Revit基本知识描述_个构件的属性有许多项,其属性值也有多种类型。门:类型名、高度、材质、标高有的是数值型、字符型、布尔型通常一个构件有两类属性：类型属性:同一个族中的多个类型所通用的属性称为类型属性。实例属性:随着构件在建筑中玉在项目中的位置变化而

10、改变的属性称为实例属性。联系：类的继承属性。实例属性与类型属性的区另类型属性影响全S晦项勺实例和任何要在项目中放类型属性反之，实例属性只影响已选择的构件,或者要放置的构件。类型参数是对类型的单独实例之间共同的所有东西进行定义 实例参数是对实例与实例之面不同的所有东西进行定义。Revit参数配置Rev i t Bu i Iding 基础知识Revit参数配置Revit参数配置113 Aitttodesk Rovit Building 8 (a, rvt= (3!)11|*X， Q 文件 m MffiCE)如at超 SBiJ men I*(D 创t) BOQ) bwqd|gcu廷&I 三建STtS

11、 InUriar - 13S Ptrtita/俨矽 折障芷椰=辛新分ir*P F昨“切创 心 F : - : f v- Zr f，一 ” I未 1SJ8 V ：30 0 KtEtt 罐eg Vjsywrj: “ZTSKiH u尺如生 .八沦 令疗迢T文子 E (dl)M展干面Ut1 1L“ 2 Eo l 天花種平面Uvel 1 Uvl 2Bnf Rgf * Dore E 立而g CirelEm ffwChSouUi lintJlf Qlld ArrraI ffiifc (all)顶目鸿E88Revit参数配置Revit参数配置Revit基础界面（Ribbon风格界面）迢些速:访回卫貝老乂芝 最

12、（3培 他阳JH 怜苏 K M WiS粒 B 計用竹了苹单$ ijas o pesgkfoi 複緑議骨fna wme仮 怜 s&ma:，菜单而板*跆 金0*H因&SfM WKjCH HU附1kv： *a谢制削她5畸戶1xft0dAat4ask Itvil ArM twelve 20H -（CSi0_2O（XM）O rvt - -tfW （）帮助与信息中心:rH讦:am鸟林刃可见隹也鈿IBAfir8FfflM S明魅O） z iC0 E3 口 Jt M “ 次斜 0 g 3项且浏览器3-W W（43） 工桃祂ViewCube工作集设计选项 勺昌易住姙寸:”.匚-.啊綢祥板壬囁炉 r E 宀 （5

13、bryjxMl0 s J选择过滤器f二Revit参数配置Ribbon风格界面Ribbon原来出现在 Microsoft Office 2007 及 2010 的Word、Excel和Powerpoint等组件中,后来也被运用至9Windows 7的一些附加组件等其它歌裤中。它是f收藏了命令按钮和图示的面板。它把命令组织成一组标签，每一组包含了相关命令。每i应用程序都有f不同的标签组,展示了程序所提供直功能。在每个标签里,各种的相关的选项被组在一。设计Ribbon的目的是为了使应用程序的功能更加易於发现和使用,减少了点击鼠标的次数。Revit参数配置Revit参数配置系统设置迭项菜单-选项存盘时

14、同 文件位置缺省样板文件族样板目录渲染素材SteringWheels|Vi ewCube|宏常规I用户界面 丨 圉形文件f遍 |這染默认样板文件(I);|utodeskRAC 201 lVMetrie Templai.esdefa选项用户界面(User Interface)-Customize视圏标签(view tab)-Windows 面板UserInterface下拉列表 选择Keyboard Shortcuts 1爲窗口 :g平铺关卷字或龜语& V iekubeP界航栏17项目浏鳖器17属性等同于ACAD.PGP快捷键(KS)将关键序列指定给工具.tf用户界面Q状态栏R状态栏工作集P状态

15、栏-设计选顼 厂最近使用的文件程。浏览器组织按F1键获得更多帮助Autodesk Revi t AiRevit参数配置管理 其它设置材质线型注释样板文件*.rte类似 CAD 的 acacLdwtI rrf2 修改0 B清除i未使用项3编辑类型UI1UI1 UMUM UJIIH1 :， V vvWW9Id应用 ICS4. . |ifc其他填充样式分析显示样式Q k.地点坐标位置 线样式线宽三三线型国案半色调/基线临时尺寸标注剖面标记立面标记详图索引标记W日光设鱼1详细程度Autodesk Kevit .过图紙发布/修订P渲坯外观库快速了解实践、实践再实践加载一个族（门或窗）。尝试做参数改变,建

16、立新的族类型,并进行实践生成相应的实例。在图中改变实例的参数。快速了解实践、实践再实践Stepl:设置样板,存储时间Step2:创建项目组Step3:轴线Step4:立面设置Step5:画轴网Step6:导入C A D图纸/拾取轴网Step7:锁定轴线Step8:在立萼整轴线标头Step9:画墙目录Revit系列软件是全球领先的数字化设计软件Autodesk公司BIM旗舰产品目录深圳证券交易所SHENZHEN STOCK EXCHANGE SQUARE目录深圳证券交易所SHENZHEN STOCK EXCHANGE SQUARECategory : Office ArchitectureGFA

17、 : About 260000nr Height : About 245m Cooperate with: OMA, Holland Status : Un der Con struct! o n工腿 :力公建筑建筑面积：26万平方米合作单位：荷兰OMA设计事务所建筑高度:245米完成情况:在建多专业协同合作管线综合施工3D运输模拟大型设备运输模拟三维激光扫描形变检测多专业协同合作目前我们所说的协同设计，很大程度上是指基于网络的一种 设计沟通交流手段以及设计流程的组织管理形式而BI M的 岀现，将设计方法从二维转向三维，从线条绘图转向构件布 置z从单纯几何表现转向全信息檯型集成，从各工种单独向

18、基于同一模型的全过程整体设计,能够大大减少设计误完成项目转向各工种协同完成项目，从离散的分步设计转 差。管线综合主要针对的是MEP各专业间的协调，以及建筑、结 构与MEP间的配合。在设计前期创建逼真的各专业模型，进 行碰撞检查，生成协调数据，优化管线排布方案，确定管线三 建筑结构的相对位置,然后根据优化方案进行施工模拟，从帀 减少施工产生错误的几率丄缩短施工工期,真正起到为业主壬 约成本的作用”同时也提嵩了与业主沟通的能力。施工3D运输模拟通过对塔吊的空间位置及运动状态进 行全方位模拟，检查互相干扰的（W况 ,并检验运输方式的可行性，确保安 全快速的工作效率大型设备的运输工作一直是施工中大型设

19、备运输模拟容易忽视和遗忘的问题，但往往我 们施工后发现设备无法运输到建筑 内部，通过三维模拟我们可以很好 的避免设备无法运输的问题中WW4)-发势 不町通免会与超塔 MffffiM干拔.三维激光扫描形变检测点云是在同一空间参考系下表达目标空间分布和目标表面特性的海量 点集合，它是逆向造型 的基础,能准确的将物理实体转化为数字信 息。在施工中，现场实际测量数据往往与施工图有V的误差，通过 扫描生成的点动据可以确定真实尺寸，将误差卩轲氐到毫米级，能够 彳斷的确定物体形变量深圳华侨城欢乐 SHENZHEN OCT BAY 邁魏I:综台园区建筑面积：30万平方米合作单位：美国LL键筑师事努所、美国SW

20、A星观设计事务所、 美国迈耶建筑事务所完成情况：在建-大跨度钢结构节点i复杂曲面有理化豊丘建筑模型变更与维惑地形信息处理A *A *A *大跨度钢结构节点设计 利用BIM数据库辅助以自编各软件数据接口的解决方案能成功实现各软件之 间的信息交互,实现了基于BIM数据库的完整结构模型（含所以节点）的创建,显著提高了信息传递效率,提升了工程质量。大跨度钢结构节点施工结构模型k提取 节点I J自动节点施工图5量创建CATIA节点杲取甫点、态数据，搜 索并确走各 节点挫制工丿况由力YESOYES直接导 入USL4基于数据库的参数化节点设计流 程图CN修改形、态参数调整结构模型复杂曲面有理化处理异形表面的

21、手法有多种。相比于人工划分网格z利用软件强大的运算能 力可以更迅速更优异的解决幕墙嵌板类型多、定位难等问题。、 M0fninoctrti (cmratoel) |MKhvi9 9 /LlH Tfji*! $ M!wu：ve to；w Mia*rCcmorc 知Cctwwtc jxevocMe他 m t如H M 乂 0:塑 *MGX 浊1ISM K*93IM VSt3x ! tEL 18290tlni a*w21llUZi23，!3如如卢:M*Vtn“吃只:血0&4加如.as“ jws*PM 7 ?wF它刈屮22W巴PE皿#池、9-W4nr r4w*坤&沖卢*aMuhif- ,t hm 再理 !

22、価，r/4f ! ：l*r MiJ 湎；MfBV屮卩口1“ IlJUf* JMU, z w 。妙节船r?*4wmuzst?w :*95S吻i刘“* K?l叶Ifx-*怡 Ma lawr 1U4*Fl5-aratonx - u*4 :9W7Al5nW 1U 5H11ffiffia si131:om* !*:* g”4 C Q U1 K闪n ZlinIdre ng” ：4Xt cm* *杪U Ri“叱:erf :%* ：tM-/卜土人* 峙M ?4Mjnmx卩 xw-:建筑模型变更与维护基于BIM系统的模型具有可延展性,即使完成竣工图模型后依旧可以根据业 主的二次装修进行模型记录,为未来的运营与维

23、护做信息铺垫。_ _ 10复杂地形信息处理OCTOBER JDff厂*、 n-0龙相比于传统携带高程信息 的二维CAD图纸，利用 BIM平台进行场地信息整 合能得到更直观、精确的 真实地形数据。深圳世界大学生运动会主体育场积：io万平方米60000Main Stadium of the World Un iversity Gamesi nShenzhen台作单位：德国GMP建筑事务所完成情况：20口竣工Category : Sports ArchitectureGFA : About 100000m1 60000 seatsCooperate with : GMP, Germany Statu

24、s : 2011 complete多专业协同合作管线综合施工3D运输模拟大型设备运输模拟三维激光扫描形变检【0SKETCH草图3DMAX常规的研究方式在复杂形体建筑的深化设计过程中遭遇瓶颈草图SKETCHAUTOCAD手工模型SKETCH UPREVIT3ds max4 R3DMAX常规的研究方式在复杂形体建筑的深化设计过程中遭遇瓶颈常规三维软件三维模型表现效果Catia / DP修正逻辑修正参数基于Catia的三维数字模型是设计研究的媒介，是经过反复修正的结果常规三维软件三维模型表现效果传统设计手段利用3D Max搭建模型，只能得到诗见觉信息,并不能精确定位和包含建筑信息。设计师基于3D m

25、ax的三维模型对幕墙进行划分，进行施 工图绘制，施工图无法精确定位，指导施工。幕墙顾问接受设计院的幕墙施工图纸，无法指导厂 商生产；只能再次按照自己的方式对幕墙进行重新 划分，无法准确实现设计意图。施工单位拿到设计院的图纸后，很难领会设计意图， 只能按照根据图纸和经验来完成施工安装。人为因素 大，无法保证设计意图的实现，同时提高了安装人员 的要求，延长了施工周期。常规三维软件三维模型表现效果传统手段完成异形建筑的流程也表明了，三个团队分别来完成同一件工作，最 后得到了三种不同的结果。在造成极大的人力和时间成本浪费的同时，也很难满足和解决复杂形体建筑的 诸多问题。最后只会导致项目完成后遗留诸多问

26、题。在此项目中，由于技术和时间所限。未通过BIM技术来实现多专业、多团队、 跨阶段的协同作业，造成了建筑信息出于分割孤立状态，项目建造的周期也出 现了延误，成本攀升。同时在项目竣工交付使用后出现了渗水等诸多的问题。三维数字模型在设计研究过程中的逻辑修正初步设计至施工图早期阶段:：负责不同建筑系统的设计人员同时负责对应的三维模型推敲钢梁落地支座钢梁落地支座ifjjw. watt H.wfttmsw.伽.h 畑伽 皿磁巧倣? w.鳞的蹿倔昨煦骷:丹j. tw*tefetiert.t w.电呻逞脸憐主方向娜凝愛示色（类迩申主方删酥宜（类也D、E）专业间的三维信息支持 特殊三维结构形式的优化设计专业间

27、的三维信息支持为机电专业管线综合提供三维技术支持（综合+优化）01 v&KMSWSifti 05即*5帖昶MHO)帮助结构构件定位的建筑图纸06雾粥m04遊迪迫21S尸：05炉牛s=3=nAlubt-:/?E3丢E4i02亠对复杂板边有理化并进行数据输出依据控制模型深化实际钢结构模型247jM-：依据加工精度需求提取控制截面闷W)wM（硼爲ca|111顾别1哄Z汝别uz讷叫啟6IMWWUps,-ia.-3(i卜慎3HM-2P.-XTIm;如他叭(?M侧IM 如 Mig. 冏。加诙饨鬧叫低询嗣iiiou；冈淞松邂IWi-nmst瀨处帀）l3R-a-M(|阿郴pn-tM-aoy诃(SMrHVW)h

28、xb.-i 1im込妙鼻碑询沁场Tjg 吩出qj越gj 爼0R-H-M9帆仇旳網細31同Nua(*幽I(Ut-Hl-XflHUSfTJ関竝劲rn iwt-in.-wO心IM七印输出控制截面上的关键点坐标生成钢板下料图外壳钢结构全信息控制模型直接用于指导厂家设计深化和加工生产Hozisw 士義盅迴器猱巽 丘 -盟UKg监鑒节嘿螯G球圖U UV3 J乙玄工二=二=上二弓=杠44：二=二HlhlllllgOllIlHOlIIIIHIIlliyHhi5 .fp XWK 5 nHs s XR tfxs e J-x K tMOX。伙0鑑辟勒心旺 凹*勃腴蘿叽亠徨田修正逻辑修正参数借助BIM技术和手段，实现

29、了多专业、多团队、跨阶段的协同合作，在保障了 设计意图和项目质量的同时，还实现了数据的输出，指导工业化生产，不仅仅 提高了生产的质量，还将人为因素降低到最小程度，大大加快了建造的速度和 效率，减少了追加成本，保证了业主的投资回报。深圳O墅IK项目类1:住宅建筑面积：2.6万平方米业主单位：深圳市招商华侨城合作单位：西班牙DDG建筑师事务所项目状况：2007年竣工地形复杂别墅类型多样化别墅区地形复杂,利用BIM技术能够精确对原始itW进行分析,为设计提供有效数据指导； 建筑与地形贴合难度大，利用BIM技术可以对建筑与地形进行更加直观的表达；别墅类型多样化”排布复杂，利用BIM技术可以提供更加合理

30、SIMRSOUDULE I sui |I Wx | * -一顾* icr4 I ZicI CALOU m、I M ； SiG KlEI i wpwi & 0叫| P i K CJMOOPEFVkTONDVISlOWC XjMi*wwr itarOcwvwwtf.tS lwCA,/twESCALATOR SCHC WABB霍SSB觀Efcw盍MmW崔監毛蛊蓋套芫！I鑿士士:;1V:3一；MM一； SBwg 工im| ranor*EMDmtu;rg:lc*lCfWVWim BM I 1F 5CIOI k. *!CftA*WU$Ixnktqc nr穴0XMI*WfMClTAMtGCMD，刃 g05O

31、JV 心IT皿 、X、Kui7s * I-A_iAA燼40尢G 90 夕W3Ug #M/X1DOPEFVkTONDVISlOW JUT需？二以 C mj wmvwwr itarOcwTwwtftS lwCA,/tCRPASSEM3ER FLOWSTLOY OlWRRraAYSTA-nOI FlOWSTUTfSCXDXES*t!Zta.QVBWRAOMOl |* A-一；g0巩2 0 0的00|卞K r I r M I t f f f - f VDrrwo ll /nO 书 y?M?Tr加皿Maurn戾iCfUArinW-XOTrg;KE:3:a)URSEO3EASTCOWCOURSE01LOV

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37、ew8mae9cMdMprnu6g pf toerrnucM * the BIMrnoe.项目简介：金融港办公室装修项目项目，项目地处武 汉金融港。此项目最大特色在于BIM技术应用于项目全生命 周期。在方案阶段前期通过能量分析，空间分 析等数据报告为方案选择做科学依据；设计阶 段通过三维设计，全专业协同设计，为设计提 供质量保证，并通过管线碰撞等技术来优化设 计，降低成本；施工阶段通过三维扫描精确定 位现场尺寸，为设计师提供真实尺寸，同时减 少材料浪费；展示阶段通过虚拟现实互动平台 取代传统的效果图和固定路径的动画展示， 360。全方位无死角的展示设计；在运维阶段通 过BIM模型中的Infor

38、mation来为运维管理提供 依据与保障。空间分析在精确测量模型的基础上，通过设计选项对比, 分析空间使用功能及室内交通，选择更符合需 求的功能区划分及交通设计方案。点云扫描点云扫描结合了激光测量与摄影原理，使建筑 信息逆向表达，精确提取原始建筑数据，为设 计提供了原始参考依据。管线综合利用6im三维技术在前期进行碰撞检查，优化工 程设计与管线排布方案，减少在建筑施工阶段 可能存在的错误与返工的可能性。方案优化在虚拟场景中直接任意对方案进行修改，通过 参数改变室内家具如置及各项装饰材质，从而 加快方案优化的速度，提高方案设计与修正的 效家。设计出图不同于传统室内工程对二维图纸的依赖，通过 数字化精确设计，大大减低二维工作平台的工 作误差，缩短项目各阶段间的信息交付时间。成本概算通过建立6D关联数据库，准确快速计算工程量, 提升施工预算的精度与效