罗海文，周振豪，蒋雪莹，邓雪妮，邓兆凯

（新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐 830052）

1 BIM 技术

1.1 BIM 在单层厂房的应用

主要体现在如下领域：①厂房的地形分析——通过应用Civil3D 和Dynamo 进行参数化设计，使得分析结果更加直观明了）；②厂房的土方工程量计算——通过应用Revit 和Dynamo 进行地形布尔运算，使得效率更高、数据更加精确；③厂房的外部接口对接——通过应用Revit 进行协同设计和三维设计，使分析过程直观、减少修改；④厂房的综合管线设计——通过Revit 和Navisworks 进行碰撞检测，使模型更加准确，提高设计质量；⑤厂房的方案效果展示——通过Fuzor 和Navisworks 构建BIM+实景模型及施工模拟，使厂房模型的可视化程度大幅提高。

1.2 BIM 在国内外研究现状

BIM 起源于美国，因此在一些国外发达国家BIM 技术的起步相对较早，应用和发展也较广泛，技术比较成熟。随着BIM 标准的发展，许多国家都开始制定适应本国发展的BIM 标准。美国总务管理局于推出了国家3D-4D-BIM 计划，并陆续发布了系列BIM 指南[1]，欧洲、韩国、日本也有多家政府机关致力于BIM 应用标准的制定。在BIM 技术应用方面，美、日、德等西方国家均要求设计和施工企业，必须采用BIM 技术，设计事务所和施工企业也都将BIM 技术作为核心竞争力。

与美国行业协会主导下的BIM 发展不同，我国BIM 的发展政府起主导作用，主要体现在政策引导、BIM 标准制定、人才政策等方面。我国工程建设行业从2003年开始引进BIM 技术，为BIM 技术在国内的全面推广吹响了冲锋号。目前，BIM 技术的应用主要集中在施工单位，各类BIM 咨询公司和培训机构，政府及行业协会也开始越来越重视BIM 的应用价值和意义[2]。但就应用广度和深度而言，BIM 在中国的应用尚浅，相对于国外的研究，我国对BIM 技术的应用和研究主要集中在设计和施工阶段，尚未达到全生命周期的水平。

1.3 BIM 发展前景

随着信息化技术在工程建设行业应用广度与深度的不断扩大，BIM 技术为建筑设计的工作效率和工作质量提供强有力的技术支持，是工程建设行业发展的必然选择。BIM 技术的协同设计能最大限度解决信息孤岛问题，若能在创建项目中熟练准确地运用BIM 技术，必然是建筑领域的又一次改革。

2 单层工业厂房的漫游与施工模拟

2.1 单层厂房的漫游

在进行单层厂房漫游动画时，需要用到Navisworks 当中的Animator 功能进行创建动画，创建动画前，需要先添加一个场景文件夹，再右键添加场景。每次选择一个视角后，保存关键帧进行视点保存，依次创建多个视角，保存关键帧后播放动画展示动画效果。我们也可以在动画选项卡下的录制功能进行环视或平移的操作，来录制动画。由于动画都是由关键帧构成的，所以最后在保存的视点中查看所录制的动画。在进行动画漫游前，可以先使用AutodeskRendering 功能对模型附加材质及材质贴图，还可以调整照明、环境等命令使模型漫游更加真实。

2.2 单层厂房的施工模拟

在单层厂房的施工模拟中，有许多的操作和漫游动画是相同的，比如在施工模拟前可以先对模型附加材质、贴图，对照明、环境先进行设置，最后在动画渲染的时候可以先设置渲染质量，一般渲染质量等级越高，渲染效果也更好。对单层厂房做生长动画时需要用到Navisworks 当中的TimeLiner 功能，首先要对模型构建进行集合分类，不同类型、不同标高的构建分在不同的集合中，再使用TimeLiner 添加任务设置计划开始时间及结束时间，一般情况下，生长动画都使用构造任务类型，最后在将集合中分好的构建进行附着添加的任务。都设置完成后，可以先进行动画模拟，满意后再进行动画导出。

3 单层厂房结构组成及在BIM 中的创建

3.1 厂房基础族

通过Revit 软件对相关基础族的制作，利用Revit 参数报告机制实时显示基础尺寸及强度，并在三维视图进行简单的移动、拉伸、参数修改等简单操作快速实现基础的布置，同时也在较短时间里找到兼顾地形、坡度、排水要求的合理方案。

基础族每一步都必不可少：①在Revit 中新建族样板，选择公制结构基础.rft；②进入前里面视图，绘制参照平面并添加相关参数，简单绘制出基础的轮廓；③注释高度方向，注释选项卡—对齐命令—注释高度尺寸—选择注释—设置参数H1、H2；④进入前里面视图，将基础的底部和顶部进行锁定，添加基础一阶二阶等参数，同理设置出基础二阶高度、二阶宽度、内陷高度等参数；⑤在左侧属性里面通过修改相关数据来检查是否有效；⑥设置族类别和族参数：打开‘族类别和族参数’选项卡—选择“结构基础”—设置“用于模型行为的材质”—选择“混凝土”；⑦绘制一些诸如不是长方体的基础，我们需要在拉伸修改我们的轮廓，如果一个轮廓绘制不出来复杂的形状，我们可以在绘制一个轮廓用来创建单独的那部分，然后跟主体连接起来，并赋予相关的参数和材质即可；⑧基础绘制好之后要添加钢筋，可以在面积中选择相关钢筋布置在柱中；⑨最后保存并命名就可以用了。

3.2 柱族

等截面实腹柱和等截面缀条柱，一般用于吊车起重地不超过20t，柱高不超过10m 的厂房中。等截面缀板柱一般在厂房中较少采用，多用于平台柱。但当厂房无吊车时，或者吊车起重时不超过5t，厂房跨度不超过15m、轻屋面、同时柱高不超过9m 时，也可采用。分离式柱：具有构造简单、计算简便和施工方便等优点。当柱脚埋在地下时，为了防止柱脚的锈蚀，应采用C7.5 或C10 混凝土将柱脚包至室内地面以上0.1~0.2m。柱脚埋置深度一般可根据车间类别参考下列数值采用：轻、中型厂房：0.6~1.0m；重、特重型厂房为：1.0~1.5m[3]。由于柱的类型较多，在使用Revit进行族创建时就比较烦琐，不同的柱其形状也不同，在进行参数化创建的时候，需要多画几个参照平面进行参数化设计，这样就可以多创建一些不同类的参数，在导入模型的时候，就可以只用修改参数使模型成为我们需要的类型。在创建族模型时，可以使用拉伸、空心放样、融合等功能将其创建，图1为独立基础族。

图1 独立基础族

柱族在基础族建立的基础上，还需要特别注意一些诸如牛腿柱或者一些不是长方体的绘制。需要通过拉伸修改柱的轮廓，或者绘制一个轮廓用来创建单独的构造，然后连接主体，并赋予相关的参数和材质即可。

4 施工设施构件库的建设

4.1 构件库的概念及基本分类

要建设基于BIM 的施工设施构件库，首先要了解构件与构件库的概念及其基本分类方法。我们把构成BIM 模型的基本组件，称之为BIM 构件，而这些BIM 构件整合为BIM 构件库。BIM技术的一个重要功能是将族的信息共享。运用BIM 大数据能对所使用的构件类型进行统计，不断对部品进行更新换代，也极快地提高建模的效率和准确率。

4.2 族库建立要点

族包含很多内容比如材质、尺寸、参数等，使用者只需要更改一些最基本的参数就可以使用。比如本文创建的基础族，使用的时候只需要输入你想要的长宽高、一阶高度、二阶高度等基本信息就可以立即得到相应的基础。族的建立也需要建立者极其的细心和技术水平。另外族必须要符合标准规范的要求。

4.3 命名规则

族文件命名应标识族文件主要特征，如外形、尺寸等，不同关键词间用“-”连接，当设备设施有厂家型号时，应体现厂家及设施型号，同一类族文件的不同版本应在命名上予以区分。

5 BIM 技术在单层厂房建设遇到的问题及解决方案

5.1 人员技术问题

部分BIM 团队的专业知识水平有限，导致遇到一些诸如机电、管线、暖通等复杂碰撞无法解决。原因在于不熟悉相关的施工工艺和设计、施工经验不足、提供的BIM 方案不合理。

5.2 协同工作问题

BIM 提供的协同设计平台，可大幅提高团队的建模效率，模型共享的广度。BIM 团队脱离协同设计平台，那么不同成员使用的不同建模工具，就需要用工具将模型从一个环境传输到另一个环境，使设计协助更复杂，存在更多潜在错误。因此有必要采用协同设计平台进行资料交换，实现资源互享，达到信息高效互通的目的[4]。

6 结论

通过利用BIM 技术开展工业建筑厂房的标准构件族库建设，可以大大减少创建厂房模型的时间，提高效率。总之，开展BIM 技术在工业建筑项目建设中的应用研究，可提高建设阶段项目的管理水平，一定程度上解决建筑业资源高消耗、劳动力短缺等问题，也是提高房屋质量的主要措施。