張俊陽，王光榮，汪瑞敏，梁玉雷

REVIT REVIT軟件在水泥礦山破碎與輸送設計中的應用

張俊陽，王光榮，汪瑞敏，梁玉雷

利用三維軟件REVIT進行水泥礦山的破碎與輸送設計，設計直觀化，可大大減少設計中碰撞等缺陷，同時可以提高設計質量和設計效率，讓整個設計過程變得真正精準而高效。本文結合水泥礦山設計實例，創(chuàng)建破碎與輸送的三維模型，介紹三維軟件REVIT在水泥礦山中的應用。

REVIT；水泥礦山；三維模型；破碎與輸送

1　引言

計算機軟硬件技術的突飛猛進及信息化技術在設計行業(yè)的普及和發(fā)展，使得應用了十幾年的AutoCAD繪圖軟件開始顯現(xiàn)弊病，二維設計已經(jīng)不能滿足市場要求，三維設計已經(jīng)成為國內(nèi)外設計行業(yè)發(fā)展的趨勢。Autodesk REVIT面向建筑信息模型（BIM）而構建，支持可持續(xù)設計、碰撞檢測、施工規(guī)劃和建造，同時幫助工程師、承包商與業(yè)主更好地溝通協(xié)作。設計過程中的所有變更都會在相關設計與文檔中自動更新，實現(xiàn)更加協(xié)調(diào)一致的流程，在三維設計中的應用越來越廣泛。

2　 REVIT軟件

2.1 REVIT簡介

REVIT是Autodesk公司一套系列軟件的名稱，REVIT系列軟件是專為建筑信息模型（BIM）構建的，可幫助建筑設計師設計、建造和維護質量更好、能效更高的建筑。BIM能夠幫助建筑師減少錯誤和浪費，以此提高利潤和客戶滿意度，進而創(chuàng)建可持續(xù)性更高的精確設計。BIM能夠優(yōu)化團隊協(xié)作，其支持建筑師與工程師、承包商、建造人員與業(yè)主更加清晰、可靠地溝通設計意圖。

目前水泥礦山工程設計涉及多專業(yè)的協(xié)同設計，而且以前二維設計采用AutoCAD，REVIT是Autodesk公司的產(chǎn)品，與AutoCAD具有很好的兼容性，所以REVIT是一款比較適合的軟件。

2.2 REVIT的優(yōu)勢

（1）使用REVIT可以導出族部件的三維尺寸和體積數(shù)據(jù)，為概預算提供資料，資料的準確程度同建模的精確成正比。

（2）在精確建模的基礎上，用REVIT建模生成的平立圖完全對得起來，圖面質量受人為的因素影響很小。

（3）其他軟件解決一個專業(yè)的問題，而REVIT能解決多專業(yè)的問題。REVIT不僅有建筑、結構、設備，還有協(xié)同、遠程協(xié)同，云渲染，碰撞分析，綠色建筑分析等功能。

（4）強大的聯(lián)動功能，平、立、剖面、明細表雙向關聯(lián)，一處修改，處處更新，自動避免低級錯誤。

3　 REVIT三維建模

3.1建模流程

在使用REVIT進行三維設計時，先確定項目施工工藝，根據(jù)工藝制作各種參數(shù)化工藝設備，然后再搭建建筑和結構框架，制作各種所需非標準件設備，等所有設備制作完成后，在建筑和結構的框架基礎上進行組裝整個項目模型，進行成果輸出，完成施工圖設計，設計流程如圖1所示。

圖1　 REVIT建模流程圖

3.2參數(shù)化設備族文件

在REVIT中族是組成項目的構件，同時也是參數(shù)信息的載體，在項目設計開發(fā)過程中用于組成項目模型的構建。三維設計是以其強大的族庫作為基礎的，沒有庫，就建不成模型，做不了設計。REVIT系列軟件作模型設計就是一個搭積木的過程，通過前期把相關的設備制作成相應的族文件，然后進行組裝，所以設備族的制作成為建模的工作重點。

礦山破碎系統(tǒng)的機電設備、非標、管材等種類繁多，數(shù)量較大，建立相應的族就顯得較為重要。對于參數(shù)化的設備族可以重復利用，這樣可以大大減少以后創(chuàng)建相類似項目的模型，但是并非所有族都需要是參數(shù)化族，例如破碎機、收塵器等構造比較復雜的設備，就不適合參數(shù)化，但是可以對這些設備的零部件進行參數(shù)化。風管和溜子等非標件就可以建立標準參數(shù)化的基本模型庫，在基本模型的基礎上進行多層次的嵌套和驅動，最終達到空間多樣化布置的要求；同時運用模型參數(shù)，進行各種規(guī)格材料的計算和統(tǒng)計，減少了很多繁瑣的計算過程，大大提高了設計效率。

3.3建筑和結構框架

在REVIT中包含有豐富的常規(guī)構件族庫，它對建筑結構研究得非常細致，建立了完整的梁、板、柱、門、窗、樓梯等族系統(tǒng)，可供選擇的模型很多，大大縮短了建模時間。對于墻體、結構柱、梁、樓板等構件來說，構件的高度、厚度可以通過參數(shù)驅動進行修改，并具有延伸、倒角功能；樓梯的參數(shù)設置很細，踏步、欄桿、扶手等都能方便快速地建起來，可以通過參數(shù)的設置達到設計要求，對于建立設備基礎、房屋等建筑物都非常簡捷方便。

在礦山破碎車間中，支撐電動雙梁起重機的牛腿柱、支撐重型板式給料機的基礎、破碎機的下料口等構件，都可以利用軟件中強大的模塊化設計功能將其納入標準化的專業(yè)構族庫中，利用豐富的參數(shù)來控制族的變化，更改相應的參數(shù)就可以改變實體的大小，可以減少以后項目設計的重復工作。

3.4完成建模

當建模過程完成后，可以得到一系列的成果：任意的剖面設計圖、任意角度的三維視圖、相關材料的明細表、渲染圖紙等，在三維設計中可以任意地截取剖面，最后再進行標注即可，滿足設計出圖的各種要求。

4　某水泥礦山BIM模型案例分析

4.1設計背景

某水泥礦山年產(chǎn)量320萬噸，破碎機選用LPC型單段錘式破碎機，平均生產(chǎn)能力1 250t/h，給料粒度：1 200mm×1 000mm×1 500mm，出料粒度≤75mm。喂料選用重型板喂機2 300mm×10 000mm，給料粒度＜1 500mm，安裝角度20°，生產(chǎn)能力1 500t/h。另外，在本車間還配備有氣箱式脈沖袋收塵器，處理風量42 000m3/h，出口氣體含塵濃度＜30mg/m3，還有組合式空氣壓縮機、離心式通風機、儲氣罐等設備。

4.2礦山破碎與輸送工藝

本礦山的破碎與輸送工藝：在卸料平臺卸料口下設受料倉，倉下設重型板式給料機，板喂機喂料到破碎機進行石灰石破碎，破碎機下設一條出料膠帶機，將碎石轉運到進廠皮帶機，然后運送到廠區(qū)。另外考慮到環(huán)保要求及工人操作條件，破碎車間內(nèi)設有氣箱脈沖袋收塵器進行除塵。破碎與輸送工藝如圖2所示。

4.3破碎與輸送三維建模

4.3.1確定標高與軸線

首先要建立統(tǒng)一的軸網(wǎng)，它的作用主要是控制平面位置，保證各設計者設計的統(tǒng)一性。根據(jù)破碎車間的特點，軸網(wǎng)多采用板喂機、破碎機及收塵器等中心線。然后建立統(tǒng)一的標高，控制高程位置，標高平面多采用卸料平臺平面、破碎平面、地溝平面和輸送皮帶平面等，搭好骨架后在此基礎上進行建模。

圖2　水泥礦山破碎與輸送工藝圖

4.3.2制作設備族

礦山破碎系統(tǒng)的工藝設備主要是重型板式給料機、破碎機、收塵器、電動雙梁起重機和膠帶機等機電設備，這些設備在三維設計中都不適合制成參數(shù)化族，否則就會造成嵌套雜亂導致錯誤，可以建立形狀最簡單、最基本的參數(shù)化族模型單元。復雜形狀的族由基本族嵌套組合而成，這樣可大幅度節(jié)省創(chuàng)建復雜族所需的時間。如圖3膠帶機就是由很多基本族組成的，例如輸送膠帶、機架、頭部漏斗承載托輥等零部件組成，而這些零部件都是可以進行參數(shù)化設計控制尺寸和大小。圖4所示為膠帶機支腿的三維模型及參數(shù)設計，膠帶機族就是由許多這樣基本的零部件族拼裝而成，這樣可以使得族的形變非常靈活，作為嵌套族可以減少設計錯誤。

圖3　膠帶機三維展示

圖4　膠帶機支腿三維展示及參數(shù)設計

礦山的非標件都是為了環(huán)保收塵所做的，包含設備頭罩、下料溜子和風管等幾種類別，也可以參照設備族的制作方法，將復雜族拆分成許多基本的單元族，通過控制單元族的參數(shù)來控制復雜族的參數(shù)，這樣設計十分靈活，進而也提高設計效率。

4.3.3創(chuàng)建建筑與結構框架

完成了破碎車間包含的設備族文件后，創(chuàng)建建筑與結構框架。建筑結構主要包含卸料平臺、卸料倉、板喂機與破碎機基礎和樓梯等構件，可以利用軟件豐富而強大的系統(tǒng)族庫完成建筑建模。牛腿柱、T型梁及主廠房機組段下部基礎結構，族的建立，可以通過控制結構尺寸，達到參數(shù)化的效果。進一步建模過程中，卸料倉是不規(guī)則體構件，通過常規(guī)的建族方法（拉伸、放樣、旋轉和融合等）都不能很好完成，所以我們通過體量的建模方法完成，其缺點是不能進行參數(shù)化設計。礦山破碎與輸送工藝三維建模如圖5所示。

圖5　破碎建筑三維展示

4.3.4建立三維模型

在完成族文件后，進行整個項目的搭建工作，主要根據(jù)設計要求放置板喂機、破碎機、收塵器、膠帶機等設備。不同的構件因為族本身的設置以及安裝位置的不同，需要同時進行二維、三維操作，這樣可不斷地切換二維和三維視圖，既能加快繪圖進度，還能對布置的實際情況進行確認，構件布置后的三維建筑模型見圖6。

圖6　破碎與輸送系統(tǒng)三維展示

此外，REVIT軟件提供碰撞檢驗功能，在構件布置完成后進行檢驗可以規(guī)避設計中的不合理布置，如各種設備以及與結構梁柱之間的交叉碰撞。這樣不僅可以減少施工過程中返工造成的人力和資源的浪費，還可以有效縮短工期，提高工程質量。

4.4成果輸出

采用REVIT軟件來進行三維設計，最終目標是制成規(guī)范的二維施工圖紙。圖7為水泥礦山的破碎設計施工圖紙，包含平面布置圖和剖面布置圖，可以從圖中看出無論是平面布置圖還是剖面圖都可以清晰地將設計意圖表達得十分清楚。在REVIT中標注是一件較為輕松的事，且在各圖紙上對應的剖面或平面里修改任意元素的尺寸，REVIT都會實現(xiàn)實時的自動更新。為設計者提供更多方便，避免出現(xiàn)平面剖面尺寸或結構不對應的情況。

圖7　破碎車間平面和剖面布置圖

5　總結

從以上REVIT軟件在水泥礦山破碎與輸送上的應用實例，可以得出以下幾點結論：

（1）REVIT軟件可以很好地運用于水泥礦山破碎與輸送系統(tǒng)的三維設計，與AutoCAD也能較好地兼容，能滿足施工圖設計出圖要求。另外，在REVIT中最大的使用便利是能夠生成各個位置的剖面圖，而且這個剖切生成的圖紙絕對是所剖位置的實景，非常有用。

（2）直觀、方便、快捷、自動更新的修改方式更加優(yōu)于普通的CAD設計，設計中不會出現(xiàn)二維圖紙中結構尺寸相互不對應的情況，給施工圖設計提供了許多方便。

（3）族的應用也是REVIT中的一項核心技術，可以將許多經(jīng)常使用的單元構件做成參數(shù)化族，不斷積累擴充自己的標準化族庫，這將提高以后的同類型項目的設計效率。

（4）REVIT處理地形的能力非常有限，與常用礦山三維軟件SURPAC也不能兼容，對于含復雜地形的項目的實用性就受到很大制約，需要借助其他軟件才能滿足要求。

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App lication of REVIT Software in CementQuarry Crushing and Conveying System Designing

ZHANG Junyang，WANG Guangrong，WANG Ruimin，LIANG Yulei
（Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300400，China）

Three-dimensional software REVIT can be used to visualize the cementquarry crushing and conveying system designing.Using REVIT can greatly reduce collision defects in design and make the whole design process truly accurate and efficient.By combiningwith designing instancesand building three-dimensionalmodel，application of REVIT software in cementquarry crushing and conveying system designingwas introduced in thisarticle.

REVIT；cementquarry；three-dimensionalmodel；crushingand conveying system

TQ172.611.9

A

1001-6171（2015）05-0093-04

通訊地址：天津水泥工業(yè)設計研究院有限公司，天津300400；2015-02-26；編輯：呂光