羅 微

(安徽省水利水電勘測設(shè)計院，安徽 合肥 230088)

設(shè)計階段是BIM技術(shù)應(yīng)用的一個重要階段，并影響后續(xù)階段應(yīng)用效果?，F(xiàn)階段，二維圖紙仍是主要合法的設(shè)計交付物，如何準(zhǔn)確高效地從三維模型剖切得到符合國家規(guī)范及行業(yè)要求的二維圖紙是實現(xiàn)三維正向設(shè)計應(yīng)用必須要解決的問題。相較于傳統(tǒng)二維設(shè)計圖紙，三維設(shè)計圖紙具有更加靈活多樣的出圖樣式和表達方式，還可利用三維模型的可視化和直觀效果方便設(shè)計項目組進行溝通協(xié)同，也便于項目參建各方更好的理解設(shè)計意圖。

近年來，BIM技術(shù)在水利行業(yè)蓬勃發(fā)展，本文以Bentley平臺的AECOsim Building Designer CONNECT Edition(以下簡稱ABD)軟件在泵站工程水工結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用為例，進行三維正向設(shè)計的應(yīng)用探索。設(shè)計模型的幾何尺寸、屬性信息、工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計及剖切圖紙均以源自協(xié)同服務(wù)器上的唯一模型，任何模型的修改和變更均能在圖紙上動態(tài)反映，避免翻模設(shè)計過程中三維模型和二維圖紙互相校驗，導(dǎo)致圖模不一致的各種誤差和消耗。

1 動態(tài)切圖技術(shù)

ABD軟件采用DV(Dynamic Views)動態(tài)切圖技術(shù)實現(xiàn)圖紙與模型的動態(tài)關(guān)聯(lián)，通過制定切圖規(guī)則，對建模過程中的模型屬性信息進行定義，包括模型的圖紙表達、剖切圖形的顏色、線寬、線型、剖面填充圖案以及模型的渲染特性、工程量信息等內(nèi)容，如圖1所示。根據(jù)這些定義，DV切圖時軟件自動對模型材料進行識別，生成符合要求的二維圖紙并與三維模型動態(tài)關(guān)聯(lián)。

通過三種類型模型聯(lián)合運用建立起從虛擬現(xiàn)實模型到圖紙空間的邏輯轉(zhuǎn)換，包括DesignModel(設(shè)計模型)、DrawingModel(繪圖模型)和SheetModel(圖紙模型)。設(shè)計模型按1∶1比例建立真實尺寸模型；繪圖模型是將設(shè)計模型按照1∶1比例剖切得到的二維線條和剖面填充，具備相應(yīng)的尺寸和位置屬性，可提取模型信息通過標(biāo)注工具進行尺寸、高程、屬性信息的讀取和標(biāo)注；圖紙模型按照圖紙尺寸1∶1比例建立，將繪圖模型參考進圖紙模型，并按出圖比例大小進行縮放。三種模型的工作流程條理清晰，邏輯組織方式合理，通過與注釋比例的聯(lián)合應(yīng)用，實現(xiàn)圖紙標(biāo)注元素大小根據(jù)出圖比例自動調(diào)整，減少繪圖和標(biāo)注的工作量。

2 工程應(yīng)用實例

2.1 項目概況

本文以安徽省樅陽縣某排澇泵站工程設(shè)計為例，進行水工結(jié)構(gòu)三維設(shè)計出圖技術(shù)應(yīng)用，主要應(yīng)用流程為：制定建模及出圖規(guī)則、協(xié)同設(shè)計建模、切圖模型篩選、動態(tài)切圖、組圖標(biāo)注及批量打印等。該項目從可行性研究階段開始應(yīng)用，在沒有設(shè)計圖紙的情況下進行三維設(shè)計。該泵站設(shè)計抽排流量24.0m3/s，共5臺機組，總裝機2500kW，主要建筑物包括排澇引水渠、排澇進水閘、前池、泵房、壓力水箱、排澇出水涵及防洪閘、變電站以及管理房等。

圖1 ABD模型類別樣式定義

2.2 建模及出圖規(guī)則制定

三維設(shè)計出圖是協(xié)同設(shè)計的一個環(huán)節(jié)，離不開統(tǒng)一的協(xié)同設(shè)計規(guī)則，同時對建模也有一定的要求，形成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的設(shè)計圖紙。其中，圖紙幅面、文字樣式、標(biāo)注樣式、線型、線寬及水工結(jié)構(gòu)材料剖面填充圖案等圖面元素樣式已在ABD軟件中進行了企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)定制，所有設(shè)計建模及出圖工作基于該工作空間進行，設(shè)計成果即符合標(biāo)準(zhǔn)要求。項目級協(xié)同設(shè)計規(guī)則關(guān)注模型定位基準(zhǔn)、文件命名、模型劃分、模型構(gòu)件的屬性定義、模型參考裝配等內(nèi)容，本項目定位基準(zhǔn)采用泵站站身上游側(cè)與泵站軸線交點為X、Y坐標(biāo)原點，以順?biāo)鞣较驗閄軸正方向，以垂直水流向左岸方向為Y軸正方向，Z坐標(biāo)為實際高程值，其余項目級規(guī)則根據(jù)項目情況進行具體約定。

2.3 協(xié)同設(shè)計建模

項目各專業(yè)人員基于Bentley ProjectWise工程協(xié)同管理平臺進行協(xié)同建模工作，水工專業(yè)是機電、金結(jié)等設(shè)備專業(yè)的建模上游專業(yè)，需要依據(jù)定位基準(zhǔn)先建立基礎(chǔ)模型供設(shè)備專業(yè)定位參考使用。利用ABD的類別樣式模塊，建模過程中自動賦予模型企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的屬性，包括模型的配色、貼圖、切圖樣式及工程量屬性等，既提升了效率又保證了設(shè)計產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和合規(guī)性。

2.4 切圖模型篩選

三維切圖不應(yīng)在設(shè)計模型文件中進行，因為三維動態(tài)切圖消耗計算機資源，還會使圖面出現(xiàn)多余的線符，因此需要建立新的文件篩選并參考參與切圖的模型，還可以通過圖層開關(guān)控制局部模型的顯示，以對出圖細(xì)節(jié)進行調(diào)整。當(dāng)模型體量較大時，在圖紙定稿前暫不把相關(guān)專業(yè)模型參考進切圖模型以節(jié)省計算機資源，圖紙定稿后再將相關(guān)專業(yè)模型參考進圖紙模型空間以形成最終圖紙。以泵站站身結(jié)構(gòu)圖紙為例，篩選參與切圖的模型如圖2所示。

圖2 ABD站身切圖模型篩選

2.5 動態(tài)切圖

三維動態(tài)切圖可以切二維剖面圖及詳圖大樣圖，也可以切出三維線框圖和三維立體彩圖等新型圖紙表達方式，如圖3所示，二者結(jié)合出圖方式可以提高圖紙的可讀性。通過剪切立方體(Clip Volume)控制剖面位置及視圖深度，如圖4所示，通過視圖控制顯示樣式。站身分別剖切縱、橫剖面及各層平面圖，并使用命名邊界(NameBoundry)剖切局部大樣圖，ABD軟件自動對剖面線型線寬及填充圖案進行處理。

2.6 標(biāo)注及組圖

切圖時通過ABD定制的切圖種子自動形成帶有標(biāo)準(zhǔn)圖框的圖紙模型，并將繪圖模型參考到圖紙模型中。在繪圖模型中提取三維模型的幾何尺寸及高程信息對切圖進行快速標(biāo)注成圖，完成圖紙標(biāo)注后再對圖紙模型進行組圖調(diào)整，將半平面圖、局部大樣圖或其他比例尺繪圖模型在同一張圖紙模型中進行組圖，如圖5所示，再加入必要的其他專業(yè)模型后完成最終的圖紙。

圖3 站身縱剖面切圖及三維透視切圖比較

圖4 站身各層切圖位置動態(tài)調(diào)整對比

2.7 批量打印

利用ABD的打印管理器，如圖6所示，可以批量添加多個DGN文件進行批量打印。打印管理器可以自動識別文件中圖紙圖幅大小、比例、打印樣式等設(shè)置，無需打開文件即可完成設(shè)置。批量打印設(shè)置可以保存為文件供下次打印時使用，對于擁有大量圖紙的圖冊打印效率得到了極大的提高。泵站的部分圖紙的批量打印成果如圖7所示。

3 結(jié)語

如何高效解決三維設(shè)計正向出圖問題是影響三維設(shè)計技術(shù)在設(shè)計單位推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問題。本文基于Bentley平臺的ABD軟件介紹水工結(jié)構(gòu)專業(yè)三維設(shè)計出圖的技術(shù)路線，并在生產(chǎn)實踐過程中加以應(yīng)用和驗證。對比傳統(tǒng)二維設(shè)計，三維設(shè)計不僅提高了設(shè)計精度和質(zhì)量，也提高了設(shè)計效率，使設(shè)計工程師可以專注于模型的設(shè)計和推敲。三維設(shè)計增加了建模環(huán)節(jié)的工作量，但大大減少了二維圖紙繪制的工作量，同時利用三維信息模型自動提取工程量報表，輔助進行建筑物穩(wěn)定分析和結(jié)構(gòu)分析，又節(jié)省了大量的時間。能否提高設(shè)計效率的關(guān)鍵在于兩點：一是需要組織人員定制企業(yè)級的ABD工作空間，設(shè)計人員無需關(guān)注復(fù)雜的程序設(shè)置；二是需要通過軟件快捷鍵應(yīng)用和大量實踐提高設(shè)計人員的建模效率。在各專業(yè)都提高設(shè)計效率的條件下才能形成三維協(xié)同設(shè)計應(yīng)用的良性循環(huán)，為BIM技術(shù)在工程全生命周期應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

圖5 標(biāo)注組圖成果

圖6 批量打印

圖7 三維設(shè)計出圖部分成果