李揚(yáng)

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 城市軌道與地下工程設(shè)計(jì)研究院，湖北 武漢 430063）

1 概述

Revit軟件是由Autodesk公司開發(fā)的BIM三維建模軟件，可提供更全面豐富的建筑數(shù)據(jù)和更直觀形象的建筑信息，進(jìn)而幫助工程設(shè)計(jì)人員提高工作效率。當(dāng)前，在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中，Revit軟件主要用于二維CAD圖紙的翻模，其作用僅限于輔助設(shè)計(jì)和校核圖紙，屬于逆向設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)階段耗費(fèi)時(shí)間長；在施工階段屬于表面化應(yīng)用，不能真正落地發(fā)揮實(shí)效。而事先建立BIM三維模型，再導(dǎo)出或剖切出二維圖則屬于正向設(shè)計(jì)，才能充分發(fā)揮BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)［1-3］。

正向設(shè)計(jì)對(duì)于大規(guī)模推廣BIM技術(shù)尤為重要，需在BIM軟件基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)開發(fā)，以滿足暖通專業(yè)的設(shè)計(jì)需求［4-5］。Dynamo作為一款可視化編程軟件，具有功能強(qiáng)大且易學(xué)易用等特點(diǎn)，可為包括Revit在內(nèi)的一系列Autodesk軟件實(shí)現(xiàn)功能拓展，幫助設(shè)計(jì)人員用程序代替重復(fù)性工作以提高設(shè)計(jì)效率［6］。Dynamo節(jié)點(diǎn)由輸入接口和輸出接口組成，輸入接口指定要處理的數(shù)據(jù)，通過輸出接口獲取處理結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)用戶的特殊需求［7］。

目前還沒有適合地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用參數(shù)化工具，即在Dynamo平臺(tái)中通過連接節(jié)點(diǎn)調(diào)用建筑模型信息和參數(shù)化族類型進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯處理，形成一個(gè)可執(zhí)行的程序［8］，該工具將在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中具有良好的應(yīng)用價(jià)值。在此，基于Dynamo可視化編程平臺(tái)開發(fā)面積讀取、通風(fēng)量計(jì)算及賦值和自動(dòng)編號(hào)等功能的參數(shù)化工具，通過調(diào)用相應(yīng)程序和輸入相關(guān)參數(shù)便可快速自動(dòng)地進(jìn)行正向設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)流程

地鐵車站一般為地下2層車站，其中地下1層為站廳層，地下2層為站臺(tái)層。地鐵車站站廳、站臺(tái)等公共區(qū)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般稱為大系統(tǒng)。車站兩側(cè)的人員及設(shè)備用房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)稱為小系統(tǒng)，以下以小系統(tǒng)通風(fēng)設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)闡述基于Revit軟件和Dynamo可視化編程的正向設(shè)計(jì)流程。

2.1 創(chuàng)建中心文件

在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中，不論是二維還是三維，風(fēng)水電等專業(yè)的圖紙繪制都是基于建筑、結(jié)構(gòu)模型開展。Revit正向設(shè)計(jì)的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)為：各專業(yè)在本地文件完成建模后，實(shí)時(shí)同步至同一個(gè)中心文件，可大大減少各專業(yè)之間配合的工作量，實(shí)現(xiàn)了信息共享。

以暖通專業(yè)為例，創(chuàng)建機(jī)械樣板文件后，鏈接Revit建筑底圖，利用“協(xié)作”功能將文件在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行共享，共享后圖紙即可由多人分工合作進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)效率。

2.2 通風(fēng)量計(jì)算及賦值

在設(shè)計(jì)中，房間通風(fēng)量一般通過換氣次數(shù)來計(jì)算，通風(fēng)量=換氣次數(shù)×房間體積。在層高已知情況下，得到房間面積和換氣次數(shù)即可計(jì)算房間通風(fēng)量。

2.2.1 房間換氣系數(shù)賦值

利用Revit軟件對(duì)房間進(jìn)行分區(qū)后，首先用Dynamo對(duì)不同房間進(jìn)行換氣次數(shù)的賦值，賦值流程見圖1。具體步驟如下：（1）利用Python對(duì)“房間名稱”列表進(jìn)行循環(huán)；（2）對(duì)給定的“換氣次數(shù)對(duì)應(yīng)房間簡稱”列表進(jìn)行循環(huán)；（3）若步驟（2）包含在步驟（1）內(nèi)，將換氣次數(shù)及房間簡稱列表的第1位進(jìn)行賦值并輸出。通過上述流程，即可將不同房間所需的換氣次數(shù)賦值并進(jìn)行之后的通風(fēng)量計(jì)算。

2.2.2 房間面積提取及通風(fēng)量計(jì)算

通過Revit對(duì)房間進(jìn)行分區(qū)后，房間面積數(shù)據(jù)便存儲(chǔ)在房間信息內(nèi)，利用Dynamo中的categorie模塊對(duì)Revit中的所有圖元進(jìn)行搜索提取，通過分區(qū)名稱篩選出需計(jì)算通風(fēng)量的房間后即可提取出房間面積，其流程見圖2。隨后，通過房間面積與已賦值的換氣次數(shù)計(jì)算得到所需房間的通風(fēng)量，其流程見圖3。

圖2 房間面積提取流程

圖3 房間通風(fēng)量計(jì)算并賦值流程

2.3 風(fēng)口風(fēng)量賦值及尺寸調(diào)整

完成房間通風(fēng)量計(jì)算并賦值給房間后，下一步是在房間內(nèi)進(jìn)行合理的風(fēng)口布置。通過程序?qū)⒖臻g風(fēng)量及風(fēng)口數(shù)量提取出來，相除得到單個(gè)風(fēng)口的風(fēng)量。在此要注意房間空間的高度設(shè)置，風(fēng)口需放在房間實(shí)體空間內(nèi)，否則無法識(shí)別。風(fēng)口風(fēng)量賦值流程見圖4。

圖4 風(fēng)口風(fēng)量賦值流程

賦予風(fēng)口風(fēng)量后，根據(jù)風(fēng)量對(duì)風(fēng)口尺寸進(jìn)行調(diào)整，由于Revit風(fēng)口族中沒有風(fēng)速參數(shù)，需添加風(fēng)速以便通過風(fēng)速來合理調(diào)整風(fēng)口尺寸。風(fēng)口風(fēng)量賦值流程見圖5。

圖5 風(fēng)口尺寸賦值流程

2.4 風(fēng)管系統(tǒng)風(fēng)速校核

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到沿程阻力、噪聲等因素的影響，對(duì)于不同類型風(fēng)管有不同的風(fēng)速限值要求，因此在完成風(fēng)管繪制后需對(duì)風(fēng)管風(fēng)速進(jìn)行相應(yīng)校核。

利用DT命令繪制好通風(fēng)管道并將已設(shè)置好風(fēng)量、尺寸的風(fēng)口連接至風(fēng)管上后，在Revit軟件“分析”功能下建立風(fēng)管明細(xì)表，通過設(shè)置不同顏色直觀地顯示風(fēng)管風(fēng)速（見圖6），再根據(jù)明細(xì)表對(duì)照平面圖修改風(fēng)管尺寸，保證風(fēng)速滿足要求，且尺寸變化不會(huì)影響風(fēng)管的連接［9］。

圖6 風(fēng)管風(fēng)速顯示

2.5 風(fēng)管附件自動(dòng)編號(hào)

地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，風(fēng)管附件尤其是閥門的編號(hào)往往復(fù)雜且繁多，會(huì)耗費(fèi)設(shè)計(jì)人員大量時(shí)間和精力。在此，通過Dynamo編程，為圖紙上的閥門等風(fēng)管附件進(jìn)行自動(dòng)編號(hào)?；舅悸芳安襟E如下（以閥門為例）：（1）提取Revit中所有閥門；（2）通過系統(tǒng)名稱、系統(tǒng)分類等特性篩選閥門；（3）通過標(biāo)高區(qū)分站廳、站臺(tái)層閥門，篩選后通過程序設(shè)定標(biāo)注順序。獲取圖元坐標(biāo)后，通過標(biāo)高（Z坐標(biāo)）對(duì)閥門進(jìn)行分類，分別排序后再組合成圖元列表（見圖7）。（4）根據(jù)閥門類型設(shè)定初始值；（5）通過程序匯總得到相應(yīng)標(biāo)注值，并將其賦給閥門；將閥門名稱、閥門編號(hào)及閥門數(shù)量進(jìn)行整合后（見圖8），通過Python程序獲取閥門整合值并形成正確的標(biāo)注值賦給閥門。

圖7 閥門篩選及排序

圖8 相關(guān)編號(hào)整合

2.6 閥門明細(xì)表制作

完成閥門編號(hào)后，為便捷清晰地將閥門尺寸、編號(hào)等數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來，閥門明細(xì)表的制作便顯得尤為重要。具體操作方法如下：首先在閥門族中創(chuàng)建H、W兩個(gè)共享參數(shù)，將風(fēng)管的高度和寬度提取出來，再創(chuàng)建1個(gè)合并參數(shù)“閥門尺寸”，將H、W組合起來（見圖9）。最后制作閥門明細(xì)表，將各參數(shù)按指定順序排列好即可生成所需的明細(xì)表（見圖10、圖11）。

圖9 創(chuàng)建合并參數(shù)

圖10 利用合并參數(shù)創(chuàng)建明細(xì)表

圖11 閥門明細(xì)表示例

3 結(jié)論與展望

以常規(guī)地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程為例，提出基于Revit軟件和Dynamo可視化編程的地鐵車站具體設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，并借助Dynamo程序?qū)崿F(xiàn)部分繪圖過程的自動(dòng)化，從而提高BIM正向設(shè)計(jì)效率。目前，暖通專業(yè)BIM正向設(shè)計(jì)還未能完全實(shí)現(xiàn)，但隨著技術(shù)進(jìn)步，BIM正向設(shè)計(jì)勢(shì)必結(jié)合相應(yīng)輔助編程程序，發(fā)展為自動(dòng)化繪圖全生命周期設(shè)計(jì)。