李揚

（中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司 城市軌道與地下工程設(shè)計研究院，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，進而幫助工程設(shè)計人員提高工作效率。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)計和校核圖紙，屬于逆向設(shè)計，設(shè)計階段耗費時間長；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，才能充分發(fā)揮BIM的技術(shù)優(yōu)勢［1-3］。

正向設(shè)計對于大規(guī)模推廣BIM技術(shù)尤為重要，需在BIM軟件基礎(chǔ)上進行相關(guān)開發(fā)，以滿足暖通專業(yè)的設(shè)計需求［4-5］。Dynamo作為一款可視化編程軟件，具有功能強大且易學(xué)易用等特點，可為包括Revit在內(nèi)的一系列Autodesk軟件實現(xiàn)功能拓展，幫助設(shè)計人員用程序代替重復(fù)性工作以提高設(shè)計效率［6］。Dynamo節(jié)點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)計的通用參數(shù)化工具，即在Dynamo平臺中通過連接節(jié)點調(diào)用建筑模型信息和參數(shù)化族類型進行數(shù)據(jù)邏輯處理，形成一個可執(zhí)行的程序［8］，該工具將在地鐵車站通風(fēng)空調(diào)設(shè)計中具有良好的應(yīng)用價值。在此，基于Dynamo可視化編程平臺開發(fā)面積讀取、通風(fēng)量計算及賦值和自動編號等功能的參數(shù)化工具，通過調(diào)用相應(yīng)程序和輸入相關(guān)參數(shù)便可快速自動地進行正向設(shè)計。

2 設(shè)計流程

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層為站臺層。地鐵車站站廳、站臺等公共區(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)計流程。

2.1 創(chuàng)建中心文件

在實際生產(chǎn)設(shè)計過程中，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)計的一個顯著優(yōu)勢為：各專業(yè)在本地文件完成建模后，實時同步至同一個中心文件，可大大減少各專業(yè)之間配合的工作量，實現(xiàn)了信息共享。

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

2.2 通風(fēng)量計算及賦值

在設(shè)計中，房間通風(fēng)量一般通過換氣次數(shù)來計算，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軟件對房間進行分區(qū)后，首先用Dynamo對不同房間進行換氣次數(shù)的賦值，賦值流程見圖1。具體步驟如下：（1）利用Python對“房間名稱”列表進行循環(huán)；（2）對給定的“換氣次數(shù)對應(yīng)房間簡稱”列表進行循環(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)賦值并進行之后的通風(fēng)量計算。

2.2.2 房間面積提取及通風(fēng)量計算

通過Revit對房間進行分區(qū)后，房間面積數(shù)據(jù)便存儲在房間信息內(nèi)，利用Dynamo中的categorie模塊對Revit中的所有圖元進行搜索提取，通過分區(qū)名稱篩選出需計算通風(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)量計算并賦值給房間后，下一步是在房間內(nèi)進行合理的風(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)口需放在房間實體空間內(nèi)，否則無法識別。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)量對風(fēng)口尺寸進行調(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)計中，考慮到沿程阻力、噪聲等因素的影響，對于不同類型風(fēng)管有不同的風(fēng)速限值要求，因此在完成風(fēng)管繪制后需對風(fēng)管風(fēng)速進行相應(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)管附件自動編號

地鐵車站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計中，風(fēng)管附件尤其是閥門的編號往往復(fù)雜且繁多，會耗費設(shè)計人員大量時間和精力。在此，通過Dynamo編程，為圖紙上的閥門等風(fēng)管附件進行自動編號。基本思路及步驟如下（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)）對閥門進行分類，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、閥門編號及閥門數(shù)量進行整合后（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)編號整合

2.6 閥門明細(xì)表制作

完成閥門編號后，為便捷清晰地將閥門尺寸、編號等數(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)計思路和設(shè)計方法，并借助Dynamo程序?qū)崿F(xiàn)部分繪圖過程的自動化，從而提高BIM正向設(shè)計效率。目前，暖通專業(yè)BIM正向設(shè)計還未能完全實現(xiàn)，但隨著技術(shù)進步，BIM正向設(shè)計勢必結(jié)合相應(yīng)輔助編程程序，發(fā)展為自動化繪圖全生命周期設(shè)計。