鄭躍群，王傳林，關(guān)嘉琪，崔 飛

（1.汕頭大學(xué)工學(xué)院土木與環(huán)境工程系，廣東 汕頭 515063；2.廣東科藝普實(shí)驗(yàn)室設(shè)備研制有限公司，廣東 佛山 528100）

0 引 言

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)驗(yàn)（PCR）實(shí)驗(yàn)室是對(duì)病毒進(jìn)行PCR 實(shí)驗(yàn)的特殊生化場(chǎng)所，在近年來(lái)人類與新型冠狀病毒的戰(zhàn)役中發(fā)揮了舉足輕重的作用.相較于其他工程項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目前主要還是基于CAD 軟件進(jìn)行二維設(shè)計(jì)，這種工作效率低下的設(shè)計(jì)模式不利于應(yīng)對(duì)日漸復(fù)雜的全球生化環(huán)境.

建筑信息模型技術(shù)（BIM）作為土木工程行業(yè)的重要工具，可以通過(guò)數(shù)字化的正向設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各階段信息的集成與共享，從而提高設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)效率[1-2].然而，現(xiàn)有的BIM 核心軟件Revit 在工程實(shí)際上還存在部分功能不夠健全、在特殊項(xiàng)目上缺乏針對(duì)性等缺點(diǎn).因此，廣大學(xué)者針對(duì)具體功能要求的特點(diǎn)，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)等途徑對(duì)Revit軟件功能進(jìn)行了不同程度優(yōu)化與拓展.為解決一線土木行業(yè)從業(yè)者在Revit 二次開(kāi)發(fā)上的信息差問(wèn)題，宋強(qiáng)[3]對(duì)Revit API 二次開(kāi)發(fā)工作中常見(jiàn)的基礎(chǔ)代碼類型，如族類型的訪問(wèn)、獲取、編輯、創(chuàng)建等進(jìn)行了提煉總結(jié)，為國(guó)內(nèi)二次開(kāi)發(fā)工作提供基礎(chǔ)參考.在自動(dòng)化建模方面，為解決Revit 軟件在裝飾方面不夠自動(dòng)化的弊端，歐陽(yáng)春生等[4]通過(guò)對(duì)Revit進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)在已有建筑模型中自動(dòng)識(shí)別房間邊界并通過(guò)邊界自動(dòng)創(chuàng)建裝飾模型.在參數(shù)化建模方面，為節(jié)省結(jié)構(gòu)工程師在建模方面的時(shí)間與精力，薛忠華[5]提出通過(guò)對(duì)Revit 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)空間網(wǎng)格參數(shù)化建模的解決方案.在裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)方面，黃巖等[6]通過(guò)對(duì)Revit 軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，擴(kuò)充了構(gòu)件庫(kù)內(nèi)關(guān)于裝配式構(gòu)件的內(nèi)容，減少了裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)的繁瑣步驟，提高了裝配式項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率.Liu[7]以裝配式地鐵項(xiàng)目為例，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)改進(jìn)了協(xié)同設(shè)計(jì)的功能，通過(guò)自動(dòng)信息訪問(wèn)，提高了裝配式項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率.

在PCR 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的應(yīng)用上，BIM 技術(shù)可以顯著提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，以提高PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)能力.然而，目前在PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目領(lǐng)域，BIM 技術(shù)尚未得到具有針對(duì)性的深入應(yīng)用.在工程實(shí)際中，PCR 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)工作中具有大量專業(yè)特殊性與流程重復(fù)性的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)步驟[8].這些繁瑣的設(shè)計(jì)要求與步驟使一線設(shè)計(jì)人員在提高出錯(cuò)率的同時(shí)也降低了工作效率.因此，本文擬利用C#面向?qū)ο笳Z(yǔ)言基于Revit 軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)研究，以某疾控中心PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目為例，提出一種針對(duì)PCR 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目中墻體與地板兩大經(jīng)典構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化建模的解決方案.

1 Revit 二次開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)

1.1 Revit 二次開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

Revit 是Autodesk 公司在BIM 領(lǐng)域推出的核心工具軟件，因其具有功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于各種工程設(shè)計(jì)工作中.但對(duì)于PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目而言，Revit 軟件明顯存在著以下兩個(gè)方面不足：1）原構(gòu)件庫(kù)中不存在符合PCR 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件類型；2）對(duì)于常見(jiàn)構(gòu)件的實(shí)例化無(wú)法通過(guò)與用戶交互進(jìn)行直接的一鍵參數(shù)化建模.

為解決上述兩個(gè)問(wèn)題，本研究擬基于一線設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用最廣的2018 版Revit 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)研究，針對(duì)PCR 實(shí)驗(yàn)室構(gòu)件特點(diǎn)在Revit UI 界面進(jìn)行RibbonTab 功能區(qū)擴(kuò)充，通過(guò)創(chuàng)建新的RibbonPanel 與PushButton 等控件，豐富預(yù)設(shè)構(gòu)件類型；并在此基礎(chǔ)上完成構(gòu)件參數(shù)傳遞，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件模型的一鍵參數(shù)成模.通過(guò)執(zhí)行本研究插件，最終可實(shí)現(xiàn)Revit 2018 UI 界面升級(jí)效果，如圖1 所示.

圖1 UI 界面升級(jí)效果

1.2 Revit 二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)原理與方法

在Revit 軟件中，每一個(gè)可以被選擇和修改的對(duì)象都被稱為元素，如墻體、門窗等構(gòu)件.每個(gè)Revit 元素都有與之關(guān)聯(lián)的屬性和參數(shù)，這些屬性和參數(shù)決定了元素的外觀、位置和性能[9].Revit 軟件提供了一系列應(yīng)用程序接口（API）供用戶對(duì)Revit 元素信息進(jìn)行訪問(wèn)與修改，從而實(shí)現(xiàn)自定義功能擴(kuò)展與軟件優(yōu)化[10].基于此原理，本研究工作將使用具有簡(jiǎn)潔、高效等優(yōu)點(diǎn)的C#面向?qū)ο蟪绦蛘Z(yǔ)言，在微軟公司的Visual Studio 編程平臺(tái)上，針對(duì)PCR 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建筑構(gòu)件特點(diǎn)進(jìn)行Revit 二次開(kāi)發(fā)工作，并最終生成目標(biāo)解決方案文件.Revit 軟件通過(guò)加載解決方案文件，便可進(jìn)行文檔信息的訪問(wèn)以及功能的更新升級(jí)[11].

本研究對(duì)Revit 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的技術(shù)路線如圖2 所示.根據(jù)操作內(nèi)容不同，技術(shù)路線中具體實(shí)現(xiàn)步驟可分四個(gè)步驟：1）創(chuàng)建.Net 類庫(kù)項(xiàng)目；2）添加官方引用；3）編寫核心代碼；4）注冊(cè)加載插件. 在添加官方引用的步驟中，添加引用的Revit 官方程序集RevitAPI.dll 與RevitAPIUI.dll 對(duì)Revit 軟件功能豐富以及文檔信息修改起到了至關(guān)重要的作用.其中，RevitAPI.dll 提供Revit 核心功能支持，RevitAPIUI.dll 則提供用戶交互界面支持，二者缺一不可. 編寫核心代碼的步驟是Revit 二次開(kāi)發(fā)中最主要的工作內(nèi)容，該部分內(nèi)容將在第2 節(jié)實(shí)驗(yàn)室構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)研究中詳細(xì)闡述.

圖2 Revit 二次開(kāi)發(fā)技術(shù)路線

1.3 解決方案的程序邏輯

在Revit 二次開(kāi)發(fā)工作中，一個(gè)最終文件稱之為解決方案，其一般由多個(gè)程序集組成，不同程序集負(fù)責(zé)不同的功能執(zhí)行.根據(jù)功能任務(wù)分類，在本研究中的程序集可以分為前端與后端兩種類型，其中前端程序集負(fù)責(zé)與用戶在界面上進(jìn)行參數(shù)交互等功能，后端程序集負(fù)責(zé)在文檔內(nèi)進(jìn)行信息訪問(wèn)與修改等功能.

本研究的解決方案內(nèi)部程序集之間的調(diào)用邏輯如圖3 所示.以墻體構(gòu)件為例，UI.cs程序集負(fù)責(zé)在Revit 軟件的界面上拓展RibbonTab 以及RibbonPanel、PushButton 等控件；MaterialsCreator.cs 程序集負(fù)責(zé)生成Revit 原有材質(zhì)庫(kù)內(nèi)不存在的特殊材質(zhì)，如彩鋼板中的玻鎂夾心等；WallProgram.cs 程序集負(fù)責(zé)實(shí)例化WallWindow.xaml 程序集從而打開(kāi)WPF 窗口供用戶進(jìn)行建模參數(shù)交互；最終WPF 窗口將建模參數(shù)返回至CreateWall.cs程序集中，由CreateWall.cs 進(jìn)行墻構(gòu)件類型的實(shí)例化與放置.同理，樓板構(gòu)件類型的邏輯也按此順序調(diào)用.

圖3 內(nèi)部程序集調(diào)用邏輯

2 PCR 實(shí)驗(yàn)室構(gòu)件參數(shù)化設(shè)計(jì)研究

2.1 PCR 實(shí)驗(yàn)室常用材質(zhì)生成的開(kāi)發(fā)研究

2.1.1 PCR 實(shí)驗(yàn)室常用材質(zhì)

PCR 實(shí)驗(yàn)室由于其專業(yè)特殊性，對(duì)于建筑構(gòu)件有著嚴(yán)格的材質(zhì)要求，例如要求室內(nèi)墻體內(nèi)壁光潔，不吸附且易清潔；地板整體平整，無(wú)滲漏且不光滑[12].為滿足以上專業(yè)需要，工程實(shí)際中隔墻材質(zhì)一般采用玻鎂夾心彩鋼板、地板材質(zhì)一般采用PVC 塑膠.然而，以上特殊構(gòu)件類型的材質(zhì)在Revit 原始材質(zhì)庫(kù)里并不存在，因此有必要通過(guò)二次開(kāi)發(fā)工作，人為對(duì)Revit 材質(zhì)庫(kù)進(jìn)行豐富.例如，在彩鋼板墻類型中，彩鋼板與夾芯玻鎂這兩種材質(zhì)都需要特別預(yù)設(shè).同時(shí)，彩鋼板與PVC 的材質(zhì)顏色由于工程實(shí)際中的款式運(yùn)用較為靈活，在顏色設(shè)置上需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)化設(shè)置.

2.1.2 在Revit API 中生成材質(zhì)

在Revit 材質(zhì)板塊的研究工作中，解決方案里MaterialsCreator 程序集負(fù)責(zé)材質(zhì)生成的功能實(shí)現(xiàn)，其通過(guò)繼承API 中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)DataBase（DB）級(jí)別的Materials 類對(duì)當(dāng)前文檔的材質(zhì)元素進(jìn)行訪問(wèn)操作. 在Revit API 中，Materials 類代表Revit 項(xiàng)目中的材質(zhì)元素.通過(guò)繼承Materials 類進(jìn)行編程，二次開(kāi)發(fā)人員可以對(duì)Revit 當(dāng)前文檔的材質(zhì)元素進(jìn)行訪問(wèn)、創(chuàng)建、修改等相關(guān)操作.

在本解決方案中，MaterialCreator 程序集主要由Execute、CreateMaterial、FindMaterialsByName 三類函數(shù)組成，其主要功能由表1 所示. CreateMaterial 函數(shù)又根據(jù)彩鋼板、玻鎂夾心、PVC 三種自定義材質(zhì)中材質(zhì)的不同，具體分為CreateMaterial1、CreateMaterial2、CreateMaterial3 這3 個(gè)函數(shù).這3 個(gè)CreateMaterial 函數(shù)各自獨(dú)立，最后由Execute 函數(shù)統(tǒng)一進(jìn)行實(shí)例化進(jìn)行材質(zhì)生成.其中，以創(chuàng)建彩鋼板這一新材質(zhì)為例的CreateMaterial1 函數(shù)如圖4 所示.

表1 程序集MaterialsCreator 中各函數(shù)與功能

圖4 在Revit API 中實(shí)現(xiàn)彩鋼板新材質(zhì)創(chuàng)建的CreateMaterial1 函數(shù)

基于以上函數(shù)之間的調(diào)用運(yùn)行，MaterialsCreator 程序集可實(shí)現(xiàn)Revit 軟件的材質(zhì)文檔內(nèi)對(duì)于PVC、彩鋼板、玻鎂夾心等PCR 實(shí)驗(yàn)室常用材質(zhì)的補(bǔ)充，為后續(xù)二次開(kāi)發(fā)工作中PCR 實(shí)驗(yàn)室構(gòu)件建模的實(shí)現(xiàn)做好準(zhǔn)備.

2.2 PCR 實(shí)驗(yàn)室墻體構(gòu)件建模的開(kāi)發(fā)研究

2.2.1 PCR 實(shí)驗(yàn)室墻構(gòu)件特點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，PCR 實(shí)驗(yàn)室等生物化學(xué)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)建筑構(gòu)件在潔凈與防火等方面要求會(huì)遠(yuǎn)高于其他普通建筑.以PCR 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目為例，室內(nèi)墻體構(gòu)件要求具有防火性能好、表面光潔不易吸附、易消毒清潔等特性[12].為滿足相關(guān)要求，工程實(shí)際中通常使用彩鋼板或者鋁合金材質(zhì)的隔墻對(duì)不同工作區(qū)進(jìn)行隔斷.

基于此，本研究將針對(duì)設(shè)計(jì)工作中普遍利用的玻鎂夾心彩鋼板隔墻等墻類型進(jìn)行參數(shù)化建模開(kāi)發(fā)研究.

2.2.2 RevitAPI 墻構(gòu)件參數(shù)化建模實(shí)現(xiàn)

在PCR 實(shí)驗(yàn)室墻體構(gòu)件的二次開(kāi)發(fā)研究中，將按照不同種類的墻類型編寫不同獨(dú)立的程序集，每個(gè)程序集負(fù)責(zé)生成一種預(yù)定義的墻類型供用戶在Revit Ribbon UI 界面上進(jìn)行選擇.實(shí)現(xiàn)墻類型構(gòu)件參數(shù)化建模的程序集代碼邏輯與關(guān)鍵步驟如圖5 所示.

圖5 墻構(gòu)件程序集代碼邏輯與關(guān)鍵步驟

為進(jìn)行系統(tǒng)性介紹，研究將以混凝土彩鋼板內(nèi)墻類型的實(shí)現(xiàn)為例進(jìn)行研究分析.

首先，代碼將對(duì)彩鋼板這一新材質(zhì)進(jìn)行獲取或創(chuàng)建.通過(guò)材質(zhì)名稱檢索的形式，在Revit 當(dāng)前的文檔內(nèi)使用foreach 循環(huán)對(duì)Revit 材質(zhì)庫(kù)進(jìn)行檢索篩選.若Revit 當(dāng)前的文檔內(nèi)已經(jīng)存在彩鋼板材質(zhì)，則直接進(jìn)行調(diào)用；若Revit 當(dāng)前文檔內(nèi)不存在彩鋼板材質(zhì)，則需對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)建生成.通過(guò)調(diào)用外部程序集MaterialCreator 中的CreateMaterial1 函數(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)彩鋼板材質(zhì)生成.對(duì)于混凝土材質(zhì)可直接使用FilteredElementCollector 在Revit 文檔內(nèi)進(jìn)行訪問(wèn)獲取.

然后，代碼將在Revit 內(nèi)創(chuàng)建新的墻類型.對(duì)于新墻類型的創(chuàng)建，由于Revit 無(wú)法直接生成墻類型元素，因此代碼需對(duì)當(dāng)前Revit 文檔內(nèi)默認(rèn)的墻類型進(jìn)行復(fù)制并創(chuàng)建的操作，從而間接地創(chuàng)建出一個(gè)新的墻類型.

接著，代碼將對(duì)新墻構(gòu)件類型的Compound Structure Layer 結(jié)構(gòu)層進(jìn)行修改. 在Revit API 中，Compound Structure Layer 是指由多個(gè)不同材料和厚度組成的墻、樓板、屋頂?shù)葮?gòu)件的層結(jié)構(gòu).Compound Structure Layer 可以由不同的材料組成，如混凝土、磚塊等.通過(guò)使用API，用戶可以直接訪問(wèn)并修改復(fù)合結(jié)構(gòu)層的厚度、材質(zhì)類型、密度等各種屬性.在彩鋼板隔墻類型例子中，Compound Structure Layer 結(jié)構(gòu)層代碼與Revit 軟件內(nèi)墻構(gòu)件屬性信息的映射關(guān)系如圖6 所示.

圖6 API 結(jié)構(gòu)層代碼與Revit 軟件墻構(gòu)件信息的映射關(guān)系

在Compound Structure Layer 結(jié)構(gòu)層中，材質(zhì)層厚度（width）以及材質(zhì)顏色（RGB）是程序代碼的重點(diǎn)參數(shù).其中，width 是指當(dāng)前材質(zhì)結(jié)構(gòu)層的厚度，其數(shù)據(jù)格式為double雙精度浮點(diǎn)數(shù)，用戶通過(guò)設(shè)置width 數(shù)值可以改變材質(zhì)結(jié)構(gòu)層厚度.RGB 是國(guó)際工業(yè)界顏色標(biāo)準(zhǔn)格式之一，其通過(guò)調(diào)節(jié)紅綠藍(lán)三色代碼（Red，Green，Blue）達(dá)到各種顏色的顯示[13].在Revit 中，材質(zhì)顏色屬性也由RGB 格式進(jìn)行設(shè)置.在插件中，用戶可通過(guò)Revit 軟件內(nèi)設(shè)置即時(shí)彈出WPF 對(duì)話窗口進(jìn)行參數(shù)輸入，從而實(shí)現(xiàn)Compound Structure Layer 結(jié)構(gòu)層的width 以及RGB 參數(shù)交互.Revit 內(nèi)WPF 參數(shù)交互窗口設(shè)計(jì)效果如圖7 所示.

圖7 Revit 內(nèi)WPF 參數(shù)交互窗口設(shè)計(jì)效果

為將用戶在WPF 彈出窗口上輸入的width、RGB 這兩種參數(shù)接收到Compound Structure Layer 結(jié)構(gòu)層對(duì)應(yīng)的位置中，需要將參數(shù)定義為屬性數(shù)據(jù)類型.通過(guò)使用C#代碼中{get；set；}屬性這一數(shù)據(jù)類型，可以將WPF 窗體上的width、RGB 參數(shù)賦值到結(jié)構(gòu)層的代碼上，從而實(shí)現(xiàn)Revit API 內(nèi)墻體中不同Compound Structure Layer 結(jié)構(gòu)層的參數(shù)化建模.

基于以上建模代碼，可生成彩鋼板隔墻構(gòu)件結(jié)構(gòu)層效果如圖8 所示.

圖8 彩鋼板隔墻構(gòu)件結(jié)構(gòu)層效果

最后，代碼將實(shí)現(xiàn)新墻類型默認(rèn)放置方式.在Revit API 官方參考指南與以往其他Revit 墻構(gòu)件的二次開(kāi)發(fā)案例中，墻實(shí)例生成通常只能依托于三維坐標(biāo)點(diǎn)（X，Y，Z）進(jìn)行連線后放置.這種基于三維坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行連線的墻實(shí)例生成方式，在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中局限性較大，難以真正達(dá)到通過(guò)Revit 二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)操作簡(jiǎn)便，工作高效的研究目的.為解決這種困難，本程序集的代碼另辟蹊徑，通過(guò)使用SetDefaultElementTypeId 函數(shù)將彩鋼板隔墻設(shè)置為默認(rèn)墻體類型，接著使用PostCommand 函數(shù)實(shí)現(xiàn)默認(rèn)建筑墻類型放置，從而間接地使新墻類型實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)跟隨式放置.對(duì)于Revit API 新墻構(gòu)件放置，官方代碼與升級(jí)代碼兩種代碼對(duì)比如圖9 所示.

圖9 關(guān)于Revit API 新墻類型官方代碼與升級(jí)代碼對(duì)比

對(duì)墻體放置代碼的升級(jí)后，代碼在內(nèi)容上更為簡(jiǎn)潔，由于不存在水平坐標(biāo)、標(biāo)高、偏移等過(guò)多的變量而不易導(dǎo)致出錯(cuò)；從功能上看，可使Revit API 預(yù)設(shè)墻體具有與Revit UI界面默認(rèn)墻體一致的跟隨鼠標(biāo)放置效果，實(shí)現(xiàn)真正意義上的便捷式參數(shù)化建模.

2.3 PCR 實(shí)驗(yàn)室地板構(gòu)件建模的開(kāi)發(fā)研究

2.3.1 PCR 實(shí)驗(yàn)室地板構(gòu)件特點(diǎn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)范，PCR 實(shí)驗(yàn)室地板構(gòu)件要求具備無(wú)縫隙、無(wú)滲漏、耐腐蝕等特點(diǎn)[11].相較于墻構(gòu)件，PCR 實(shí)驗(yàn)室地板構(gòu)件的選擇相對(duì)單一，在工程實(shí)際中，通常將PVC 材質(zhì)運(yùn)用于地板構(gòu)件表面上.作為一種新型輕質(zhì)地面裝飾材料，PVC 地板在結(jié)構(gòu)上一般由耐磨層、印花膜層以及玻璃纖維層組成，其易清潔抗腐蝕的特性能夠滿足許多特殊場(chǎng)所的規(guī)范要求，因而被廣泛運(yùn)用于各種生化醫(yī)療專業(yè)場(chǎng)所中.

在PCR 實(shí)驗(yàn)室地板構(gòu)件的應(yīng)用上，PVC 地板結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要工藝為在混凝土上鋪裝一層PVC 塑膠板.基于此，本研究將以PVC 地板為例，對(duì)PCR 實(shí)驗(yàn)室地板構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)化建模開(kāi)發(fā)研究.

2.3.2 Revit API 地板構(gòu)件參數(shù)化建模實(shí)現(xiàn)

在Revit API 中，地板構(gòu)件與墻體構(gòu)件的參數(shù)化建模實(shí)現(xiàn)方法基本一致，在代碼思路上，兩者都是通過(guò)獲取或創(chuàng)建特殊材質(zhì)、創(chuàng)建新構(gòu)件類型和放置構(gòu)件實(shí)例這三個(gè)步驟完成功能實(shí)現(xiàn)；在代碼內(nèi)容上，兩者所調(diào)用的函數(shù)有其相似之處，如獲取材質(zhì)的FilteredElementCollector、結(jié)構(gòu)層GetCompoundStructure 以及WPF 窗體交互等等. 由于篇幅限制原因，此處將不過(guò)多展開(kāi)兩者相似的概念與操作流程等內(nèi)容.

在創(chuàng)建地板構(gòu)件類型的步驟中，相較于墻體構(gòu)件，地板構(gòu)件對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)層信息進(jìn)行訪問(wèn)操作時(shí)，除了設(shè)置材質(zhì)厚度width 與材質(zhì)顏色RGB 這兩個(gè)參數(shù)與用戶進(jìn)行UI 交互，還需將EndCapCondition 端部條件設(shè)置為NoEndCap 無(wú)端部條件，從而使構(gòu)件模型不受任何額外的材料或組件封裝其端部.如果不對(duì)地板構(gòu)件的端部條件設(shè)置為無(wú)端部條件，將會(huì)影響構(gòu)件模型的可視化渲染、碰撞檢測(cè)、幾何測(cè)量等方面的效果，導(dǎo)致模型信息不準(zhǔn)確.綜上，地板構(gòu)件建模代碼實(shí)現(xiàn)如圖10 所示.

圖10 地板構(gòu)件建模代碼實(shí)現(xiàn)

在實(shí)現(xiàn)構(gòu)件放置的步驟中，不同于墻體構(gòu)件的跟隨鼠標(biāo)放置，地板構(gòu)件將通過(guò)自動(dòng)識(shí)別房間邊界進(jìn)行地板放置.在Revit 初始化的設(shè)置中，地板的放置一般需要自行繪畫邊界線，在操作上較為繁瑣且容易出錯(cuò).為了解決以上弊端，在本二次開(kāi)發(fā)工作中將采用目前國(guó)內(nèi)外Revit 二次開(kāi)發(fā)案例中較為前沿的自動(dòng)識(shí)別邊界放置構(gòu)件的編程思路，實(shí)現(xiàn)通過(guò)自動(dòng)識(shí)別房間邊界放置地板構(gòu)件.具體實(shí)現(xiàn)步驟為房間元素獲取、獲取房間元素邊界，以邊界進(jìn)行地板放置.地板構(gòu)件放置代碼實(shí)現(xiàn)如圖11 所示.

圖11 地板構(gòu)件放置代碼實(shí)現(xiàn)

其中，在房間元素獲取的步驟上，由于房間元素較為特殊，屬于SpatialElement 空間元素，因此FilteredElementCollector 元素過(guò)濾器需要在代碼中針對(duì)空間元素進(jìn)行過(guò)濾，若像普通元素直接進(jìn)行篩選將導(dǎo)致過(guò)濾結(jié)果為空.在地板構(gòu)件放置的步驟上，代碼將通過(guò)foreach 循環(huán)對(duì)所有的房間進(jìn)行遍歷，若房間面積不為0，則使用GetBoundarySegments函數(shù)將每個(gè)房間的邊界進(jìn)行獲取并設(shè)置為曲線數(shù)組.最終，通過(guò)使用Create.NewFloor 地板構(gòu)件實(shí)例化函數(shù)，可將房間邊界的曲線數(shù)組設(shè)置為地板邊界線、房屋標(biāo)高設(shè)置為地板標(biāo)高，一鍵實(shí)現(xiàn)地板構(gòu)件的放置.

3 工程實(shí)例研究

3.1 工程實(shí)例信息

某疾控中心PCR 實(shí)驗(yàn)室平面圖如圖12 所示，其室內(nèi)面積總計(jì)154 m2，按功能分區(qū)可分為污物通道、中央過(guò)道、PCR 實(shí)驗(yàn)1 室、PCR 實(shí)驗(yàn)2 室共4 個(gè)區(qū)域，并設(shè)專門緩沖室.其中，PCR 實(shí)驗(yàn)1 室分為試劑準(zhǔn)備室、樣品制備室、擴(kuò)增與分析室、緩沖室3 個(gè)工作間，PCR 實(shí)驗(yàn)2 室在1 室的基礎(chǔ)上將擴(kuò)增與分析室拆分為兩個(gè)獨(dú)立工作間.

圖12 某疾控中心PCR 實(shí)驗(yàn)室平面圖

按業(yè)主要求，該P(yáng)CR 實(shí)驗(yàn)室墻構(gòu)件采用厚度50 mm，顏色RGB 代碼為（255，250，240）的花卉白色玻鎂夾心彩鋼板作為功能區(qū)隔墻，北面外墻為厚度200 mm 的輕質(zhì)混凝土，需要在室內(nèi)對(duì)其進(jìn)行彩鋼板鋪裝.地板構(gòu)件采用厚度為10 mm，顏色RGB 代碼為（0，139，69）的春綠色PVC 塑膠地板進(jìn)行鋪裝.

3.2 建模分析與研究

通過(guò)使用加裝本研究插件的Revit 對(duì)PCR 實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建模研究，可得BIM 建筑模型如圖13 所示.針對(duì)該P(yáng)CR 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目建模，可分為以下兩個(gè)關(guān)鍵步驟：

圖13 PCR 實(shí)驗(yàn)室建筑模型效果圖

（1）墻體構(gòu)件布置

在Revit 內(nèi)完成軸網(wǎng)繪制之后，進(jìn)入墻體構(gòu)件布置環(huán)節(jié).使用插件進(jìn)行升級(jí)后的Revit可直接在“PCR 實(shí)驗(yàn)室建筑建?！边x項(xiàng)卡下選擇“彩鋼板隔墻”墻類型進(jìn)行參數(shù)化建模.通過(guò)在WPF 彈窗輸入厚度50 mm 與RGB 顏色代碼（255，250，240）這兩個(gè)參數(shù)，將一鍵實(shí)現(xiàn)花卉色彩鋼板的類型生成與實(shí)例布置.實(shí)現(xiàn)彩鋼板隔墻在室內(nèi)進(jìn)行功能區(qū)隔斷布置后，可再次點(diǎn)擊“混凝土彩鋼板外墻”針對(duì)北面混凝土外墻進(jìn)行布置，此過(guò)程不必再進(jìn)行彩鋼板顏色參數(shù)交互.

（2）地板構(gòu)件布置

在完成墻體構(gòu)件與房間布置后，進(jìn)入地板構(gòu)件布置環(huán)節(jié).類似于墻體構(gòu)件的操作，在Revit 功能區(qū)選擇“PVC 地板”按鍵即可進(jìn)行WPF 彈窗參數(shù)交互，此處輸入厚度10 mm，RGB 顏色代碼（0，139，69）即可一鍵生成春綠色PVC 地板類型，并自動(dòng)識(shí)別所有房間邊界進(jìn)行地板構(gòu)件實(shí)例化布置.

為驗(yàn)證最終插件在PCR 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)建模工作中的可用性，功能性以及高效性，可將其與未使用插件的原版Revit 進(jìn)行性能對(duì)比分析如表2 所示，分析結(jié)果如下：

表2 使用插件升級(jí)前后Revit 性能對(duì)比

（1）在可用性上，使用插件后的Revit 界面更加直觀友好，參數(shù)設(shè)置操作便捷；

（2）在功能性上，使用插件后的Revit 彌補(bǔ)了原本在PCR 實(shí)驗(yàn)室建模內(nèi)容上的缺失，提供了最基礎(chǔ)的建模能力，并可進(jìn)行自定義建模參數(shù)，提供了更個(gè)性化的建模能力；

（3）在高效性上，使用插件后的Revit 在構(gòu)件布置的操作方式上避免了繁瑣的手動(dòng)設(shè)置，在墻體構(gòu)件的布置上克服了以往Revit API 二次開(kāi)發(fā)案例中只能定點(diǎn)布置的局限性，在地板構(gòu)件的布置上可自動(dòng)識(shí)別房間邊界進(jìn)行布置，極大提高了建模效率.

4 總 結(jié)

本文采用C#程序語(yǔ)言對(duì)Revit 2018 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)結(jié)合PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目的構(gòu)件設(shè)計(jì)特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出一款能夠?qū)CR 實(shí)驗(yàn)室墻體與地板兩種經(jīng)典構(gòu)件進(jìn)行參數(shù)交互的建模插件.通過(guò)工程實(shí)例建模驗(yàn)證分析，可得以下結(jié)論：

（1）該插件擴(kuò)充了Revit 材質(zhì)庫(kù)與構(gòu)件庫(kù)，在一定程度上解決了Revit 軟件在PCR實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作上缺乏針對(duì)性材質(zhì)類型與適用性構(gòu)件類型的功能短板問(wèn)題.

（2）該插件在墻體構(gòu)件的放置功能上克服了以往Revit API 案例中只能基于坐標(biāo)點(diǎn)連線進(jìn)行放置的局限性，通過(guò)將API 新墻類型設(shè)置為默認(rèn)墻類型并自動(dòng)放置，從而實(shí)現(xiàn)與Revit 初始?jí)?gòu)件一樣的跟隨鼠標(biāo)動(dòng)態(tài)放置效果.

（3）該插件在一定程度上解決了BIM 技術(shù)在PCR 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目這一方面的問(wèn)題，可基于此進(jìn)一步開(kāi)發(fā)專屬各類實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域的Revit 建模插件，或進(jìn)行工程信息導(dǎo)出與模型效果渲染等方面研究.