一种基于BIM的天花吊顶设计与施工造型快速建模方法与流程

本发明涉及建筑装饰装修施工技术领域，特别涉及一种基于bim的天花吊顶设计与施工造型快速建模方法。

背景技术

建筑信息化模型技术(buildinginformationmodeling，以下简称“bim”)作为我国建筑装饰行业在面临转型升级中的一种重要技术，其所具备的可视化、参数化、模拟性等特点，可有效提高建筑装饰设计、装修施工生产的工作效率，特别是bim技术下的数字模型能够承载大量的工程构件数字信息(几何信息与非几何信息)，这是当前cad技术条件下不可替代的。

但当企业开始实施bim技术应用时，对企业内部bim软件应用的普及将是一个漫长过程，这又制约了企业快速发挥bim价值的时机。在采用bim技术室内装饰天花吊顶初期布置方案中，特别是在天花吊顶设计上，几乎都采用基于revit平台的软件，相关技术人员往往也是根据软件提供的标准建模方式，以吊顶龙骨等构件逐一进行建筑室内天花吊顶模型的搭建，当模型及材质贴图等按照方案要求完成后，又会面临模型的不断修改调整。在此过程中，建模的失误几率提升、模型的优化度与可操作性降低，这会使得技术人员建模工作量增加、积极性大减，同时也会影响临建规划布置方案的形成时间，甚至出现方案滞后于施工现场等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的当前建筑装饰设计施工单位借助revit平台建立设计施工天花吊顶模型时效率不高、模型修改难度大、软件操作困难等不足，提供一种基于bim的天花吊顶设计与施工造型快速建模方法，该方法基于revit平台的可编辑参数、可重复编辑利用的吊顶族模型(块)，并通过对族模型(块)的数字装配，来实现室内装饰天花吊顶设计与施工造型的快速建模。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于bim的天花吊顶设计与施工造型快速建模方法，包括以下步骤：

步骤一：对建筑室内装饰天花吊顶进行模块化分解，建立模块化的三维图形库，使其成为多个形态单一、重复利用度高、可模块化的三维图形，同时可以避免造成在后期应用期间，模型灵活应用组合的过程中出现局部重合情况；

步骤二：基于模块化的三维图形库，利用bim软件平台的族编辑器，建立模块化的三维族模型库，其中建立一个三维族模型的过程如下：

步骤a：通过族编辑器建立多个零件子模型；

步骤b：将各个零件子模型全部嵌套进三维族模型中；

步骤c：设置三维族模型与各个零件子模型之间的关联参数，从而实现在三维族模型中通过输入不同参数以控制各零件子模型的目的；

步骤三：从三维族模型库选取多个三维族模型，并组合成整体，从而完成天花吊顶设计与施工造型在bim软件平台上的快速建模。

本发明打破了常规的建模方法，将装饰天花吊顶的埋件、吊杆、掉件、主龙骨、次龙骨等各个零件在建模初期就集成在一起，形成一个个如同“积木”的拼接模型，并且每个模型既能够被“大”要求所控制，又能够根据“小”要求进行单独变化，有了这样一个编辑灵活的单元族模型，那么技术人员在建筑室内天花吊顶的设计上，就能够采用“搭积木”的方式，将每个室内装饰天花吊顶模型根据需求快速的搭建起来；当方案需要改动，只需通过几个命令就能完成对室内天花吊顶造型与细部的变化控制，降低了操作难度，使模型不但能在技术上达到快速而又统一协调的进行修正，从而极大的提高建模效率，又能完全符合企业对相关模型的应用标准要求。

族编辑器很好地提供了实现这一目的的途径：在室内装饰天花吊顶设计与施工建模前期，通过对装饰天花吊顶功能与施工特性的分析来解构工程内容，将装饰天花吊顶工程分解若干单元，来建立各个单元族模型，并对其设置相关参数，使其具备模块化、参数化、标准化等特性，将各单元的族模型装配成一个整体的设计施工天花吊顶模型。

室内装饰天花吊顶由于标准化程度高的特点，通过分解后的族模型进行模块化的数字拼装，较传统建模方式能够更加高效快速的完成bim模型建立任务；该类型的族模型具备重复利用度高、可编辑性强、操作简易等特点，为此，设计与施工单位在装饰天花吊顶布置中的bim技术应用得到了高效的运转，而且此方法也能够加速设计与施工企业内部的bim技术应用工作的推进。

优选的，所述三维族模型包括吊顶掉件族模型和卡式龙骨族模型。

优选的，所述步骤二中，所述吊顶掉件族模型的零件子模型包括吊杆、掉件、卡件、主龙骨和次龙骨，所述吊顶掉件族模型与各个零件子模型之间的关联参数包括：通过吊顶的长度参数、宽度参数、基础标准板的数量参数来控制吊杆、掉件、卡件、主龙骨、次龙骨的平面尺寸、个数和间距；通过吊顶的高度参数来控制吊杆、掉件、卡件、主龙骨、次龙骨的竖向尺寸。将族模型与零件子模型之间的参数进行关联，修改模型时，仅需在三维族模型中输入不同参数，就可以达到控制各个子模型的目的，使得整个族模型的可修改性更强、可编辑性强、操作简易。

优选的，所述步骤二中，设置所述关联参数还包括对各零件子模型对应的参照平面进行参数条件绑定。在软件族编辑器中，需要绘制参照平面来确定彼此之间相对空间位置关系，对参照平面添加尺寸标注注释就可对其进行参数条件绑定，通过对各个参照平面的绑定参数进行修改，就可以让参照平面的彼此空间位置关系发生相对变化。那么，通过逻辑性分析，就可以根据分析结果将各零件子模型与其对应的参照平面进行关联并锁定、各零件子模型中的参数与三维族模型中设置好的条件相关联，从而实现在三维族模型中通过输入不同参数以控制各子模型的目的。

优选的，所述步骤二还包括对所述关联参数进行优化和排序。在族模型中，为了使之关联各零件子模型，需要建立大量的参数条件，这样又容易产生参数排序混乱，需设置的参数条件太多，造成操作复杂化。为了有效的降低复杂程度，就要对前期设置的参数条件进行优化和排序，并且常规的零件子模型参数最好能够并入到族编辑器中进行自动计算。这样，只需改变族模型的参数，就能带动其他零件子模型参数发生变化。

优选的，族模型中的各参数设置、逻辑关系关联完成后，为查看参数是否能够有效控制零件子模型的变化，需要对参数值进行测试，因此，所述步骤二还包括对三维族模型的所述关联参数进行测试，输入符合逻辑的任意有效参数，观察是否有错误提示弹出或零件子模型的变化不符合参数逻辑要求，以此发现问题并进行调整优化，直至没有错误提示且零件子模型的变化符合参数逻辑要求，通过不断完善使其达到参数控制的目的。

优选的，所述步骤二中，利用族编辑器阵列功能生成相同的零件子模型，可将零件子模型的数量作为参数，对该参数进行编辑，从而达到单独控制三维族模型的外观体量大小的目的。

优选的，所述步骤三中，所述三维族模型之间进行组合时，通过吊顶的长度参数、宽度参数来控制各个三维族模型的平面尺寸，通过吊顶的高度参数来控制各个三维族模型的竖向尺寸。将各个三维族模型的参数进行关联，达到仅修改其中一个族模型的参数，就能带动其他族模型的参数同时变化的目的，提高整个模型的可编辑性和可修改性。

优选的，所述bim软件平台为autodesk公司的revit平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

室内装饰天花吊顶由于标准化程度高的特点，通过分解后的族模型进行模块化的数字拼装，较传统建模方式能够更加高效快速的完成bim模型建立任务；该类型的族模型具备重复利用度高、可编辑性强、操作简易等特点，为此，设计与施工单位在装饰天花吊顶布置中的bim技术应用得到了高效的运转，而且此方法也能够加速设计与施工企业内部的bim技术应用工作的推进。

附图说明：

图1是本发明所述的一种零件子模型的示意图。

图2是本发明所述的一种三维族模型的示意图。

图3是本发明所述的一种室内装饰天花吊顶的示意图。

图4是本发明所述的一种室内装饰天花吊顶的示意图。

图5是本发明所述的一种室内装饰天花吊顶的示意图。

图6是本发明所述的族编辑器的示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

一种基于bim的天花吊顶设计与施工造型快速建模方法，主要通过revit平台来实现，包括以下步骤：

步骤一：模块化分解

对建筑室内装饰天花吊顶进行模块化分解，建立模块化的三维图形库，使其成为多个形态单一、重复利用度高、可模块化的三维图形，同时可以避免在后期应用期间，模型灵活应用组合的过程中出现局部重合情况。

步骤二：revit平台下族模型(块)的建立

借助revit软件族编辑器提供的外形编辑功能，对分解后的三维图形通过功能分析建立起模块化三维族模型(块)。因为组成该族模型(块)的各实体部件需要包含各不同类型的零件，为能够有效的利用参数控制其包含的各类零件，所以采用软件族编辑器功能将各零件建立成零件子模型(如图1所示)的方式，再将零件子模型全部嵌套进该族模型(块)的三维族模型(块)(如图2所示)中。

步骤三：三维族模型(块)的参数条件设置与关联

当三维族模型(块)嵌套了各零件子模型后，为完成功能上的协调统一，还需要在revit软件族编辑器中，将各零件子模型进行关联与锁定，以便能够实现通过修改参数对三维族模型(块)的空间几何形态、外观及样式等方面进行控制的目的。

本发明参数条件设置主要由以下几大点组成：

(1)主要参数

主要参数用于控制三维族模型(块)的最常变动的数据。

①外观几何尺寸

修改设置室内天花吊顶埋件、吊杆、掉件、主次龙骨等吊顶零件子模型的长、宽、高度等度量尺寸，例如利用族编辑器阵列功能生成相同子模型的数量作为参数，对参数进行编辑，达到单独控制三维族模型(块)的外观体量大小的目的。

②外观非几何尺寸

在族编辑器中设置各零件的材质颜色及贴图，三维族模型(块)可以在不同的着色、真实、渲染模式下分别表现出不同精细程度的外观；设置零件子模型的可见性参数，来控制三维族模型(块)在数字装配的情况下匹配不同场景的设计需求。

(2)参数逻辑关联

在软件族编辑器中(如图6所示)，需要绘制参照平面确定彼此之间相对空间位置关系，对参照平面添加尺寸标注注释就可对其进行参数条件绑定，通过对各个参照平面的绑定参数的修改，就可以让参照平面的彼此空间位置关系发生相对变化。那么，通过逻辑性分析，就可以根据分析结果将各子模型与其对应的参照平面进行关联并锁定、各子模型中的参数与三维族模型(块)中设置好的条件相关联，从而实现在三维族模型(块)中通过输入不同参数以控制各子模型的目的。

主要可以关联的零件子模型参数包括：

a.通过空间上主要外观几何尺寸的长度和宽度、基础标准板的数量的参数可以控制：空间的净深与开间平面尺寸、吊顶的平面尺寸、走廊与楼梯间的宽度、楼梯跑道宽度、屋顶的平面尺寸等；

b.通过房间的高度尺寸参数可以控制：吊杆长度、龙骨高度、灯带、吊顶完成面的高度及竖向等尺寸。

步骤四：族模型(块)的参数条件的优化

在族模型(块)中，为了使之关联各零件子模型，需要建立大量的参数条件，这样又容易产生参数排序混乱，需设置的参数条件太多，造成操作复杂化。为了有效的降低复杂程度，就要对前期设置的参数条件进行优化和排序，并且常规的零件子模型参数最好能够并入到族编辑器中进行自动计算。这样，只需改变主要参数，就能带动其他零件子模型参数发生变化，以达到使用者想要表现出的设计意图。

步骤五：族模型(块)的参数控制测试

族模型(块)中的各参数设置、逻辑关系关联完成后，为查看参数是否能够有效控制零件子模型的变化，需要对参数值进行测试：输入符合逻辑的任意有效参数，观察是否有错误提示弹出或零件子模型的变化不符合参数逻辑要求，以此发现问题并进行调整优化，通过不断完善使其达到参数控制的目的。

步骤六：依托族模型(块)来搭建室内装饰天花吊顶

将通过测试的族模型(块)汇总形成室内装饰天花吊顶模型(块)与施工建模族库，并交由需要使用的技术人员。技术人员通过在revit软件中，加载室内装饰天花吊顶族模型(块)至项目文件中，只需通过常规简便的操作即可完成设计施工室内装饰天花吊顶的数字装配；对有不同需求的使用人员，则可通过修改室内装饰天花吊顶模型(块)的相关参数，来改变天花吊顶bim模型的外形及特征，得以满足不同的室内装饰天花吊顶设计施工模型的要求(如图3-图5所示为三种不同类型的天花吊顶)。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。