基于BIM的装配率智能计算方法研究与应用发表时间：2023-06-07 22:53 基于BIM的装配率智能计算方法研究与应用 摘要：近年来，国家大力推动绿色环保健康的绿色建筑设计理念，尤其加大装配式建筑的建设目标。因此为了装配式建筑正向良性循环设计，我国各个省（市）依次提出了《装配式建筑评价标准》，并提出了装配率计算作为装配式建筑评价的重要指标。由于BIM技术构件级别的设计思维，通过参数的调整，即可搭建出设计师的设计模型，在这一过程当中，设计师需要不断的调整优化，设计出满足成果表达以及直接作为数据应用的BIM模型，由于BIM模型具有丰富的设计数据库，这里的数据库我们可以在明细表或者通过API直接调取你想要获取的属性，因此设计模型可直接作为计算模型输出装配率数值。因此本研究提出了一种借助于Revit平台设计的模型数据，快速获取装配率的新方法，新思路。 关键词：装配式建筑 ；BIM；装配率；二次开发 引言 为了贯彻落实《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》和《政府工作报告》部署，大力发展装配式建筑，各省市相继发布关于装配式建筑装配率计算的标准。然而传统的装配率计算只能通过手动划分构件的方式计算，随着设计的不断调整，重新计算装配率，依次反反复复，导致大量的时间成本浪费，因此借助BIM技术图模数库一体化的独特优势可以解决行业这一痛点问题。国内目前只有Tekla、PKPM-PC、YJK-PC、 Bee-PC等装配式结构力学计算软件，然而针对设计阶段的装配率计算几乎空白。经阅读大量文献后，目前计算装配率有部分企业内部进行定制化开发，由于不同的企业标准的不同，导致针对不同的企业内部设计师来说，不一定友好，因此只有符合公司内部标准以及满足建筑师的思维习惯的产品，才能进一步提高企业核心竞争力，提升设计质量以及品质。 众所周知，BIM的核心理念是数据，只有很好的处理分析数据，才能打通产业上下游，最终贯彻于建筑全生命周期。针对装配式建筑装配率计算，本文提出以下解决方案，首先研读《装配式建筑评价标准》应用BIM技术，通过在Visual Studio环境下，用C#编程语言调取Revit的API，开发出一种快速智能计算装配率的插件，帮助设计师在设计阶段快速获取装配率的数值，有效提高对整个项目的决策性。 1、装配式建筑指标计算方法 本次将以广东省装配式建筑评价标准为依据，装配率由主体结构评价得分、围护墙和内隔墙评价得分、装修和设备管线评价得分、细分项评价得分、鼓励项得分计算得出。
公式中， P-装配率;Q1-主体结构指标实际得分值;Q2-围护墙和内隔墙指标实际得分值；Q3-装修和设备管线指标实际得分值；Q4-评价项目中缺少的评价项分值总和，不含Q5;Q5-细分项实际得分值；Q6-鼓励项实际得分值； 表格中列举了部分评价项的计算方法
图1 由上图1可知，计算装配率需要获取构件的体积、面积、长度等参数。因此传统的CAD划分构件再到计算装配率需要大量的人工成本，而且当设计发生变跟之后，需要重新划分构件再依次计算，这一过程中，费时费力，而且容易存在人为错误。因此应用BIM技术，将二维图纸可视化，精准提取构件参数，准确计算每个单项的装配率数值，大大提高了设计的效率，为后续装配式施工提供了坚实的保障。 对于装配率建筑评价等级应划分为基本级、A级、AA级、AAA级： 主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例低于35%时，评价为基本级装配式建筑。 装配率为60%-75%时，且主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例不低于35%时，评价为A级装配式建筑。 装配率为76%-90%，且主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例不低于35%时，评价为AA级装配式建筑。 装配率为91%以上，且主体结构竖向构件中预制部品部件的应用比例不低于35%时，评价为AAA级装配式建筑。根据等级划分可以看出，当我们一键获取装配率数值后，可实时判断项目的装配率评价等级。 2、智能装配率思路 本文提出利用Revit平台，借助Reivt的可视化应用，使用Visual Studio提取Revit的构件参数，快速准确计算装配率的智能方法。 2.1.标准文件的制定 根据各个省（市）装配率计算条文文件，将装配式构件分类与Revit构件分类相匹配，制定标准化的共享参数文件（见图2），载入到项目中制定完项目样板文件，方便后期计算，接着给构件添加参数即可完成初始装配率是否满足要求。 2.2设计流程 继承方案设计阶段的数据模型，根据设计条件，分别给构件添加项目参数，使得构件标签化，（见图3）方便构件的分类以及数据的计算。随着方案的不断调整，设计条件的不断更新，构件标签随之也不断更新，直至设计的不断优化以及装配率的满足。除此之外，对于模块化构件，比如集成厨房以及集成卫生间部分，（见图4）建议分别为一个模型组，方便模型的调整以及设计的优化，不影响装配率的计算数据输出。 2.3自适应计算 继承前期设计模型以及标签化后的设计构件，在Revit端（见图5）打开计算各个省（市）的计算界面，（见图6）。除此可以在界面中打开每个省（市）的装配率计算要求书，（见图7），对照计算书验证每一项装配率是否满足要求，当不满足要求时，及时不断优化设计，优化构件，从而满足装配率要求，从设计数据到计算这一过程当中，当我们设计调整后，只需刷新一下该项，即可获取装配率数值。
2.4设计调整 计算模型获取的装配率数值后，根据计算结果，全局把控验证方案的可行性以及每个单项计算值的可行性，快速辅助决策方案的生成以及落地性。不断优化找到最优解。 3 程序开发流程 由于Revit开放的API，任何研发人员都可以调用它底层的结构框架功能来实现Revit自身不能完成的功能，因此可以在Visual Studio 编写环境下完成API的调用来实现次插件的开发。主要关键代码：提取构件参数（见图8）。本次项目开发流程见图9
图8 图9 本次开发环境Visual Studio版本为2019，目标框架为 .Net Fremwork4.7,Revit 版本为2020，编写语言为C# 和Xaml ，主要分为界面设计和底层业务逻辑，界面用到的语言为Xaml ,业务逻辑实现为C#。除此之外，在开发过程中，Revit Lookup（见图10）极大方便了开发人员的开发难度，它能够在Revit端快速查看并提取Revit后台的数据参数名以及对应的API。另外一个Autodesk官方工具Add-In Manager2014（见图11）能够动态加载我们已经调试好的DLL文件，我们不需打开Revit就可以直接进行调试，大大提高了开发效率。 3.1 程序框架搭建
3.2 业务逻辑功能实现 主要是针对具体问题的操作，对数据层的操作,对数据业务逻辑处理，如果说数据层是积木，那逻辑层就是对这些积木的搭建。在开发过程中，将每一项的装配率评价标准分别为一个类，通过Revit API相应的接口，实现前端命令相应后台数据的操作，从而获取每个单项的装配率数值。当要打开装配率评价表时，程序调用Revit API相应的接口，即可实现在Revit端打开评价表。当输出成果时，次插件调用了Epplus该类库，方便快捷输出成果表格到Excel中。 3.3 技术细节 类的实现：新建一个类，比如内隔墙非砌筑该项，该类继承Revit API的IExternalEventHandler接口，该类（内隔墙非砌筑）下面有两个方法，分别为 public void Execute(UIApplication app)以及public string GetName()，我们只需在Execute方法中完成业务逻辑的实现，接着在主窗口中完成该类（内隔墙非砌筑）的事件相应，次插件通过构造ExternalEvent的事件处理方法，接着发布事件，即可完成对事件的响应需求。在界面点击内隔墙非砌筑该项，即可获取该项的装配率评价要求以及对应的评价分值（见图13）。本次软件开发主要关键技术见图（图14）
4 项目应用
图16计算结果 图17 数据输出 4 结论 发展装配式建筑是我国实现建筑工业化与信息化的有效途径之一，传统的方法造成信息不对称，数据上下游无法无缝连接，造成建筑数据丢失，设计效率下降，因此为了国内建筑高质量、高品质发展，应该大力推动BIM技术的发展，从而实现设计业务精细化，设计管理数字化。除此之外，BIM技术的业务标准化，从未实现更多业务自动化，比如该软件装配率的自适应计算很好的解决的传统手动计算费时费力，造成计算数据不准确等一系列问题，因此事实上，基于全生命周期，应用BIM技术可以获得更好的效益。本文深入分析了BIM技术应用的其中一点，可为今后装配式建筑设计的发展和BIM技术应用的深度挖掘提供一定参考。 参考文献 [1] 于佳鑫._PC主体结构装配率智能计算方法研究 2021 [2]邓玉辉.基于 Revit 的装配式建筑装配率计算方法研究与应用 2019 [3]_基于BIM的装配式混凝土结构建筑预制装配率计算方法与应用框架研究 [4] 基于BIM技术的装配率计算对比分析研究_赵瑞阳 |
