基于bim的外围护墙板设计方法和系统
技术领域
1.本发明涉及建筑设计与施工技术领域，具体是在建筑图纸处理过程中基于bim的外围护墙板设计方法和系统。
背景技术：
2.alc板材多以粉煤灰（或硅砂）、水泥、石灰、钢筋等为主原料，经过高压蒸汽养护而形成的多气孔混凝土成型板材；在建筑施工过程中既可用做墙体材料，又可用做屋面板、装饰板等工艺材料，是一种性能优越的新型建材。alc板材最早在欧洲出现，在日本、欧洲等地区已有四十多年的生产、应用历史。
3.在建筑工程施工过程中，尤其在装配式钢结构建筑中，传统设计模式采用二维平面方式进行排布，此种设计方式往往会造成以下问题：1、二维深化过程中，需要不断对照建筑平面布置图与结构梁柱平面布置图来确保数据的准确性，并通过大量的人工计算来确定所需墙板的宽度及长度信息，之后在进行二维平面制图、图纸标注及图纸导出，此类流程会消耗大量时间；2、在装配式钢结构建筑体系中，在钢结构建筑外围往往会存在凸出于“钢梁”及“钢柱”尺寸范围的加劲板与连接节点或钢框架斜撑等结构构件。传统二维深化时无法考虑到此类结构问题，往往会产生在钢框架斜撑部位布置一块长条板，等现场施工时再进行人工测量、切割来避开“钢斜撑”；3、二维深化设计中可能会存在施工图纸迭代滞后、图纸数据信息不准确的问题导致无法实现数据信息联动。
4.此外，适宜alc墙板的设计应用方案复杂多变，由于需要整合大量的相关专业的内容信息，使得alc墙板在施工过程中会产生较多的拼接、切割、吊装等施工问题；此类施工工艺问题往往会造成拖延工程时间、工程流水施工衔接错位、现场切割产生较大成本浪费的现象。
5.因此亟需一种外围墙板的设计方法和系统来解决上述问题。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于提供一种基于bim的外围护墙板设计方法和系统，它能实现在加快工程施工效率、减小成本浪费支出的同时提高设计精度及工程算量的准确度。
7.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：基于bim的外围护墙板设计方法，包括以下步骤：s1：确定项目特点并校验建筑专业及结构专业图纸内容是否会产生碰撞问题；s2：若经校验后的建筑专业及结构专业图纸内容不会产生碰撞问题则创建bim土建专业模型，否则进行图纸内容修改；s3：根据项目特点创建施工区域的alc板墙bim参数族模型；s4：基于bim参数族模型对bim土建专业模型进行拆分得到拆分模型；
s5：利用出图样板对拆分模型进行设计出图。
8.优选的，所述校验建筑专业及结构专业图纸内容是否会产生碰撞问题具体为：判断图纸是否有错层、夹层以及二次结构造型的问题。
9.优选的，所述判断图纸是否有错层、夹层包括以下步骤：对目标层结构梁、板平面布置图进行图层线条处理，确保单一图层内的线条有且仅表示同意类型构件；将处理后的图纸导入revit内，通过读取结构层高表及结构标高计算结构板高差，对不同高差的楼板范围进行颜色填充；若目标板层存在蓝色填充即可半段为本层结构板存在夹层，若目标板层存在墨蓝色填充即可判断为本层机构板存在错层。
10.优选的，所述判断是否有二次结构造型包括以下步骤：通过结构专业图纸的目标层板结构平面图，确定结构框架外侧梁板处是否存在断面标注；若存在断面标注，则需与节点大样图进行对应，若节点大样图此处的做法为钢筋混凝土浇筑，即可判定此处存在二次结构造型。
11.优选的，所述创建bim土建专业模型具体为：进行建筑专业建模与结构专业建模，在已有模型基础上进行给排水专业、电气专业及暖通专业建模并进行bim机电安装管线综合排布。
12.优选的，所述根据项目特点创建施工区域的alc板墙bim参数族模型具体为：所述alc板墙bim参数族模型内嵌有平立面定位出图模型与墙板节点出图模型，通过alc墙板宽度、alc墙板厚度、alc墙板高度控制单块墙板尺寸，通过alc墙板平面出图规格标注、alc墙板立面出图规格标注对已经生成的单块墙板进行对应的规格信息添加。
13.优选的，所述基于bim参数族模型对bim土建专业模型进行拆分得到拆分模型具体为：墙板拐角处拼接、间距过小处生成构造柱以及门窗洞口处墙板拼接。
14.优选的，所述利用出图样板对拆分模型进行设计出图具体为：通过专属alc深化出图样板快速生成所需单体的平面深化图、立面深化图、剖面深化图以及固定节点定位图的专项图纸。
15.基于bim的外围护墙板设计系统，包括图纸采集和分析模块、模型构建模块、模型拆分模块以及出图模块，所述图纸采集和分析模块与模型构建模块数据连接，所述模型构建模块与模型拆分模块数据连接，模型拆分模块与出图模块数据连接。
16.优选的，所述图纸采集和分析模块用于：确定项目特点并校验建筑专业及结构专业图纸内容是否会产生碰撞问题，若经分析校验后的建筑专业及结构专业图纸内容不会产生碰撞问题则创建bim土建专业模型，否则进行图纸内容修改；所述模型构建模块用于：根据项目特点创建施工区域的alc板墙bim参数族模型；所述模型拆分模块用于：对alc板墙bim参数族模型进行拆分得到拆分模型；所述出图模块用于：利用出图样板对拆分模型进行设计出图。
17.对比现有技术，本发明的有益效果在于：1、通过本发明所涉及的基于bim技术的外围护墙板设计方法步骤，可以实现在建筑施工过程中，尤其在装配式钢结构建中采用三维方式进行深化出图设计，这与传统的二维方式相比，大大节省了制图、出图时间。
18.2、通过本发明针对revit中进行基础参数与进阶参数的构造，可以采用更为简洁明了的参数族对需要进行的出图工作进行简化，这就在节省制图、出图时间的同时也大大
提高了本领域技术人员的工作效率。
19.3、通过本发明所涉及的基于bim的外围护墙板设计系统，实现了各模块之间的相互协作，在实现出图的自动化过程的同时，也实现了出图过程中涉及到的参数等数据信息的实时联动，在保证制图、出图准确性的同时也提高了本领域技术人员的工作效率。
附图说明
20.图1是本发明的方法流程图。
21.图2是本发明的alc墙板bim参数族模型，其中，（a）为alc墙板立面模型，（b）为alc墙板立面模型参数表。
22.图3是本发明的墙板拐角处拼接规则第一种示意图。
23.图4是本发明的墙板拐角处拼接规则第二种示意图。
24.图5是本发明的间距过小处构造柱生成规则示意图。
25.图6是本发明的alc墙板深化设计图。
26.图7是本发明的系统结构示意图。
27.图8是本发明的系统自动化实现结构示意图。
28.图9是本发明的自动化拆板软件应用流程图。
29.图10是本发明的alc墙板类型示意图，其中，（c）为外挂alc墙板横向板，（d）为外挂alc墙板竖向板。
30.图11是本发明的自动化拆板软件数据参数示意图。
31.图12是本发明的自动化出图软件应用流程图。
32.图13是本发明的图纸导出设置参数示意图。
33.图3-6中所示标号为：1、alc墙板a；2、alc墙板b；3、alc墙板c；4、alc竖向板；5、alc横向板；6、混凝土构造柱；7、钢梁；8、钢柱。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
35.在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
36.本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
37.实施例1：基于bim的外围护墙板设计方法和系统如图1所示，在装配式钢结构建筑中，基于bim的外围护墙板设计方法包括以下步
骤：s1：确定项目特点并校验建筑专业及结构专业图纸内容是否会产生碰撞问题；s2：若经校验后的建筑专业及结构专业图纸内容不会产生碰撞问题则创建bim土建专业模型，否则进行图纸内容修改；s3：根据项目特点创建施工区域的alc板墙bim参数族模型；s4：基于bim参数族模型对bim土建专业模型进行拆分得到拆分模型；s5：利用出图样板对拆分模型进行设计出图。
38.步骤s1具体为：根据项目特点审核工程项目建筑专业及结构专业设计图纸内容，进而判断是否有错层、夹层以及二次结构造型等可能会产生碰撞的问题，其中，所述判断是否有错层、夹层具体步骤为：1、对目标层结构梁、板平面布置图（已有的cad图纸）进行图层线条处理，确保单一图层内的线条有且仅表示同一类型构件；2、将处理后图纸导入revit内，通过读取结构层高表及结构板标高计算结构板高差，对不同高差的楼板范围进行颜色填充。具体示例如：高差“0 mm”的结构板为“浅蓝色填充”、高差“1-100 mm”的结构板为“淡蓝色填充”、高差“101-500 mm”的结构板为“中蓝色填充”、高差“501-1500 mm”的结构板为“蓝色填充”、高差“1500mm以上”的结构板为“墨蓝色填充”；3、以颜色填充为依据进行判断，若目标层板存在“蓝色填充”即判断为本层结构板存在夹层，若目标层板存在“墨蓝色填充”即判断为本层结构板存在错层；所述判断是否有二次结构造型具体步骤为：1、通过结构专业图纸的目标层板结构平面图，分析结构框架外侧梁板处是否存在“造型一”、“女儿墙一”此类断面标注；2、如有“造型一”、“女儿墙一”此类断面标注，则需寻找对应的节点大样图，如节点大样图此处的做法为钢筋混凝土浇筑，即可判定此处存在二次结构造型。
39.步骤s2具体为：执行判断指令后若建筑专业及结构专业图纸内容不会产生碰撞问题则创建bim土建专业模型，否则进行图纸内容修改，进而避免因结构层高、错层等问题导致alc墙板深化设计数据错误的问题发生，所述创建bim土建专业模型即使用revit创建bim土建专业模型。
40.具体为：在已有模型基础上进行给排水专业、电气专业及暖通专业建模并进行bim机电安装管线综合排布，并于完成工程可行性施工审核后出具现场管线施工方案及洞口预留预埋定位图纸。
41.所述bim管线综合排布遵循以下要求：1、外径200mm以上的大型管道、400mm*200mm以上的高压桥架和母线优先布线；2、永久管线布线优先级高于临时管线；3、无压管道布线优先级高于有压管道；4、无压排水管线的布线优先级高于电气桥架高于有压水管；5、非金属管线的布线优先级高于金属管线；6、热水管道的布线优先级高于冷水管道高于消防水管；7、强、弱电管线布线时须分设。
42.步骤s3具体为：根据最终出图需要，alc墙板bim参数族模型内嵌平立面定位出图模型与墙板节点出图模型，通过alc墙板宽度、alc墙板厚度、alc墙板高度控制单块墙板尺寸，确保深化墙板模型生成后能够自动、批量读取构件规格信息及体积信息，通过alc墙板平面出图规格标注、alc墙板立面出图规格标注对已经生成的单块墙板进行对应的规格信息添加，在进行平立面出图时可自动生成各墙板的规格标注，此种操作模式极大地提升了深化设计师的工作效率。
43.以上过程可通过构建基础参数与进阶参数来实现，具体为：构建alc墙板参数族基础参数：软件功能自定义族建模时，通过对两条平行参照线进行赋值来参数控制两条平行线之间的间距。以此为基础，通过创建六条参照线并逐对进行赋值，创建alc墙板宽度、alc墙板厚度、alc墙板高度三个参数，即可控制所需alc墙板模型的长、宽、高三维数值。
44.构建alc墙板参数族进阶参数：即生成alc墙板平面出图规格标注参数及alc墙板立面出图规格标注参数，具体包括以下步骤：1、利用可见性设置功能并关联lac墙板宽度数值生成alc墙板平面出图规格标注参数，墙板深化出图时，可在楼层平面视图状态下，自动生成本层已拆分墙板的宽度标注；2、利用可见性设置功能并关联lac墙板宽度、高度数值生成alc墙板立面出图规格标注参数，墙板深化出图时，可在建筑立面视图状态下，可自动生成本层已拆分墙板的规格标注，所述规格的标注具体为墙板的宽度与高度。
45.如图2所示，其中（a）为alc墙板立面模型，其中标注600为条板宽度标识，单位为毫米，600*2400为条板规格标识，单位为毫米，（b）为alc墙板立面模型参数表，其中详细标注了基础参数中的alc墙板宽度、alc墙板厚度及alc墙板高度即为：条板宽度、条板厚度及条板高度，此外（b）中详细标注了进阶参数中的已拆分墙板的宽度标注和已拆分墙板的规格标注即为：条板宽度标识和跳板规格标识。
46.通过基础参数和进阶参数的设定，在保证准确率的同时也极大的提升了工作效率。
47.步骤s4具体为：根据设定alc墙板拆分规则对bim模型墙体进行拆分；其中拆分规则主要包含墙板拐角处拼接规则、间距过小处构造柱生成规则及门窗洞口处墙板拼接规则。
48.板墙拐角处拼接规则如公式（1）和（2）所示：l≥n*l（1）式中，l表示拐角处剩余距离，n表示标准alc墙板个数，l表示标准alc墙板长度。
49.如图3所示，alc排布通常为选取一个记住点后西东向西、自南向北排布，当在建筑拐角处，东西向剩余距离l为1200mm，则能够放置两块标准alc墙板l，标准条板l长度为600mm，则应先放置东西向alc墙板b，再放置南北向alc墙板a。l＜n*l（2）如图4所示，当在建筑拐角处，东西向剩余距离l400-600mm，无法放置标准alc墙板，则应放置南北向alc墙板a，再放置东西向alc墙板b。
50.其中，墙板拆分后剩余间距过小处构造柱生成规则如图5所示；如一面墙长2.5m，项目所需墙板a长度为0.6m，则在墙板排布完成后剩余2500 mm-(4x600) mm=100 mm,此
100mm则会在此面墙体的一侧生成为构造柱c以此保证结构的稳定；其中，如墙面存在门窗洞口，则在门窗洞口处墙板拼接规则为；优先生成标准规格墙板 (此处以墙板长度为600mm为标准规格) 后，剩余空间用非标准规格墙板填充，注意如剩余空间小于200则需与一块标准规格墙板共同计算并拆为两块非标准规格墙板。例如：两墙洞间距为1000 mm时，生成一块600 mm墙板与一块400 mm墙板；两墙洞间距为1400mm时，生成一块600 mm墙板与两块400 mm墙板。
51.步骤s5具体为：利用出图样板对拆分模型进行深化设计出图；通过专属alc深化出图样板能够快速生成所需单体的平面深化图如图6所示的立面深化图以及剖面深化图、固定节点定位图等专项图纸。
52.另外，根据拆分模型生成构件专属二维码并导出墙板工程量明细表如表1所示，其中：族具体可分为外挂alc竖向板和外挂alc横向板，规格分为长度为95mm-5050mm，高度为200mm-2040mm以及在工程量中个规格的墙板用量；在完成alc墙板深化设计后，通过明细表功能选取所需导出的构件规格信息即可自动生成alc墙板工程量明细表，利用bim软件所有构件均有一个专属id的特点，通过插件读取构件的id与构件的控制参数生成一个独属二维码。
53.表1 alc墙板工程量明细表
54.如图7所示，基于bim的外围护墙板设计系统，包括图纸采集和分析模块、模型构建模块、模型拆分模块以及出图模块，所述图纸采集和分析模块与模型构建模块数据连接，所述模型构建模块与模型拆分模块数据连接，模型拆分模块与出图模块数据连接，所述图纸采集和分析模块用于：确定项目特点并校验建筑专业及结构专业图纸内容是否会产生碰撞问题，若经分析校验后的建筑专业及结构专业图纸内容不会产生碰撞问题则创建bim土建专业模型，否则进行图纸内容修改；所述模型构建模块用于：根据项目特点创建施工区域的alc板墙bim参数族模型；所述模型拆分模块用于：对alc板墙bim参数族模型进行拆分得到拆分模型；所述出图模块用于：利用出图样板对拆分模型进行设计出图。
55.其中，图纸采集和分析模块主要采用以下步骤实现：1、对图纸进行采集工作；2、对原始图纸进行完整性检查，具体为：包括不同数据源的比对，需要比对图纸的数据量是否完整，以及有些图纸数据是否缺失；3、多余图纸数据的清洗的整理，主要涉及pandas、numpy等常用数据库和函数进行
数据清洗和整理。
56.将完成处理后的图纸数据通过复制、粘贴或者云端传输手段发送至模型构建模块，通过模型构建模块根据处理后的图纸数据利用revit进行模型构建。
57.将构建完成的模型以数据流的形式发送至模型拆分模块，通过对模型拆分得到基础参数与进阶参数。
58.最后对拆分后的基础参数与进阶参数进行打包并发送至出图模块，通过对出图模块最终进行深化设计出图。
59.以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，用来执行上述基于bim的外围护墙板设计方法中的任一步骤，而非是对本发明中所涉及的方法步骤的限制。
60.实施例2：基于bim的外围护墙板设计系统如图8所示，本实施例中具体涉及基于bim的外围护墙板设计系统中的模型拆分模块以及出图模块的具体实施过程。
61.其中：模型拆分模块中涉及自动化拆板软件的应用，其具体流程如图9所示，为：1、将revit所做的alc墙板参数族的基础参数、进阶参数与所需的自动化拆板软件进行关联；2、完成关联后，进行拆分规则编写；3、拆分规则录入完毕后，通过拆分命令，将revit模型内的“普通墙”自动拆分为多个“alc墙板族”。
62.在此拆分过程中，对自动化拆板软件的功能要求为：需具备可选的“alc墙板类型”，如：横向板、竖向板具体如图10中（c）、（d）所示；对自动化拆板软件的数据要求为：需提供alc墙板宽度、alc墙板厚度、alc墙板高度、alc墙板平面出图规格标注以及alc墙板立面出图规格标注，具体参数如图11所示。
63.另外，出图模块中涉及自动化出图软件的应用，其具体流程如图12所示，为：1、通过读取revit软件中的楼层平面内的建筑面层标高，逐层导出alc墙板深化建筑平面图；2、通过读取revit软件中的建筑立面信息，逐个导出alc墙板深化建筑立面图；3、通过读取revit软件中的建筑剖面信息，逐个导出alc墙板深化建筑剖面图；4、通过读取revit软件中的明细表或数量信息，导出alc墙板规格明细表以及alc墙板大样图。
64.应理解的是，在上述图纸导出之前，需先进行所要的导出设置，所述导出设置部分信息如图13所示。
65.所述导出设置主要对其中的层、线、填充图案、文字和字体进行导出设置，revit中的层属性与cad图纸中的图层属性进行关联；revit中线属性与cad图纸的线型属性进行关联；revit中的填充图案属性与cad图纸中的填充属性关联；revit中的文字和字体属性与cad图纸中的文字属性关联。
66.以revit“层
”‑“
停车场”为例：“类别
ꢀ‑ꢀ
停车场”包含“停车场范围线”、“机动车/非机动车停车区”、“停车位”构件；“图层
ꢀ‑ꢀ
c-prkg”即为三维模型导出为二维图纸后的“停车场”构件全部归纳于“c-prkg”图层；“颜色
ꢀ‑ꢀ
70”即为三维模型导出为二维图纸后的“c-prkg”图层线条颜色为编号70（编号采用索引颜色“255色”规则）。
67.以上示例仅为解释导出设置时revit参数与cad参数的对应关系，并不具备特殊性，其他参数设置参考此示例。