论文题目：基于BIM技术的建筑给排水参数化建模及二次开发应用研究
摘要：随着信息技术的飞速发展,BIM技术以其可视化、可模拟性和高度信息化集成的优点在建筑工程（（Architecture,Engineering＆Construction,AEC））领域获得了长足的发展,但建筑信息模型（Building Information Model,BIM）技术在国内起步较晚,总体而言BIM的发展仍处于初步阶段,还存在许多有待探索的问题。近些年来,建筑给排水工程的系统类型和管道种类越来越多,变化因素越来越不可控,传统的二维平面设计的方式在建筑给排水工程设计中的表现不能尽如人意,尤其是在面对管线交叉、设备安装等问题时。而BIM技术因其三维可视化、高度信息化和信息传递共享性等特点,特别适用于解决建筑给排水实际工程中遇到的问题。然而由于AEC项目的复杂性以及各设计单位的出图标准的差异性,Revit等BIM软件自带的功能并不能满足所有设计人员的需求,所以需要设计人员基于实际工程项目的需求结合相关软件二次开发技术进行功能开发。本文从BIM技术出发,针对建筑给排水工程设计中的实际问题,提出管线碰撞、喷头选型等优化策略,并建立BIM模型向GIS模型的转换方法,基于Revit软件平台,自主开发出消防喷头自动连接和管线自动优化插件,实现消防喷头的自动连接、管道精确的自动优化。本文主要内容是:（1）分析国内外BIM技术应用及BIM二次开发研究发展现状,对Revit软件及其二次开发功能进行深度阐述。（2）针对Revit软件自带族库使得给排水相关族库不足的问题,研究给排水相关构件的功能及外形特点,建立自主构建给排水相关族库的方法,并基于实际工程项目构建全专业的建筑信息模型,并对模型进行管线碰撞、火灾模拟、材料设备统计和设备安装模拟等分析。（3）提出模型优化和提升建模工作效率的方法,对Revit二次开发技术进行重点分析,研究消防喷头和短立管的布置规律,基于管道避让原则,探索管道自动避让的程序算法,分析Revit软件自动统计和住宅建筑给水当量计算方式,开发了管道自动优化等功能插件。对BIM数据格式和GIS数据格式的特点差异进行探究,寻求两种数据格式的模型转换的方法。（4）以李门楼小区1#楼等模型测试插件和模型转换的适用性和稳定性,结果表明本文提出的方法开发的插件能够实现消防喷头的自动连接、管道精确的自动优化、给水当量的自动统计,模型转换的方法是科学可行的,本文开发的插件极大地提高了设计人员的工作效率,弥补了相关商业插件的不足,丰富了模型优化的方式,具有一定的工程实用性。
关键词：建筑给排水;BIM;二次开发;碰撞检测;管道优化;模型转换
学科专业：市政工程
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 BIM技术国外应用发展现状
1.2.2 BIM技术国内应用发展现状
1.2.3 BIM二次开发现状
1.2.4 BIM 二次开发国外研究
1.2.5 BIM 二次开发国内研究
1.3 本文的研究工作及技术路线
第二章 BIM二次开发介绍
2.1 BIM技术的特点
2.2 BIM技术在建筑全生命周期的应用
2.3 Revit软件概述
2.3.1 Revit软件分析
2.3.2 Revit数据格式
2.3.3 Revit元素
2.3.4 Revit族
2.4 Revit 二次开发概述
2.4.1 Revit API
2.4.2 Revit二次开发流程
2.4.3 外部命令(IExternal Command)
2.4.4 外部应用(IExternal Application)
2.5 IFC标准研究
2.6 本章小结
第三章 基于Revit软件的工程应用与分析
3.1 建筑给排水族库建设
3.1.1 阀门族的构建
3.1.2 水箱族的构建
3.1.3 化粪池族的构建
3.1.4 盖板排水沟族的构建
3.1.5 建筑给排水其他族
3.2 基于Revit的全专业建模
3.2.1 项目概况及项目文件参数设置
3.2.2 建筑模型构建
3.2.3 结构模型的构建
3.2.4 给排水模型的构建
3.2.5 施工场地模拟
3.3 BIM功能应用与分析
3.3.1 管道碰撞检测
3.3.2 管线优化
3.3.3 管线综合
3.3.4 材料明细表
3.3.5 设备安装模拟
3.3.6 自动喷水灭火系统消防模拟
3.4 Revit模型问题及解决策略
3.4.1 自动喷水灭火系统的建模效率
3.4.2 管道的自动调整优化
3.4.3 住宅建筑给水当量统计
3.4.4 BIM模型转换
3.5 本章小结
第四章 基于Revit的建筑给排水插件二次开发与分析
4.1 消防喷头一键连接插件开发与研究
4.1.1 插件主要开发流程分析
4.1.2 元素过滤
4.1.3 短立管的布置
4.1.4 消防喷头的布置
4.1.5 实验与分析
4.2 管线自动优化插件开发与分析
4.2.1 插件主体程序分析
4.2.2 管线避让原则
4.2.3 避让管道过滤
4.2.4 管道自动避让原理
4.2.5 效果预览插件
4.2.6 插件主要函数
4.2.7 实验与分析
4.3 基于Revit的住宅建筑给水立管当量统计插件开发
4.3.1 给水当量自动统计插件程序分析
4.3.2 卫浴装置当量
4.3.3 实验与分析
4.4 模型转换
4.4.1 几何转换
4.4.2 坐标转换
4.4.3 几何重构
4.4.4 语义映射与过滤
4.4.5 实验分析
4.5 本章小结
第五章 结论和展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间的主要科研成果