謝敏立 尚昳冰 付瑤

1.遼寧石油化工大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，遼寧 撫順 113001

2.遼寧石油化工大學(xué)體育學(xué)院，遼寧 撫順 113001

近幾年，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)在建筑行業(yè)掀起新的一波革新浪潮，為人類的生活與工作提供別樣的便利，也真正實現(xiàn)了它存在的價值。目前，BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)涉及的范圍極廣，從項目建設(shè)初期的設(shè)計到施工模擬直至運營維護管理等，都能發(fā)揮BIM 的智能功效。為了順應(yīng)市場的發(fā)展，高等教育也應(yīng)隨之而變，因此，BIM 相關(guān)軟件的教學(xué)必不可少。

但是，迄今為止，仍然還是有許多建筑設(shè)計者在用傳統(tǒng)的CAD（也叫AutoCAD）等軟件來進行圖紙設(shè)計。然而簡單的二維圖形會使投標方和施工方都難以領(lǐng)會設(shè)計方的切實想法，而且在設(shè)計初期也不能看到最后的竣工效果，這就不便于在項目的中期階段對方案進行實時優(yōu)化，更不便于施工人員相互溝通與協(xié)助。因此，建筑業(yè)要想邁上一條系統(tǒng)的、高效的、合理的發(fā)展道路，則必須引入多維可視化軟件，相關(guān)的高校教育也應(yīng)隨之有所改變。

BIM 技術(shù)能夠?qū)㈨椖拷ㄔO(shè)過程中的相關(guān)信息進行具體的整合，并且應(yīng)用到建筑相關(guān)領(lǐng)域以及項目建設(shè)的全生命周期的各個階段。目前，BIM 技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。Autodesk Revit（后簡稱Revit）是美國Autodesk公司基于BIM 技術(shù)而開發(fā)的一種三維設(shè)計軟件，該軟件通過共享項目參數(shù)將模型內(nèi)部的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，使項目信息互通互融，得到更精確的結(jié)果。2004 年，Autodesk 公司在中國推出了Autodesk Revit 的簡體中文版，而CAD 則是早在20 世紀90 年代就入駐中國，而且目前國內(nèi)的多數(shù)設(shè)計人員仍在使用的繪圖軟件。CAD 無論是建筑制圖還是機械制圖都是二維模型，而Revit 是一種三維建模軟件。運用CAD 進行畫圖輔助并將其與Revit 的三維建模結(jié)合必將成為建筑領(lǐng)域的新的發(fā)展方向。因此，目前，高校相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)方式也正在積極地朝著這一方向改革。然而，想要更好地在教學(xué)中將兩者結(jié)合起來取長補短，應(yīng)先了解它們各自的特點，才能充分發(fā)揮它們各自的作用。

一、Revit與CAD的區(qū)別

（一）繪圖原理與意義

Revit軟件具備建筑信息屬性、聯(lián)動直接生成剖面等新功能。Revit 用戶在使用過程中可以通過更改族的詳細參數(shù)化的屬性，進而對建筑構(gòu)件的尺寸大小、外形特征等細節(jié)進行有針對性的特色設(shè)計來體現(xiàn)自己的設(shè)計理念。他們在繪圖過程中可以根據(jù)標示尺寸來對建筑構(gòu)件進行設(shè)計修改，也可以根據(jù)位置參數(shù)來控制建筑構(gòu)件的具體位置?？傊琑evit軟件的建模方式就是通過參數(shù)化構(gòu)件族來完成的，而且在Revit 軟件中沒有“層”的概念。如上所述，建模者在運用該軟件時應(yīng)按照族的分類對實際的對象進行管理，這種方式使構(gòu)件更加真實、方便。例如，在建模時，設(shè)計者可以對族的各種基本信息進行標注，包括尺寸大小、材質(zhì)等參數(shù)。所以在Revit中建模就是進行參數(shù)化設(shè)計，可以對不同的構(gòu)件設(shè)置不同的參數(shù)，最后將其組合到一起。目前，該軟件主要用于建設(shè)類模型的設(shè)計，包括建筑模型以及結(jié)構(gòu)模型等。如果軟件之中沒有族，設(shè)計者可以通過載入內(nèi)建模型或者利用復(fù)制等命令構(gòu)造所需要的族。

CAD 軟件則是通過應(yīng)用分層的基本原理來構(gòu)圖，但其管理的層次范圍有限。設(shè)計者在繪制圖形時使用線條管理，通過控制每個圖層的線條的相對坐標位置，同時根據(jù)例圖相應(yīng)的文字注釋來表示模型的尺寸、特征等信息。用戶在繪圖過程中可以使用坐標或者相對坐標對所畫模型進行具體定位。因此，CAD 的數(shù)據(jù)庫是為線條的管理而設(shè)定的。而在設(shè)計方式上，CAD 中的模型則是一筆一筆勾勒出來的，模型最終的構(gòu)件形狀是用線條來表達的，所以在繪制一些特殊的構(gòu)件時會導(dǎo)致表達的信息不夠準確。由于Revit 軟件還沒得到大量推廣，因此，CAD 的應(yīng)用相對來說還是主流，其應(yīng)用領(lǐng)域包括建筑土木、機械制造、航空航天等專業(yè)領(lǐng)域。

（二）用Revit與CAD繪圖時的視角選擇

使用Revit 建模時，可以采用三維立體和多個視角相結(jié)合的繪圖方法在平面、剖面、立面以及三維視圖中進行多方位設(shè)計。同時，設(shè)計者在修改構(gòu)件模型時也可以在平面、剖面、立面以及三維視圖中挑選出最清晰、最容易的角度去修改。此外，由于是多角度的視圖化建模，因此，設(shè)計者可以隨時觀察三維效果，然后根據(jù)觀察效果來修改以落實最優(yōu)的設(shè)計理念。這樣就可以很方便地滿足設(shè)計者的需求。對設(shè)計者來說，Revit的可視化虛擬操作功能比CAD 強大。使用Revit進行建模就如同堆積木，可以利用Revit 軟件進行參數(shù)化構(gòu)建族，進而對建筑物進行繪制。

CAD 的繪圖方式是利用線條進行繪制，通過二維平面圖來表達設(shè)計思路，對CAD的精確性要求也相對比較高，每個線條需要準確地表達，而且模型繪制效果也不容易快速查看，它需要設(shè)計者有超強的思維能力與空間理解能力。使用CAD 繪圖時，對于復(fù)雜的模型需要保持清晰的思路，因為在CAD 繪圖過程中很難二次修改模型。

（三）用Revit與CAD繪制的模型的信息承載方法

Revit軟件在進行建模時以三維信息為基礎(chǔ)，同時將項目施工過程中的各種構(gòu)件信息準確地載入到具體模型中，包括幾何尺寸信息、材料性質(zhì)等。下面以一根混凝土矩形柱為例來說明具體的信息承載方式。在Revit軟件中，設(shè)計者在建模初期可以利用注釋族將尺寸大小、材質(zhì)等具體信息載入到模型中。在施工過程中，設(shè)計者可以載入施工數(shù)據(jù)、施工監(jiān)理人員的信息以及生產(chǎn)廠家的名稱等，以使信息透明化。Revit軟件通過共享項目參數(shù)把所有各方信息整合到一起，使模型的信息更加清晰具體，且后期的使用也很方便。如果該混凝土矩形柱的信息載入錯誤或發(fā)生變化，無論在哪個視圖下改正模型的信息，都會在所有視圖中進行數(shù)據(jù)更新。對CAD來說，該功能大大減少了工作量，同時提高了相關(guān)方的工作效率。

而在CAD 中繪制一個混凝土矩形柱是一個非常復(fù)雜的過程，具體可以分為以下三個步驟：在繪制初期，需要將柱的尺寸等參數(shù)在設(shè)計圖例中進行表達；然后用結(jié)構(gòu)施工圖紙表達柱的截面信息；接下來在相對應(yīng)的樓層表中表達柱的高度。在后期運營維護管理的過程中，如果需要了解該混凝土矩形柱的相關(guān)信息，就需要對大量的施工單據(jù)進行查閱。同理，在CAD中進行單一數(shù)據(jù)的修改時，則需要設(shè)計者對多個圖層的數(shù)據(jù)進行逐一檢查，確保數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和準確性。這就增加了相關(guān)方使用者的工作量。

（四）用Revit與CAD對特殊構(gòu)件的繪制

用Revit 軟件進行復(fù)雜構(gòu)件的繪制時，則需要應(yīng)用對應(yīng)的設(shè)計體量進行建模。設(shè)計者可以用Revit 軟件設(shè)計出各種復(fù)雜且具有創(chuàng)新性的構(gòu)件。在體量設(shè)計模式化過程中，設(shè)計者以三維基礎(chǔ)來控制參照平面、標高，同時結(jié)合放樣、拉伸、輪廓、放樣融合等命令創(chuàng)建復(fù)雜的三維構(gòu)件，最后對參數(shù)進行編輯。

由于用CAD 軟件繪制模型是利用二維線條的方法來進行，因此它對復(fù)雜構(gòu)件的繪制就相對比較煩瑣且困難。

綜上所述，教師在教學(xué)中通過CAD繪制的各個圖形之間沒有形象的關(guān)聯(lián)，其圖形效果與用Revit 軟件繪制的相比顯得比較復(fù)雜，因此，學(xué)生吸收相關(guān)知識點的難度也相對大些。

二、Revit與CAD的教學(xué)關(guān)聯(lián)與常見問題

（一）Revit與CAD關(guān)聯(lián)后的數(shù)據(jù)傳遞

在使用Revit 軟件的過程中，可以在導(dǎo)入CAD 圖紙的基礎(chǔ)上進行快速建模即“描圖”。這種辦法很好地將傳統(tǒng)的CAD 圖紙與Revit 進行關(guān)聯(lián)，使其能在Revit 中變成立體化模型。在教學(xué)過程中，將CAD 圖紙導(dǎo)入Revit中有兩種常用的辦法：一是通過外部鏈接導(dǎo)入的辦法；二是普通導(dǎo)入法，相當于將CAD 的施工圖紙作為參照物。使用第一種方法導(dǎo)入時，如果修改CAD 圖紙的圖形，與Revit 鏈接的圖紙中相應(yīng)的圖形會隨之改變。但是第二種導(dǎo)入法會使CAD 圖紙完全等同于Revit模型中的一個普通單元，然后與之前的CAD圖紙不再有任何聯(lián)系，修改圖紙時，導(dǎo)入Revit 中的圖紙就不再改變。從學(xué)生反饋來看，外部鏈接的辦法更簡易，體驗性更好，可以使CAD 圖紙與Revit軟件保持互通。然而對于比較復(fù)雜多樣化的CAD圖紙，如裝飾圖紙、暖通圖紙等，它們都是利用圖紙的具體模型，這種情況一般宜使用普通導(dǎo)入法導(dǎo)入。因此，簡單的CAD施工圖紙宜采用外部鏈接導(dǎo)入的辦法，而普通導(dǎo)入法則更適用于復(fù)雜的施工圖紙。

（二）Revit與CAD實行教學(xué)關(guān)聯(lián)后常見的問題

Revit 與CAD 關(guān)聯(lián)，為教學(xué)者開辟了一條嶄新、便捷的制圖教學(xué)道路，但在使用的過程中，筆者也遇到了各種問題，下面筆者就常見問題進行以下總結(jié)。

1.導(dǎo)入的CAD圖紙中的模型在Revit視圖中不可見

把CAD 圖紙導(dǎo)入Revit 的過程中，軟件界面有時會出現(xiàn)“導(dǎo)入的幾何圖形將在使用當前設(shè)置的視圖不可見”的警示標志。出現(xiàn)這種常見問題，一般是因為CAD圖紙文件使用面積過大，導(dǎo)入之后的圖紙超過了Revit項目模型的范圍。為避免此現(xiàn)象的出現(xiàn)，處理CAD圖紙的原始文件時，應(yīng)該事先將圖紙中不用的圖形以及多余的圖形刪去，以保證能順利導(dǎo)入。

2.CAD圖紙中的模型與Revit所建模型不共面

由于較復(fù)雜的CAD 圖紙中包含有大量的參數(shù)文檔信息，因此，當把CAD圖紙導(dǎo)入Revit中就會出現(xiàn)CAD圖紙中的模型與Revit 所建模型不共面的情況，包括線條出現(xiàn)高低錯位以及多次重疊等現(xiàn)象。以CAD 裝飾施工圖紙為例，將不同的學(xué)生繪制的模型整合到Revit 時，原始文件遺留的錯誤會在新的圖紙中出現(xiàn)。例如，用CAD繪制模型，如果捕捉線條時出現(xiàn)錯誤，會導(dǎo)致模型的長度、尺寸等參數(shù)不正確，導(dǎo)入Revit 時就會出現(xiàn)不共面的問題。常用的解決辦法是在CAD 繪圖的過程中，用CAD 的“change”命令選擇需要修改的標高，然后使用P特性再選擇標高并將標高值改為零，這樣就可以解決不共面的問題。如果通過上述操作此問題仍未得到解決，則可能是所使用的圖紙被凍結(jié)，需通過圖層管理進行解凍。

3.導(dǎo)入的CAD 圖紙中的軸網(wǎng)不能與Revit 模型的軸網(wǎng)對齊

在導(dǎo)入操作中最常見的問題是導(dǎo)入的CAD 圖紙中的軸網(wǎng)不能與Revit 模型的軸網(wǎng)對齊，最簡單的解決辦法就是使用Revit 中的“對齊”命令使兩個圖紙的軸網(wǎng)對齊。若Revit 中的“對齊”命令出現(xiàn)無效的情況，可能是由于CAD圖紙中存在填充的圖案，影響了最終的位置定位。遇到此種情況，可以嘗試先將CAD圖紙中的填充圖案刪除。如果做了刪除處理之后填充圖案仍然存在，則說明文檔中的填充圖案未完全清除，因此需要嘗試將這塊圖層進行全部分解。

綜上所述，Revit 與CAD 不會完全互相排斥，它們在某些方面是可以相互輔助、相互補充的。因此，在高校相關(guān)專業(yè)教學(xué)中，更應(yīng)在原有CAD軟件教育教學(xué)的基礎(chǔ)上引進Revit 軟件，更新教育教學(xué)手段，使學(xué)生更符合社會發(fā)展需求。

三、Revit在高校的發(fā)展趨勢

從目前的發(fā)展趨勢來看，在未來的建筑領(lǐng)域中，三維立體化設(shè)計將取代二維平面設(shè)計進而成為新的操作模式。隨著BIM 理念的提出，三維世界未來將會成為設(shè)計者們進行設(shè)計創(chuàng)新的空間，可以從多角度多領(lǐng)域去觀察模型的結(jié)構(gòu)。因此，高校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)，在CAD 的基礎(chǔ)上引入Revit，勢在必行。使用Revit 軟件設(shè)計出的模型可以應(yīng)用到設(shè)計、施工、運營維護等各個階段以及涵蓋建筑、結(jié)構(gòu)、機電與暖通等專業(yè)的三維一體化構(gòu)件模型上。除此之外，隨著該軟件功能的進一步拓展，可以隨之覆蓋到除建筑之外的機械、車輛、航空航天等各大專業(yè)領(lǐng)域，這就意味著高校相關(guān)專業(yè)引入Revit 軟件教育教學(xué)的必然性，其應(yīng)用前景十分廣闊。Revit 軟件的設(shè)計理念是基于二維的改革與創(chuàng)新，同時借助于二維的CAD 圖紙來建模，它的出現(xiàn)給建筑等相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)前所未有的突破提供助力，也為高校相關(guān)教育注入了新的力量。

四、結(jié)語

BIM 技術(shù)雖然是一門新興的技術(shù)，但是其發(fā)展的速度已經(jīng)超出了人們的想象，而且它的出現(xiàn)引發(fā)了工程領(lǐng)域的第二次信息革命。BIM 技術(shù)可以認為不僅是一門技術(shù)，更是一種具有現(xiàn)實意義的信息化模型。它讓傳統(tǒng)的線條轉(zhuǎn)化成為三維立體模型，而且還把單一的工種變成了多工種協(xié)調(diào)工作，助力于將設(shè)計出的同一模型應(yīng)用到整個施工階段。事實上，BIM 技術(shù)不僅可以應(yīng)用到設(shè)計而且可以應(yīng)用到施工、運營維護等階段。目前，Revit軟件的建模水平仍然處于初始階段，高校相關(guān)教學(xué)還處于試用階段。但是，隨著BIM 技術(shù)的快速發(fā)展、軟件功能的逐步成熟以及使用環(huán)境的進一步完善，Revit也會在高校相關(guān)專業(yè)教學(xué)中挑起大梁，在建筑以及相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用與推廣，得到更多教師和學(xué)生的認識、認可，同時助力于教師的教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的有效開展。