建筑协同设计的模型视图管理应用研究

作者:周成;邓雪原 刊名:图学学报 上传者:赵钢

【摘要】建筑设计活动涉及多专业协同以及大量信息的共享与交换,而模型视图信息是这些信息的重要部分。模型视图管理是建筑协同设计的关键技术之一,是协调多专业信息交换与共享的重要问题。据此,论文研究了基于图层和基于对象的视图管理技术特点,并结合建筑设计阶段协同设计的特点,提出了二维建筑CAD协同设计的视图管理实施方法和基于三维模型的协同设计的视图管理实施方法;基于上述方法分别在AutoCAD和Revit的软件平台实施了协同设计模型视图管理的方法。

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建筑设计阶段是建筑活动承前启后的一环,是多专业设计人员共同参与完成的工作,主要任务是完成设计图纸与文档,CAD技术是辅助工程图绘制与输出的重要手段。与手工绘图相比,建筑CAD设计使建筑设计的几何信息表达更为准确,并能有效控制图纸打印的效果。二维CAD图形通常由大量的点、线、面等几何元素和灰度、颜色、线型、线宽等非几何属性组成。如何管理CAD图形中所包含的大量信息是设计效率与质量的重要影响因素。CAD图形信息管理技术应用最为广泛的是图层。图层的应用水平直接影响到模型视图的管理,影响到视图信息的共享与交换以及工程图输出。图层标准化对于建筑CAD应用的重要性不言而喻,是国内外学者研究的重点[1-2],并且已有出版的国际和国家图层标准[3-4]。而基于图层标准的模型视图管理的标准化研究还很缺乏。在二维CAD建筑设计技术推广应用的同时,更为高级的三维数字化建筑设计的研究也在进行。建筑信息模型(BuildingInformationModeling,简称BIM)概念于2002年提出,近年来受到建筑行业广泛的关注和研究。而对BIM的研究最早开始于1970年,主要研究者是当时任职于卡耐基梅隆大学的ChuckEastman[5]。BIM旨在促进建筑生命期信息的共享与转换,在建筑设计阶段主要以三维模型表达设计信息。BIM模型基于参数化对象生成,包含大量属性与规则,使模型的表达具有智能性[6]。基于BIM的三维模型支持平、立、剖等视图的自动生成,各类视图能保持一致性与自动更新特性。模型视图管理对于设计成果表达的准确性及可读性有重要意义,然而却少有视图模型管理的研究文献。建筑设计工程图纸通常是多专业多人共同设计分专业表达,各专业表达的内容都是整个建筑工程项目信息的一部分。在设计过程中各专业需要从其它专业获取本专业设计所需的视图信息。例如结构专业需要共享建筑专业的部分视图信息轴线和门、窗、墙的定位等。建筑协同设计是解决各专业信息共享与交换的有效手段,它是指在计算机技术支持的网络环境中,建筑设计团队通过信息共享、转换和相互协同机制,有序地完成建筑设计任务[7-9]。协同设计要求多个部门多个专业共享他人的设计图形或者模型。一方面,建筑协同设计正在成为建筑设计领域新的工作模式,并能有效提升设计效率与质量。视图管理标准化有助于提高视图信息的易读性,从而使视图信息的共享与转换更加流畅。目前,大多数建筑设计企业缺乏严格统一的图层标准,更缺乏视图的显示管理标准,设计人员按照个人习惯设置图形的显示与分类。这就导致专业间视图信息经过共享后信息获取方很难直接得到所需要的图形信息,为后续设计带来不便。另一方面,基于BIM的建筑设计的实践还比较缺乏,但应用前景很广阔。虽然BIM建筑设计基于三维模型作信息表达,但二维视图与图纸仍是设计的主要部分,也是跨专业共享与交换的主要信息。目前对于BIM的研究很多,但很少有针对建筑协同设计阶段的模型视图管理。集成数据系统的多视图建模提供了专业间信息转换的方案[10],但缺乏实用性。为了解决我国建筑设计企业协同设计难以推进的困境,上海交通大学和上海现代建筑设计集团合作承担了“十一五”国家科技支撑计划子课题建筑协同设计关键技术研究,对建筑协同设计过程中的CAD专业标准、模型视图管理标准等作了深入的研究。本文将对建筑协同设计过程中二维、三维模型视图管理应用作具体分析。1模型视图管理的技术特点根据模型视图创建的方法,模型视图可分为两类:(1)二维CAD软件以点、线、面等基本几何对象创建的二维模型视图;(2)三维模型软件基于对象创建的模型生成的各类视图(平面、立面、剖面

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