【BIMer】第八期 建立族文件的“常规方法”和“非常规方法”

本期推荐作者

作者 | 庞志宁

中交机电工程局有限公司北京技术中心BIM工程师

主要负责港口散料装卸码头工艺设计、轨道交通电扶梯/电梯/站台门/车辆段工艺等专业

设计管理、BIM研发中心建模及技术管理、依据相关国家标准及规范编撰

电扶梯/电梯/站台门专业机电设备的公司和集团技术标准等工作。

本期主题：建立族文件的“常规方法”和“非常规方法”

庞老师在上一期讲到在港口装卸码头机电系统BIM正向设计中如何先建立项目级或公司级的族库储备，如何进行族文件的编码工作，再者，族文件的模型精度在各个设计阶段的LOD模型精度要求，那么这一期咱们就建族的方法给大家进行一个系统的归纳和介绍。

首先，大家在接触BIM建族的时候常常会问到一个问题：“什么是族？什么是概念体量？这两者的区别在哪？”

“族”（Family）在revit建模里面属于一个非常重要的概念，revit软件设计是基于“族”来进行建模设计的，每一类“族”都具备同一类型的尺寸、形状、物理参数等信息，但同一类族的参数信息里面数值可能会不一样。但只要修改这些信息参数，那就会呈现出“大同小异”的形状。

“体量”一词是从建筑专业引进来的，之前“体量”一词是用来形容建筑的规模大小，在revit中，体量提供了大量的曲面处理功能，能让设计人员根据要求绘制出复杂异形曲面，也可以通过第三方绘图软件所绘制的模型进行导入。

通俗地讲，“族”就是把一些特征大同小异的模型做成一个模板后去解决大量重复性工作的方法，“体量”建模相对而言，就比较自由灵活。

那么，在这里，庞老师将建立族文件的方法划分为两大类，第一类是目前在BIM行业内非常常用的族文件建立的方法，例如系统族、标准构件族、内建族；第二类是通过第三方建模软件导入、或者通过扫描仪扫描实体、或者是直接从现成的照片中直接攫取出来进行后续加工处理建模。

一、常规方法

 通常地，族可分为“系统族”、“标准构件族”、“内建族”。

（1）.系统族

“系统族”顾名思义就是revit软件自带的族文件，不需要加载而是和系统“与生俱来的”族文件，例如“梁、柱、板、墙、屋顶、扶手”等等这些族文件，这些族文件可以直接在选项卡面板里面直接选择相应的功能按钮，直接在绘图区域直接绘制，然后根据尺寸规格的大小、标高以及所在轴号的相应位置进行绘制，其材质和物理特性可以直接在编辑属性中进行修改。

结合港口装卸码头机电系统项目而言，可以通过系统族进行建立的模型如下：

1.1钢结构机房（梁、柱、板、墙、窗、门、楼梯、屋顶、基础等）

1.2钢结构栈桥（梁、柱、板、扶手、门、楼梯、屋顶、基础等）

1.3变电所（梁、柱、板、墙、窗、门、楼梯、屋顶、基础等）

1.4筒仓（梁、柱、板、墙、基础等）

1.5控制室（梁、柱、板、墙、窗、门、楼梯、屋顶、基础等）

1.6办公大楼（梁、柱、板、墙、窗、门、楼梯、屋顶、基础等）

1.7临时房建（梁、柱、板、墙、窗、门、楼梯、屋顶、基础等）

1.8港区公路（梁、板、墙、基础等）

……

通过系统族建立后建构筑物的外形尺寸基本上已经具备，再进行细节上的修整，那基本上就可以基于这个LOD200~300的建构筑物模型基础上布置设备和敷设机电管线了。（如果要统计钢结构工程量，则需将每一个钢构件、螺栓组、节点板进行细画，目前revit2018以上更高版本均含钢结构连接处理功能，详见“结构选项卡里面的连接功能”，再者，钢结构专业采用Tekla软件建模可谓是由来已久，读者亦可将钢结构模型按要求建好后再导入到revit当中。）

b.标准构件族

“标准构件族”更多地突出“标准”二字，在默认模式下，标准构件存储于标准构件库里面，它们有自己的一套有规则、有系列、有型谱的模型特征，并且revit软件将标准构件族按照专业、类别进行分类。通过在族文件里面编辑状态下，可以通过族类型编辑器并根据所需要求对族文件模型进行修改；也可以直接载入到相应的项目模板中，在族文件的“编辑类型”里面对模型特征和属性进行修改。例如在设备中的螺栓族，螺栓族一般在绘制的时候是基于面放置的，我们要控制螺栓族的外形尺寸通常在编辑类型中直接修改即可，例如：螺栓外径、内径、螺栓有效长度、螺母尺寸、螺栓材质等。

特别强调一点的是，在画机电管线之前，先要将项目样板中的“规程”定好，然后设定你所要画的管线所属的“系统类型”（比如给水系统、排水系统、污水系统等），然后再设定“系统类型”下面的“管道类型”（比如市政给水管、生活给水管、生活污水管等），有一些标准构件族如果在载入后发现仍旧无法按照自己要求进行绘制，那么则需检查所要绘制的构件是否超出类型默认尺寸的规定范围。例如在机电项目样板中利用系统选项卡中的“管道”来绘制桥架时，发现所要画的桥架尺寸超出了范围，则可直接在“属性面板→编辑类型→布管系统布置（编辑） →“管段和尺寸”中新建一个管道尺寸再进行绘制。绘制机电管线必须明确起始端和终端设备的接线口位置，这样在后续的制作电缆清册表的时候让明细表自动识别并统计。

c.内建族

内建族是基于标准的族文件样板进行建立的， 这些族文件模板有些是基于面、有些是基于墙、有些是基于管道和桥架。选择相应的族文件模板以后，可以通过拉伸、融合、旋转、放样、放样融合等功能进行建模。族文件样板里面没有轴网和标高进行定位，全部是依靠参照平面进行定位。

以DTII(A)带式输送机的“托辊组”族为例，托辊组包括中间辊、边辊、中支柱、边支柱、横担、垫板等部件，建模时先将中间辊和边辊的轴线所在平面画好，并将轴线和平面锁死，这样当平面角度（例如边辊槽角）发生改变时，部件也会随着平面角度的改变而改变。辊子模型可以通过“旋转”命令进行绘制，其他的像边支柱、横担等部件可以通过“拉伸”命令进行绘制并与相应平面进行锁定。绘制完模型后再通过尺寸标注对模型的参数进行设定，例如托辊组的参数可根据《DTII(A)型带式输送机设计手册》中的型谱表里的主要参数进行设定，将其制作成参数化族文件，可以避免在港口输送机电系统建模时重复性的工作。

（2）非常规方法

“非常规”建族方法可分为“第三方软件建模导入建模”、“扫描实物后处理建模”、“照片处理导出建模”等。

a.第三方软件建模导入；

建族还可将模型在第三方软件（如proe、inventor、sketchup、3DMAX、犀牛）建好后保存成sat或skp格式后再导入族文件模板中， 这样就可以制作成一个不可以修改参数而且没有数据信息的“死族”，我们在这个基础上根据实际项目的要求将具体的族类型信息赋予模型，这样一来，“死族”就会具备设备技术参数信息，显得“有血有肉”了。举个例子，驱动装置模型在第三方软件中建好后导入到revit族文件模板中，我们再将驱动装置的电机、液力耦合器、制动器、减速机、联轴器、逆止器等设备的技术参数、设备厂商名称、价格、出厂日期、安装日期等信息赋予模型，这样在后续的设计阶段或者施工安装阶段可以根据需要在族类型参数中逐步完善。

b.扫描实物后处理建模；

目前三维扫描仪具有多模式扫描、便携、扫描速度快、精度高（目前扫描精度可达0.01～0.03mm（视不同机型），测量精度可达±0.05mm/4m以内）等特点，这一类技术最早出现在机械加工制造行业，俗称“测绘”，（在这里，庞老师打断一下讲一个小插曲，当年国内某汽车制造商为了学习苏联和德国的技术去制造一辆轿车，出于自身技术局限问题，只能从国外购买来一辆车，然后拆开，通过“测绘”的方式将那些制造不出来的零部件进行扫描，然后生成三维模型）。

目前，扫描技术也被应用于轨道交通、桥梁、公路等工程领域中，通过全站扫描仪或者扫描小车、无人机进行扫描后得到激光点云模型，然后再从点云处理软件中设定好标志点并进行拼接，然后对点云模型进行噪声处理，对噪音点进行修剪、剔除， 点云数据格式一般为ASC、STL、PLY等,三维彩色数据格式为VRML（X、Y、Z、R、G、B）等格式，可直接与Surfacer、imageware、UG、CATIA、Geomagic、Pro/E、MasterCAM 等软件进行数据交换。经过格式转换，再导入到revit族文件样板中。

c照片处理并导出建模

   照片建模是直接通过对实物进行连续多角度拍照后，将照片用相应的软件进行处理合成，从而得到三维模型，这种方法多用于全景展示，但用在建立三维模型族文件也同样适用，例如我们要做一个橘子的模型，如果采用画三维图建模的方式去绘制可能绘制的效果未必那么逼真形象，那么这时候我们可以采用照片建模的方法，把橘子的上、下、左、右、前、后各个角度进行拍照，然后再经过第三方软件进行拼接，这样，就可以得到一个橘子的三维模型，我们再将其导入到族文件样板中，这样就就可以建立一个“橘子”族文件了。

 

   小结：以上是总结和归纳的族文件建立的几种方法，“族”在revit建模中属于一个重点内容，打个比方，revit建模采用的是一种“搭积木”的建模思想，每一个“族”都属于项目沙盘中的一个积木，没有“积木”的储备，如果光凭临阵磨枪，那必然会耗费大量的 时间、人力去一边建族、一边建模，那久而久之，建模也就变成一件索然无味而且低效率的事情了！

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