一种基于CAD的BIM设计方法与流程

一种基于cad的bim设计方法
技术领域
1.本发明属于建筑设计技术领域，尤其是涉及一种基于cad的bim设计方法。


背景技术：

2.现阶段，建筑工程设计图纸都是多设计条线分别基于cad绘制的二维图纸，但实际的工程项目都是三维的状态，只是二维状态的建筑设计图纸无法完美呈现出准确的设计状态，就导致存在很多设计错误无法在设计的时候被发现，在实际施工后再被发现就会造成大量的返工与资源的浪费。
3.基于以上原因，目前就有提出利用三维bim软件进行设计的方案，利用三维软件进行设计的方式是由设计师在bim软件中进行设计，然后将设计成果以二维工程出图得到最终的交付成果，从而达到二三维联动的目的，使很多设计错误能够在三维状态下被发现，能够在一定程度上避免设计错误。但是，这种方式需要设计师熟悉bim软件用法，而由于大部分设计师采用的都是cad制图，熟悉的是cad的制图技能与绘制模式，要这些设计师利用bim软件进行设计需要设计师重新去学习revit等bim软件，增加了设计师的学习成本，并且revit等系列bim软件对设计成果输出通常无法满足施工图成果要求，因此大部分都是作为辅助设计软件被使用，无法达到设计质量与设计效率的双重提高。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于cad的bim设计方法。
5.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
6.一种基于cad的bim设计方法，包括以下步骤：
7.s1.将二维图纸cad1转换为三维模型供设计错误检查，随后执行步骤s2或s3；
8.s2.针对修改后的二维图纸cad1重复步骤s1；
9.s3.根据三维模型输出二维图纸cad2。
10.在上述的基于cad的bim设计方法中，步骤s1中，设计错误检查由设计师人工检查和/或协同平台自动检查。
11.在上述的基于cad的bim设计方法中，步骤s1中，协同平台通过多专业碰撞检查进行设计错误自动检查；
12.且多专业碰撞检查方法包括：
13.s101.通过外链工具将同一项目的各专业链接起来；
14.s102.在接收到碰撞指令时，将相应的两个或多个专业的三维模型按照预设规则进行碰撞检查；
15.s103.在检查到专业之间存在碰撞冲突时，给出错误提示。
16.在上述的基于cad的bim设计方法中，步骤s1中，所述的二维图纸cad1由设计师在协同平台上使用cad软件绘制而成。
17.在上述的基于cad的bim设计方法中，步骤s1中，设计师通过在协同平台上创建空
白cad1文件绘制二维图纸cad1，并将cad1文件匹配于项目以供外链工具将同一项目的各专业链接。
18.在上述的基于cad的bim设计方法中，设计师在协同平台上绘制二维图纸cad1的过程包括：
19.s111.通过图纸框功能按楼层进行区域划分，并在每个楼层相同位置放置定位点；
20.s112.通过工具菜单功能绘制cad单线内容，并对cad单线内容赋予包括高度、材质的构件属性；
21.s113.通过模型功能设定对应项目包括楼层数、楼层层高的楼层信息，并将步骤s111中的楼层区域与楼层信息进行匹配；
22.s114.通过点击浏览按钮启动所述步骤s1。
23.在上述的基于cad的bim设计方法中，多专业碰撞检查方法中，专业间出现碰撞时，在模型显示界面对碰撞构件/部位进行标记，并提供碰撞构件/部位的汇总列表。
24.在上述的基于cad的bim设计方法中，步骤s2中，通过数据投影方式将三维模型转换为二维图纸cad2；
25.且步骤s2具体包括：
26.s21.获取设计师选择的视图类型；
27.s22.按照多面投影法对三维模型进行投影运算；
28.s23.输出具有相应视图类型的二维图纸cad2供用户下载。
29.在上述的基于cad的bim设计方法中，下载方法为：
30.s3.根据用户的操作将相应的二维图纸cad2下载至用户本地文件cad3中，且二维图纸cad2以外参形式存在于本地文件cad3中；
31.s4.将用户在cad3中添加的二维信息与外参的二维图纸cad2一起组成完整的施工图并出图。
32.在上述的基于cad的bim设计方法中，还包括通过以下方法保证二维图纸cad2与三维模型的数据一致性：
33.s5.当检测到二维图纸cad1进行了修改时，自动生成三维模型；
34.s6.对比步骤s5中生成的三维模型与二维图纸cad2的数据一致性，若不一致，则将cad3中外参的二维图纸cad2标注作废标记；
35.s5.将用户重新下载的二维图纸cad2替换旧版本二维图纸cad2，并删除作废标记。
36.本发明的优点在于：
37.1、帮助设计师便捷高效地规避设计错误，从而提高设计质量，满足施工图设计要求；
38.2、无需设计师重新学习三维软件用法，无需增加设计师学习成本，保留设计师cad制图习惯的同时又能够获得用于供设计师全面了解设计成果的三维模型；
39.3、供设计人员在三维状态下协同设计和发现并优化设计问题，然后将优化后的三维模型导出成可用于出图的cad二维设计图纸，既保证了设计质量又保证了设计效率；
40.4、同项目的不同专业对应的三维模型可以进行碰撞检查，能够迅速呈现碰撞冲突点，帮助设计师快速定位问题点，提高错误检查效率，同时提高错误检出率，从而保证更高的设计图质量；
41.5、由设计师制作二维图纸，再从由二维图纸转换而来的三维模型中投影各个需要的视图，可输出满足国标要求的精确二维施工图设计成果。
附图说明
42.图1为本发明基于cad软件的bim设计方法的整体工作流程图；
43.图2为本发明基于cad软件的bim设计方法中碰撞检查过程的方法流程图；
44.图3为本发明碰撞检查结果页面图一；
45.图4为本发明碰撞检查结果页面图二；
46.图5为本发明通过轻量化三维模型进行裁切投影得到二维视图的方法流程图；
47.图6为本发明提供的如何保证下载的二维图纸与三维模型一致的方法流程图。
具体实施方式
48.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
49.本方案针对目前设计师绘制二维图纸由于二维图纸无法完美呈现准确的设计状态，导致很多设计错误无法在设计时候被发现，而使用bim软件绘制三维图纸再出图的方式又需要设计师重新学习三维软件，而且使用bim软件绘制三维图纸再输出二维图纸的方式容易出现无法满足施工图成果要求的问题，提出了一种在不需要设计师重新学习三维软件，保留设计师传统cad作业习惯的前提下，能够供设计师以三维模型状态对设计成果进行全面了解检查设计错误，从而使很多设计错误在设计时就能够被发现的方法，将设计错误提前暴露并解决，确保施工图设计质量，从而达到后期施工过程中少变更甚至零变更的目的。
50.并且，本方法由于不是三维制图直接出图，而是由设计师制作二维图纸，再从由二维图纸转换而来的三维模型中投影各个需要的视图，能够保证出图满足施工图成果要求。此外，本方法还突破性地利用同一项目各专业之间的关联关系，采用将同一项目两个或多个专业相互碰撞的方式进行相互自动检查设计错误，提高设计错误检查效率和设计错误检出率。同一项目通常指同一工程项目的同一楼栋，也可以直接指同一工程项目，本实施例优选前者。具体实现方式如下：
51.如图1所示，本方案提供的一种基于cad软件的bim设计方法，设计师通过绘制cad单线并定义几何属性来转换为轻量化三维建筑模型，具体包括：
52.s1.设计师登录协同平台自己的账号；
53.s2.若没有相应的匹配项目，则设计师在协同平台则创建项目，然后创建空白cad1并匹配于项目，若有相应的匹配项目，则直接将创建的cad1匹配于相应的项目；即，将设计师绘制的二维图纸cad1与项目信息和楼栋信息绑定；
54.s3.然后设计师在cad1中通过插件作业面板中的图纸框功能绘制需要的楼层作业区域，即按楼层进行区域划分，并在每个楼层相同位置放置定位点；
55.s4.通过插件作业面板的工具菜单功能，如墙、门、窗、洞口、栏杆、楼板、放样等一系列工具菜单绘制cad单线内容，并对cad单线内容赋予包括高度、材质等的构件属性；
56.s5.通过插件作业面板的模型功能设定对应楼栋的楼层数、楼层层高等楼层信息，再将步骤s3中的楼层区域与楼层信息进行匹配；当然，根据设计师的使用习惯不同，步骤s4
和s5的顺序可以互换。
57.s6.然后点击浏览按钮，将经过步骤s1-s5绘制的二维图纸cad1转换为轻量化三维模型。设计师在三维状态下能够对自己的设计成果进行全面了解，便于设计师人工检查设计错误。
58.优选地，如图2所示，协同平台还通过多专业碰撞检查进行设计错误自动检查：
59.s7.生成的三维模型在模型浏览页面通过外链工具与同一项目的其他专业链接起来，当设计师进入三维模型的浏览页面时，三维模型便与同一项目的其他专业进行了链接；
60.s8.设计师点击碰撞按钮，协同平台将两个或多个专业的三维模型按照预设规则进行碰撞检查，如果存在碰撞冲突，则给出错误提示，如可以在发生碰撞的部位打上碰撞标签，设计师点击碰撞标签能够查看详细的碰撞结果，如果不存在碰撞冲突，则提示本次自动检查无误，并记录参与碰撞的几个专业名称；
61.设计师也可以在点击碰撞按钮的同时选中几个同一项目的其他专业，即根据设计师所选的专业来进行碰撞检查，如图2中将建筑专业和结构专业两个专业进行碰撞检查。如果参与碰撞检查的几个项目的设计都没有问题，那么这几个项目的设计应该是能够契合的，能够整合成一个没有冲突的建筑模型的，如果有设计存在错误，就会出现碰撞冲突的问题，如图3中，出现了结构梁侵占了建筑窗的碰撞冲突，图4中，出现了结构梯柱侵占了建筑窗的碰撞冲突。如图1所示，在出现碰撞冲突时，相关专业的设计师可以根据错误提示修改二维图纸cad1，修改完成后再次将修改后的二维图纸cad1转换为三维模型并进行设计错误检查，如再次进行碰撞检查。
62.进一步地，本方法中，还包括校审步骤：
63.校审人员登录协同平台，在模型浏览页面打开一个专业的三维模型，直接对该三维模型进行人工检查并通过审核功能对模型内容进行圈注、留言。校审人员也可以利用碰撞检查功能，选中两个或多个专业进行碰撞检查，然后根据碰撞检查结果对各专业的模型内容进行圈注、留言。
64.设计师收到校审人员的留言批注后对模型进行修改，修改完成后提交修改稿，协同平台将告知校审人员修改进度，以提示校审人员进行复核。通过本方法，能够提高校审人员的校审效率和校审准确率，大大减轻校审人员的工作压力，使原本需要多个校审人员完成的校审工作一个校审人员便可以高效完成，从而达到节省设计公司设计成本投入目的的同时提高设计公司的出图质量。
65.具体地，如图1和图5所示，步骤s8中，通过数据投影的方式将三维模型转换为二维图纸cad2：
66.s81.获取设计师选择的视图类型，设计师可以在cad1中通过插件作业面板的视图管理功能，设定几何坐标与范围，定义需要进行投影的楼层、外立面、剖面等参数，自行添加平面图、立面图、剖面图等视图类型，然后按照多面投影法对三维模型进行投影运算获得投影数据。如可以根据步骤s5中设定的楼层信息快速选择需要裁切成平面的楼层，然后协同平台按默认裁切高度或设计师设定的裁切高度，投影底与投影顶进行平面图的投影；如通过绘制剖切线、指定剖切位置、剖切方向、剖切样式，然后对其设定剖切深度，点按激活投影命令可进行剖面图和立面图的投影；
67.s82.输出具有相应视图类型的二维图纸cad2，并将这些投影数据存储在协同平台
的云端服务器供用户下载。
68.s9.本设计师或其他用户通过视图管理中的视图下载功能，将用户选中的二维图纸cad2以外参文件的形式发送至用户本地cad3文件中，设计师可以在cad3中添加施工图需要的文字注释、尺寸标注等二维信息，这些信息将与外参进来的cad2一起组成一套完整的施工图图纸并出图。
69.进一步地，如图6所示，协同平台通过数据比对保证用户下载的用于出图的cad2的内容与模型内容保持一致，达到图模始终一致的目的：
70.s11.通过步骤s1-s6绘制好的cad1生成三维模型a，三维模型a投影呈二维图纸cad2，二维图纸cad2数据下载到本地；
71.s12.协同平台若检测到设计师对cad1进行了修改，则自动生成一个新的三维模型b；
72.s13.比对三维模型b与cad2数据一致性，若不一致，则在旧版本cad2上标注作废标记，使其无法出图；
73.s14.当用户将cad2重新下载更新与三维模型b一样的版本时，将新版本cad2替换旧版本cad2，并删除作废标记，使其能够重新与cad3中的信息组成一套完整的施工图图纸并出图。
74.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：
1.一种基于cad的bim设计方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将二维图纸cad1转换为三维模型供设计错误检查，随后执行步骤s2或s3；s2.针对修改后的二维图纸cad1重复步骤s1；s3.根据三维模型输出二维图纸cad2。2.根据权利要求1所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，步骤s1中，设计错误检查由设计师人工检查和/或协同平台自动检查。3.根据权利要求2所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，步骤s1中，协同平台通过多专业碰撞检查进行设计错误自动检查；且多专业碰撞检查方法包括：s101.通过外链工具将同一项目的各专业链接起来；s102.在接收到碰撞指令时，将相应的两个或多个专业的三维模型按照预设规则进行碰撞检查；s103.在检查到专业之间存在碰撞冲突时，给出错误提示。4.根据权利要求3所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，步骤s1中，所述的二维图纸cad1由设计师在协同平台上使用cad软件绘制而成。5.根据权利要求4所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，步骤s1中，设计师通过在协同平台上创建空白cad1文件绘制二维图纸cad1，并将cad1文件匹配于项目以供外链工具将同一项目的各专业链接。6.根据权利要求5所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，设计师在协同平台上绘制二维图纸cad1的过程包括：s111.按楼层进行区域划分，并在每个楼层相同位置放置定位点；s112.绘制cad单线内容，并对cad单线内容赋予包括高度、材质的构件属性；s113.设定对应项目包括楼层数、楼层层高的楼层信息，并将步骤s111中的楼层区域与楼层信息进行匹配。7.根据权利要求3所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，多专业碰撞检查方法中，专业间出现碰撞时，在模型显示界面对碰撞构件/部位进行标记，并提供碰撞构件/部位的汇总列表。8.根据权利要求1所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，步骤s2中，通过数据投影方式将三维模型转换为二维图纸cad2；且步骤s2具体包括：s21.获取设计师选择的视图类型；s22.按照多面投影法对三维模型进行投影运算；s23.输出具有相应视图类型的二维图纸cad2供用户下载。9.根据权利要求8所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，下载方法为：s3.根据用户的操作将相应的二维图纸cad2下载至用户本地文件cad3中，且二维图纸cad2以外参形式存在于本地文件cad3中；s4.将用户在cad3中添加的二维信息与外参的二维图纸cad2一起组成完整的施工图并出图。10.根据权利要求9所述的基于cad的bim设计方法，其特征在于，还包括通过以下方法
保证二维图纸cad2与三维模型的数据一致性：s5.当检测到二维图纸cad1进行了修改时，自动生成三维模型；s6.对比步骤s5中生成的三维模型与二维图纸cad2的数据一致性，若不一致，则将cad3中外参的二维图纸cad2标注作废标记；s5.将用户重新下载的二维图纸cad2替换旧版本二维图纸cad2，并删除作废标记。

技术总结
本发明提供了一种基于CAD的BIM设计方法，包括以下步骤：S1.将二维图纸CAD1转换为三维模型供设计错误检查，随后执行步骤S2或S3；S2.针对修改后的二维图纸CAD1重复步骤S1；S3.根据三维模型输出二维图纸CAD2。本方案能够帮助设计师便捷高效地规避设计错误，从而提高设计质量，满足施工图设计要求。并且无需设计师重新学习三维软件用法，无需增加设计师学习成本，保留设计师CAD制图习惯的同时又能够获得用于供设计师全面了解设计成果的三维模型。用于供设计师全面了解设计成果的三维模型。用于供设计师全面了解设计成果的三维模型。


技术研发人员：姚旭康
受保护的技术使用者：上海天华建筑设计有限公司
技术研发日：2022.03.18
技术公布日：2023/9/23