三維配管軟件Revit MEP在轉爐汽化冷卻系統中的應用

摘 要：本文介紹了Revit MEP三維配管軟件的特點，以工程實例介紹了該軟件在大型工廠工藝配管設計中的應用，談了一些在項目建立、模型建立、出圖過程中的實踐體會，為工廠的管道設計提出了新的思路。

關鍵詞：Revit MEP 三維設計 族 建模

中圖分類號：TF7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（a）-0001-03

三維設計技術，使設計人員不再是抽象地計算和繪圖，而能夠看到設計的虛擬效果，方便地進行多專業協作，優化設計，是設計技術的又一次飛躍。

Revit MEP是一款能夠按照您的思維方式工作的智能設計工具。它通過數據驅動的系統建模和設計來優化建筑設備與管道（MEP）專業工程。在基于Revit reg的工作流中，它可以最大限度地減少設備專業設計團隊之間，以及與建筑師和結構工程師之間的協調錯誤。Revit MEP軟件是基于建筑信息模型的、面向設備及管道專業的設計和制圖解決方案。

我公司從2004年開始，由建筑科室率先使用Revit產品進行三維工廠設計，并取得了不錯的效果。我部門于2008年開始在空壓站、脫鹽水站設計中引入Revit MEP，并于2010年首次在昆鋼120 t轉爐余熱鍋爐汽化冷卻系統中采用Revit MEP進行配管設計，取得了良好的應用效果。本文就Revit MEP的工作流程以及在轉爐汽化冷卻系統配管的應用等做詳細的介紹。

1 項目設計應用

1.1 三維族庫的創建

族是一個包含通用屬性（稱作參數）集和相關圖形表示的圖元組，是Revit MEP中的一個非常重要的概念。所有的Revit MEP項目中的所有圖元都是由各種類型的族組合而成的。通過全參數化的族的創建，可以像Autocad中的塊一樣，在工程設計中大量復用，提高三維設計效率。

盡管Revit MEP軟件包中已經帶了豐富的管件族和閥門族，比如：彎頭、三通、異徑管、法蘭、管帽、閘閥、蝶閥等，但是因為這些管件的尺寸絕大多數是依照國外的標準制作，與國內常用標準中的尺寸不符。因此，就必須要創建出適用于國內標準的管件族和閥門族。

經過長時間的實踐和經驗，總結出Revit MEP中創建族的常規步驟。

選擇合適的族樣板→定義有助于控制對象可見性的族的子類別→布局有助于繪制構建幾何圖形的參照平面→添加尺寸標注→創建類型或實例參數→模型創建，注意使其與參照平面，即與參數關聯→用子類別和實體可見性設置指定二維和三維幾何圖形的顯示特征→在建立模型的過程中創建參數與數據表中的參數一一對應→最后對每一組類型的參數進行調試，保證每一個類型的族都可以進行參數化的驅動。

本項目除了管件族和閥門族，還創建了主要設備模型族，如：汽化冷卻煙道、蒸發冷卻塔、汽包、除氧器、各種水泵、鐵合金料倉等。

1.2 三維配管模型的建立

Revit MEP提供了強大的管道設計功能。利用這些功能，管道專業設計人員可以方便迅速的布置管路、調整管道尺寸、控制管道顯示、進行管道標注和統計。

1.2.1 項目創建

根據建筑專業提供的建筑模型創建項目文件：創建轉爐汽化冷卻系統各視圖，并對視圖進行可見性設置、視圖范圍設置等。

1.2.2 系統選擇

轉爐汽化冷卻系統分為如下幾個分系統[1]。

主蒸汽管道系統、低壓強制循環系統、高壓強制循環系統、主給水系統、排污系統、其他循環系統。

1.2.3 載入族

將項目所需要的族文件載入到項目文件中，如管件、附件、閥門、設備等。本項目所用到的族均為自建族。

1.2.4 管道配置

在系統創建前，先進行管道配置非常重要，可以減少后續修改的工作量。在“管道設置”中，將管道的尺寸、粗糙度、連接形式和材質改為符合中國規范要求，可以直接使用。

1.2.5 設備布置

打開項目瀏覽器，將已經載入的設備族直接拖到繪圖區域，確定設備的標高和坐標位置，鎖定。

1.2.6 系統布管

Revit MEP完成布管連接有兩種方式[2]，一種是使用Revit MEP提供的“生成布局”功能自動完成管道布局連接；另一種是手動繪制管道。“生成布局”適用于項目初期或簡單的管道布局，提供簡單的管道布局路徑，示意管道大致的走向。當項目比較復雜，設備和管道種類比較多的時候，或者需要按照實際施工的圖集繪制，精確計算管道的長度、尺寸和管路損失是，“生成布局”可能無法滿足設計要求，通常需要手動繪制管道。

Revit MEP提供了過濾器功能，能讓設計人按照需要設置系統和管道的可見性，將復雜的管道系統簡化為單一的系統。該功能對于像轉爐汽化冷卻這樣的復雜系統配管非常有幫助。

1.2.7 碰撞檢查

碰撞檢查是必不可少的一步。Revit MEP的“檢查管道系統”功能，將自動檢查所有管道連接件的邏輯連接和物理連接。對沒有指定系統、連接件屬性設置錯誤或者物理連接不好的連接件，將顯示“警告”對話框進行提示。

1.2.8 渲染和消隱

在模型整體搭建完成后，需要對模型進行渲染和消隱，產生配管模型效果圖，進一步檢查模型的正確性。

整個鋼廠120 t轉爐余熱鍋爐汽化冷卻系統三維配管模型的創建過程中，公創建了各類族文件近200個，整個模型文件的字節數總計近45M。

2 工程圖表的生成

Revit MEP軟件通過建立的三維配管模型可以自動生成工程需要的管道平面布置圖、斷面布置圖、三維立體圖以及材料表。

一般首先生成工藝配管平立面圖、剖視圖，因為平剖面圖反映出裝置管線的總體布置和各管線之間的相對位置。Revit MEP軟件可以方便地抽取任意區域、任意標高的平面和剖面，并且能夠方便的進行尺寸標注，注釋標高，管道標識等操作。為了滿足公司繪圖標準，還特意制作了符合公司規定的圖紙族文件，可以生成任意加長尺寸的標準圖紙。

Revit MEP還有一個特殊的功能，就可以生成任意剖面、任意立面、任意標高區間內的三維圖像。這樣就能夠在十分復雜的三維系統中，選擇性地將自己關注的區域隔離開來，簡化了設計的難度，增強了視覺的客觀性，提高了設計和閱讀的效率。例如下面的圖3，就是把18.6 m和33.8 m平臺之間的空間單獨隔離開來的三維圖像，能夠更加清晰地展現低壓強制循環系統的管道走向。

目前，Revit MEP還不能自動生成ISO單線軸測圖，與一些常用管道應力計算軟件（如CAESARII）尚沒有接口，這些都是Revit MEP今后需要改進的地方。

3 應用與體會

3.1 特點和優勢

Revit MEP和傳統的二維設計相比，具有如下優勢。

（1）提高設計效率。

Revit MEP軟件能夠準確自動生成任意需要的剖面圖，并且可以控制剖面范圍的大小，減少了二維設計中繪制很多剖面圖的工作量。

（2）提高產品質量，減少設計錯誤。

①三維軟件保證了各個試圖之間完全對應的關系，只需要更改其中一個視圖、剖面或者三維視圖，其他所有視圖、剖面及三維圖將自動更改。減少了二維設計中因疏忽導致的視圖不對應的錯誤。

②各專業的設備、管道布置在同一個三維廠房模型中，可以在三維模型碰撞檢查清晰地檢測出各專業之間的交叉干擾，避免了專業間的碰撞。

③各種設備、閥門、管道及零部件的重量、數量及長度等可以準確的自動統計。不再需要二維設計中繁瑣而極易放生錯漏的材料統計工作。

④對于設計人員，三維設計可以有效避免一些由于空間想象不正確而導致的不必要的錯誤。同時由于產品實體所帶來的直觀性，很容易激發設計者對產品進行優化設計的“靈感”，使產品結構更加合理。

（3）提高圖紙審核效率。

減少審核人員用于視圖對應、尺寸檢查的時間，校核人員將更多的精力用于產品結構的布置合理性的檢查，提高了圖紙審核效率。

（4）方便施工人員理解圖紙和設計用意。

對于讀圖的施工人員，雖然設備和管道的精確定位要在二維平面圖和剖面圖以及詳圖中實現，但是，對照三維立體圖，將大大提高讀圖效率和準確度。

3.2 協同工作

Revit MEP提供的“鏈接模型”，“工作共享”和“碰撞檢查”等功能，可以幫助設計團隊進行高效的協同工作。針對同一項目，各專業工程師之間通過時時共享設計信息、及時同步項目文件和模擬管線綜合，準確便捷地進行設計管理，提高設計質量和設計效率，有效地解決了傳統設計流程中工程信息交換滯后和設計人員溝通協調不暢的問題。

采用“鏈接模型”方法進行項目設計的核心是：鏈接其他專業的項目模型，并應用“復制/監視”功能監視鏈接模型中的修改。例如，建筑專業工程師將建筑模型鏈接到MEP項目文件中，作為MEP設計的起點。建筑模型的更改在MEP項目文件中會同步更新，對于鏈接模型中某些影響協同工作的關鍵圖元，如標高、軸網、平臺、立柱等，可應用“復制/監視”進行監視，建筑工程師一旦移動、修改或刪除了受監視的圖元，設備工程師就會收到通知，以便調整和協同設計。建筑、結構項目文件也可鏈接MEP項目文件，實現三個專業文件相互鏈接。

3.3 專業樣板

為了是三維設計更加規范，應該注意創建適合本專業的專業樣板文件，并在平時的學習積累中不斷更新，樣板文件以“.rte”作為后綴。可以在專業樣板文件里面設置常用的管道、彎頭、三通、閥門、法蘭的種類、材質、尺寸、壓力等級、連接形式等基本參數；設置符合設計習慣的圖紙圖框樣式、尺寸標注樣式、注釋文字樣式、出圖線型樣式等。在新建項目時，就可以選擇預設的本專業的樣板文件創建項目文件了，在項目中就可以方便快捷地調用所需要的族文件以及基本設置。

3.4 硬件配置

通過項目的實踐證明，Revit MEP對計算機的硬件配置要求還是比較高的。當創建的項目模型是大的圖形文件時，計算較快的運算速度，將加快設計進度。

4 結語

Revit MEP三維配管軟件設計通過在昆鋼120 t轉爐余熱鍋爐汽化冷卻系統中成功的應用，說明該軟件應用于大型工廠工藝裝置配管設計是可行的，可以比較好的解決各種管道之間及管道與設備之間的碰撞問題。由于Revit MEP包含的模塊很多，要熟練地掌握、駕馭，必須經過一定的實踐探索過程，沒有實踐，紙上談兵是不行的，淺嘗則止也是不行的。必須在不斷的配管設計過程中積累建模技巧，總結經驗教訓，開拓思維，大膽創新，舉一反三，靈活運用。只有這樣，才能提高三維設計效率，提高設計質量。

參考文獻

[1] 氧氣頂吹轉爐汽化冷卻設計[M].包頭鋼鐵設計研究院出版發行，1979.

[2] Autodesk Revit MEP 2011應用寶典[M].上海：同濟大學出版社，2010.