传统图纸转BIM模型方法

传统图纸转BIM模型方法我做BIM相关的建模工作快六年了，这些年接的项目里，差不多一半都是传统图纸转BIM的需求：既有新建项目用CAD图纸翻模做设计交底、造价算量，也有几十年的老项目改造，要把泛黄的手绘纸质图纸转成可复用的BIM模型做运维管理。期间踩过各种各样的坑，也总结了不少实用的经验，很多刚入行的同行经常问我转模的具体方法，哪种情况选哪种方案更高效，今天就把实际项目里常用的完整方法整理出来，给大家做个参考。1转模前的预处理工作不管是什么类型的图纸、用什么方法转模，前期准备工作做不到位，后面要么错漏百出，要么返工重改，浪费的时间比建模本身还多。我刚入行那会赶进度，跳过了图纸核对的步骤，结果做完全部模型才发现建筑和结构的标高对不上，只能推倒重来，白白熬了两个通宵，所以现在我做任何项目，都会把预处理放在第一位，具体要做这三件事。1.1全资料的收集与整理很多人以为转模只需要拿到建筑结构图就够了，其实远不止。除了主体的CAD图纸或者纸质蓝图，还要把项目相关的所有变更单、图纸会审记录、现场改造记录、甚至现场拍的实景照片都收集全。尤其是老项目，很多建成后做过二次装修或者局部改造，原来的图纸根本没更新，要是只拿最初的蓝图转模，出来的模型和实际情况差十万八千里。我之前做一个旧办公楼改造项目，甲方只给了最初的竣工图，我们收集资料的时候找到了物业留存的三次改造记录，光新增的隔墙就有二十多面，要是漏了这些，后续改造设计根本没法用。收集完资料之后，要按照建筑、结构、给排水、暖通、电气的专业分类整理好，方便后续建模的时候随时调用。1.2图纸问题的核对与补全整理完资料，接下来就要核对图纸本身的问题。如果是CAD电子图纸，首先要核对轴网尺寸、标高有没有矛盾，不同专业的图纸对不对得齐：比如建筑图纸的外墙厚度是200，结构图纸的墙厚标成240，这种矛盾很常见，要提前标记出来找甲方或者原设计确认，不能自己想当然画。如果是纸质扫描的图纸，还要先做纠偏去噪，手绘的老图纸本身线条就歪，扫描的时候要是放歪了，误差能差出好几公分，必须先调整摆正，把上面的污渍、折痕处理掉，才能后续用。核对完尺寸还要检查构件信息全不全，比如门窗的型号、混凝土的强度、管线的材质这些关键信息，缺了的要提前补全，别等到建模的时候才停下来找资料，打断节奏。1.3转模标准的提前确定转模之前一定要先搞清楚，这个模型做出来是干什么用的，不同的用途精度要求完全不一样，提前定好标准能省很多事。比如只是用来做项目整体效果展示，那精度到LOD200就够了，不需要做细节；要是用来做造价算量，精度得达到LOD300，每个构件的尺寸材质都要准；要是用来做后期运维，精度得达到LOD400，还要附加构件的厂家、维护时间这些信息。除了精度，还要定好构件的命名规则、分类标准，我之前和设计院合作做一个项目，一开始没定统一标准，我们命名是“墙-200-现浇混凝土”，设计院那边命名是“Q200”，最后导入协同平台的时候根本识别不出来，我们返工改了一周才改完，这个教训真的记一辈子。做好了前期的所有准备，接下来就是核心的转模工作了。根据图纸的存在形式、项目的规模和精度要求，我们行业内常用的转模方法主要分四种，每种都有对应的适用场景，大家可以根据自己的项目情况选。2不同场景下的具体转模方法2.1纯手动转模法（适用于精度要求高的中小型项目）纯手动转模是最基础的方法，也是每个BIM从业者必须掌握的基本功，主要用在图纸信息完整、规模不大、精度要求高的项目上。2.1.1具体操作流程第一步是定位对齐，先把整理好的CAD图纸导入BIM软件，然后对照CAD的轴网，在BIM软件里重新画一遍轴网，一定要保证轴网交点和CAD完全对齐，不能直接用CAD的轴网当BIM轴网，很多新手图省事直接用，最后模型歪了都不知道怎么回事。第二步是分层建模，按照先建筑、后结构、再机电的顺序来画，先画墙体、门窗、楼板这些建筑构件，再画柱子、梁、钢筋这些结构构件，最后画管线、设备这些机电构件，每画完一个构件就把对应的尺寸、材质信息填上，别等到全部画完再补，很容易漏。第三步是附加信息，根据项目的需求，把需要的非几何信息加上，比如造价需要的工程量信息，运维需要的设备参数信息，都提前挂到对应的构件上。2.1.2方法优缺点这个方法的优点非常明显，灵活性非常高，哪里错了改哪里，精度完全可以控制，哪怕图纸有点小问题，建模的时候就能随时调整，不会被软件或者插件限制。缺点也很明显，速度太慢，大项目做下来要花好几个月，人力成本很高。所以一般中小型项目、精度要求高的项目，我都会推荐用这个方法，稳扎稳打不容易出问题。2.2插件辅助半自动转模法（适用于规范的大中型CAD项目）这个方法是现在行业内用得最多的，结合了手动的精度和插件的效率，比纯手动快至少三分之一，非常适合有规范CAD电子图纸的大中型项目。2.2.1具体操作流程第一步还是CAD预处理，这个步骤非常关键，很多人用插件识别错一堆，就是预处理没做好。你要把CAD里多余的标注、文字、说明、多余的线条全部删掉，只留构件的轮廓和轴线，把同一个类型的构件放到同一个图层里，比如墙都放WALL层，梁都放BEAM层，图层越规范，识别率越高。第二步就是插件识别，现在不管是Revit还是广联达这类BIM软件，都有成熟的识图插件，设置好构件的识别规则之后，插件会自动把CAD里的构件识别成BIM模型，轴网、墙、柱、梁、门窗这些常规构件的识别率能到百分之八十以上。第三步就是手动修正，插件不可能百分百准确，肯定会有错识别、漏识别的情况，比如把100厚的墙识别成200厚，把门窗洞漏识别，这些都要手动挨个核对修改，改完就是完整的模型了。2.2.2方法优缺点这个方法最大的优势就是提效，原来纯手动要一个月的项目，用半自动方法半个多月就能做完，精度也能满足大部分项目的需求，成本比纯手动低很多。缺点就是对CAD图纸的规范性要求很高，如果图纸图层乱、线条乱，识别率能降到百分之五十都不到，改错误的时间比手动建模还长。所以只要是甲方给的CAD图纸图层规范、信息完整，不管项目大小，我都会用这个方法，性价比最高。2.3矢量化转模法（适用于只有纸质图纸的老项目）很多老项目只有原来的手绘纸质蓝图，没有电子CAD图纸，这时候就要用矢量化转模法，先把纸质图纸转成可编辑的电子图纸，再转成BIM模型。2.3.1具体操作流程第一步是高精度扫描，要把纸质图纸铺平，用至少300DPI的分辨率扫描，分辨率太低了线条看不清，后续矢量化错误很多，泛黄比较严重的老图纸，扫描之后还要调一下对比度，让线条更清晰。第二步就是自动矢量化，用AutoCAD或者专门的矢量化软件，把扫描出来的位图转成可编辑的矢量CAD图纸，软件会自动识别线条和文字，生成可修改的CAD文件。第三步就是手动修正CAD，自动矢量化肯定会有很多错误，比如断线、错线、尺寸偏差，尤其是手绘的老图纸，线条本身就不直，转完之后错漏很多，要对着原图挨个修改，把轴网、构件都改对，补全缺失的信息。改完CAD之后，再用前面说的手动或者半自动方法转成BIM模型就可以了。我之前做过一个几十年的老厂房改造，只有两张泛黄的蓝图纸，我们扫描矢量化之后，光改CAD就改了三天，才把所有尺寸调对，这个过程确实麻烦，但也是没有电子图情况下的唯一可行方法。2.3.2方法优缺点这个方法解决了只有纸质图纸的老项目转模需求，成本比现场扫描点云低很多，适合预算有限的老项目改造。缺点就是步骤多，周期长，本身纸质图纸就有误差，转完之后误差会更大，精度比直接用CAD转低不少。所以只有没有电子图纸、预算也不算高的老项目，才会用这个方法。2.4点云结合逆向转模法（适用于图纸和实际不符的项目）很多老项目经过多次改造，原来的图纸早就和实际情况对不上了，也找不到变更记录，这时候就要用点云逆向转模法，按照现场实际情况来做模型。2.4.1具体操作流程第一步是现场点云扫描，用三维激光扫描设备把整个建筑现场扫一遍，生成包含所有实际尺寸信息的点云模型，点云的精度能达到毫米级，完全能满足建模需求。第二步就是点云对齐，把原来的图纸和点云模型导入同一个软件，对齐之后就能清楚看到哪里和图纸不一样，哪些地方改过，哪些构件尺寸变了。第三步就是逆向建模，对着点云的实际尺寸，手动或者半自动建立BIM模型，所有尺寸都按照现场实际来，完全贴合现状。我去年做一个老商业体的改造，甲方手里的图纸改了三四次，每次变更都没留底，我们按原图纸建了一半发现不对，只好停下来扫了点云，重新建的模型才符合现场实际，不然施工的时候肯定出大问题。2.4.2方法优缺点这个方法是精度最高的，完全贴合现场实际情况，解决了图纸不全、图纸和实际偏差大的问题，特别适合大型既有建筑改造。缺点就是扫描设备贵，成本高，小项目用这个方法不划算，而且对操作人员的技术要求也比较高。所以只有项目精度要求高、图纸和实际偏差大的项目，才会用这个方法。转完模型不是整个工作就结束了，很多新手转完模型就直接交活，结果甲方用的时候发现一堆问题，还要回来返工，所以转模完成后的校验和优化，也是保证模型能用的关键一步。3转模完成后的校验与优化3.1几何尺寸的核对校验首先要核对整体的轴网和标高，把模型和原图纸对比，看看整体尺寸有没有偏差，然后分层核对每个构件的尺寸、位置、标高对不对，有没有画错位置，漏画构件，我一般都是每层拉个剖面，对着原图纸挨个过，尤其是关键的梁柱、管线节点，一定要看清楚位置对不对。3.2专业碰撞检查BIM转模的核心价值之一就是提前发现碰撞问题，转完模型之后一定要跑一遍全专业的碰撞检查，看看建筑和结构有没有碰撞，管线和梁有没有碰撞，不同专业的管线之间有没有碰撞，把检查出来的碰撞点提前修改好，避免后续用的时候才发现问题。3.3信息完整性优化最后就是优化信息，检查所有构件的命名是不是符合之前定的标准，需要附加的信息有没有漏加，分类对不对，确保后续不管是设计、造价还是运维，都能快速调出需要的信息，不会出现找不着构件、导出信息出错的情况。总结总的来说，传统图纸转BIM模型没有什么万能的方法，核心就是根据项目的实际情况选对方法：图纸规范的中