管線交叉干擾問題解決方法中BIM技術(shù)的應(yīng)用

鄭汝蓮 余俊成

摘要：本次項(xiàng)目主要采用BIM技術(shù)措施，根據(jù)各專業(yè)技術(shù)、空間要求、施工工作面等要求，對(duì)管線進(jìn)行碰撞檢測調(diào)整，利用BIM具有的自動(dòng)檢測功能，對(duì)碰撞問題優(yōu)化，將交叉管線沖突進(jìn)行改善調(diào)整，并及時(shí)反饋至設(shè)計(jì)方進(jìn)行修改，最終確定管線的設(shè)計(jì)方案。為了減少返工，節(jié)約成本，控制進(jìn)度，進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)分析問題，優(yōu)化圖紙，并輸出報(bào)告，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

Abstract： This project mainly adopts BIM technical measures to adjust the collision detection of pipeline according to various professional technologies， space requirements， construction work surface and other requirements， and uses the automatic detection function of BIM to optimize the collision problem and improve the adjust cross pipeline conflicts， and promptly feedback to the designer to modify， and finally determines the pipeline design. It is aimed to reduce rework， save costs， control progress， conduct inspections， find analytical problems， optimize drawings， and output reports to guide on-site construction.

關(guān)鍵詞：BIM 技術(shù);管線交叉;碰撞檢查;漫游動(dòng)畫

Key words： BIM technology;pipeline crossing;collision check;roaming animation

中圖分類號(hào)：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）21-0210-02

1? BIM技術(shù)概述

BlM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文縮寫。BlM 的出現(xiàn)在一定程度上推動(dòng)了建筑業(yè)的發(fā)展，必將是建筑業(yè)的一次偉大變革。BIM 技術(shù)通過利用數(shù)字模型將貫穿于建筑全生命周期的各種建筑信息組織成一個(gè)整體，對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營進(jìn)行管理。BIM 技術(shù)是繼CAD 技術(shù)后的建筑行業(yè)的又一次偉大的變革，將從根本上改變建筑業(yè)傳統(tǒng)的思維模式及作業(yè)方式，現(xiàn)在的BIM 協(xié)同應(yīng)用管理平臺(tái)的模型整合、信息集成、協(xié)同共享、可視化應(yīng)用、企業(yè)級(jí)大數(shù)據(jù)匯總分析等強(qiáng)大功能，將解決以往從項(xiàng)目初期的立項(xiàng)驗(yàn)證、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工階段、項(xiàng)目驗(yàn)收等階段造成的資源浪費(fèi)、信息不通、施工周期漫長等問題，將顯著提高施工效率和控制成本，為我國的建筑業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。在今天的BIM 數(shù)字化大數(shù)據(jù)背景下，作為21 世紀(jì)的我們?yōu)榱颂岣咦陨淼母偁幜Γ瑸榱送貙捵约旱囊曇?，增加見識(shí)。應(yīng)用內(nèi)容應(yīng)涵蓋施工全過程管理的主要BIM 應(yīng)用，也可以涵蓋從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維全生命周期應(yīng)用內(nèi)容。在今天數(shù)字化世界的背景之下，BIM 軟件是保證BIM 技術(shù)在建筑業(yè)里面得到有效的應(yīng)用的不可或缺的工具。

2? 工程模型

2.1 工程概況

本項(xiàng)目是某校的行政樓，位于一線主城至機(jī)場之間，東至安置區(qū)外環(huán)路，南至城市主干道，西至航空大道，北至城市，交通便利的次干道。設(shè)計(jì)范圍為本工程室內(nèi)及室外各棟水表后的給水系統(tǒng)、污水排水管系統(tǒng)、廢水排水系統(tǒng)、中水給水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)，消火栓消防系統(tǒng)等管線綜合排布。

2.2 建模

在這次建模之前要先簡單地熟悉下在建模過程中所需要用到的相關(guān)圖紙并且整理好在同一個(gè)文件夾下面，這樣的話在建模過程中就可以節(jié)省時(shí)間，提高建模的效率。本工程的圖紙可以分為5 大類。第一類是設(shè)計(jì)說明，在設(shè)計(jì)說明中可以找到建模過程中所需要的構(gòu)件或是需要的材質(zhì)、規(guī)格。第二大類是包括圖紙的目錄、圖例表以及主要的設(shè)備材料表。第三大類主要是本工程包含的管道平面圖以及它的立管。在平面圖中，可以看到每一層里一些管的走向以及它的主要立管。在立面圖中，可以看出每一根立管它所連接的立管有哪些，具體的走向是怎樣的并且還可以看出它相應(yīng)地標(biāo)高是多少。第四大類主要是消防平面圖，它主要包含了消火栓的平面圖，它可以看到消火栓連接的立管以及它的平面位置等信息。第五大類是消防系統(tǒng)展開圖，在這里面可以清楚看到消防管主要的立管以及一些標(biāo)高信息等。整體工程的模型建立完成之后，可以看下整體模型的三維圖，可以選擇從任何一個(gè)角度來觀察建立的模型這樣一個(gè)效果。

3? 碰撞檢查

為了減少返工時(shí)間，節(jié)約施工成本，控制施工進(jìn)度，我們利用魯班works 軟件進(jìn)行碰撞檢測，發(fā)現(xiàn)碰撞點(diǎn)，分析問題根源，優(yōu)化圖紙、模型并輸出報(bào)告，指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

將建立好的Revit 模型導(dǎo)出為FBX 格式，然后導(dǎo)入Lumion6 中進(jìn)行室外渲染，給模型賦予材質(zhì)，對(duì)模型室外及周圍進(jìn)行一個(gè)園林的布置以及合理規(guī)劃，出一個(gè)模型方案給業(yè)主模型渲染的效果圖，從而讓業(yè)主方滿意。用Lumion 渲染的模型，可以創(chuàng)建和項(xiàng)目實(shí)際幾乎一樣的地理環(huán)境，利用VR 等技術(shù)給出高清的渲染效果，自由漫游，視頻演示可以給人帶來建筑室內(nèi)外的可視化效果，給人更真實(shí)的感覺。經(jīng)過各專業(yè)的建模過程后，在魯班瀏覽器里進(jìn)行多專業(yè)模型的整合，碰撞檢測，孔洞預(yù)留等檢測修改之后再進(jìn)行的一個(gè)管綜漫游。通過管綜漫游，可以更直觀地觀察建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢查建筑模型內(nèi)部建模情況和碰撞情況，管線布置等問題。

在整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行的過程中，我們可以通過手機(jī)移動(dòng)端和電腦PC 客戶端將所有工程資料用魯班瀏覽器上傳到云端數(shù)據(jù)庫中，以便各參建方的所有項(xiàng)目人員進(jìn)行資料查看。這樣一來，各參建方的人員可以隨時(shí)隨地修改工程資料和對(duì)工程資料進(jìn)行查閱，從而打破傳統(tǒng)的作業(yè)方式。還可以利用魯班BIM 應(yīng)用協(xié)同平臺(tái)，進(jìn)行模型的查看，構(gòu)件的信息查看，在發(fā)現(xiàn)問題的情況下，第一時(shí)間發(fā)布問題，提醒責(zé)任人及時(shí)處理，并更改圖紙、模型。原來各參建方傳統(tǒng)線下的工作可統(tǒng)一通過BIM 協(xié)同平臺(tái)在線上完成，并關(guān)聯(lián)BIM 模型、照片和資料，支持相關(guān)人員對(duì)協(xié)作作出審批、回復(fù)、生成報(bào)告等多項(xiàng)工作，大大提高了工作效率，并且結(jié)果可以追溯，快速發(fā)現(xiàn)問題，快速作出回應(yīng)。從一開始的學(xué)習(xí)建模視頻，學(xué)習(xí)相關(guān)規(guī)范和圖紙，用魯班安裝軟件對(duì)給排水消防專業(yè)行專業(yè)建模。從新建工程，圖紙導(dǎo)入、分層、轉(zhuǎn)化各設(shè)備和構(gòu)件，構(gòu)件屬性定義以及進(jìn)行工程量計(jì)算和輸出相關(guān)的報(bào)表等到完成模型后。用魯班瀏覽器將各專業(yè)的模型合成后，進(jìn)行BIM的全過程應(yīng)用，更加詳細(xì)和逼真地來模擬施工過程中所耗費(fèi)的人力、物力、金錢和時(shí)間的關(guān)系，從而達(dá)到節(jié)約成本，控制施工進(jìn)度等目的。

通過魯班BIM 平臺(tái)來進(jìn)行全過的程應(yīng)用，其中包含了4d 進(jìn)度、管綜漫游、資料管理與協(xié)同工作、碰撞檢查等，充分體現(xiàn)了BIM 技術(shù)協(xié)同工作、信息互通的優(yōu)勢。BIM 技術(shù)的這些優(yōu)勢能給建筑工程項(xiàng)目的參與各方帶來許多便利，從建筑的全生命周期中可以看出參與建筑工程項(xiàng)目的各方都是受益方，以下引用項(xiàng)目全生命周期的BIM 協(xié)同工作框架來闡述優(yōu)勢所在：

①減少了各階段間的信息遺漏。

②有效地掌控了項(xiàng)目的整體進(jìn)展情況。

③提高管理的質(zhì)量和效率。

④賦予建筑工程項(xiàng)目參與方不同的權(quán)限，建筑工程各參與方在權(quán)限范圍內(nèi)獲取項(xiàng)目所需的信息，各司其職，信息傳遞的效率與精度得到提高，推進(jìn)各自的工作。

4? 交叉干擾問題解決

在BIM 應(yīng)用中，用魯班軟件二次深化了設(shè)計(jì)圖紙，使設(shè)計(jì)圖紙更加精確詳細(xì)，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率，減少返工成本和施工時(shí)間。通過模型的碰撞檢查來減少水管、橋架及梁之間的碰撞，以及二次開孔對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)帶來的影響，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，提高工作效率，保證施工工期的正常進(jìn)行。BIM 協(xié)同平臺(tái)可供各參建方在此平臺(tái)上完成同一個(gè)項(xiàng)目的信息交流、資料管理、審核機(jī)制等操作，大大地提高了大家的工作效率。本次主要解決以下問題：

①某一管道在圖紙中有偏移，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)位置上的管道出現(xiàn)碰撞，我們?cè)趯⑵鋵?duì)正進(jìn)行繪制，繪制完成時(shí)，它們的“偏移量”參數(shù)會(huì)自動(dòng)標(biāo)示成中心標(biāo)高，解決這一偏移帶來的碰撞問題都能解決。②一般來說管道設(shè)備敷設(shè)順序由上而下，其中風(fēng)管的造價(jià)比較高，并且尺寸和重量大等原因，不易翻轉(zhuǎn)和移動(dòng)，應(yīng)該先確定風(fēng)管的位置再布置其他管道，在兩者發(fā)生沖入的時(shí)候應(yīng)調(diào)整其他管道的標(biāo)高。例如：風(fēng)管與橋架在水管的下方，那么就要將水管向下調(diào)整一點(diǎn)。③建模中水管穿過柱子，可設(shè)置成彎管，沿柱子穿過部位，避免碰撞。④風(fēng)管的造價(jià)比較高，并且尺寸和重量大等原因，不易翻轉(zhuǎn)和移動(dòng)，那么應(yīng)該先確定風(fēng)管的位置，再確定洞口的位置，風(fēng)管和洞口未對(duì)齊，兩者發(fā)生沖突時(shí)應(yīng)調(diào)整洞口的標(biāo)高，使其對(duì)齊。⑤橋架與水管避讓原則，管道交叉處理中應(yīng)當(dāng)盡量保證滿足其最小凈距，且有壓管道讓無壓管、支管避讓干線管、小口徑管避讓大口。

5? 結(jié)論

通過各個(gè)專業(yè)協(xié)同建模使得不同專業(yè)的設(shè)計(jì)師獲得更全面的相關(guān)專業(yè)信息，也讓工程技術(shù)人員更直觀快速地了解工程，利用模型進(jìn)行施工交底，減少錯(cuò)誤發(fā)生;BIM的碰撞檢查功能可以自動(dòng)查找管線碰撞問題，配合虛擬漫游功能，大幅提高管線綜合設(shè)計(jì)的效率，并且調(diào)整時(shí)不會(huì)出現(xiàn)盲點(diǎn)和遺漏。通過模型展示提高溝通效率，讓設(shè)計(jì)人員及時(shí)調(diào)整方案，減少施工現(xiàn)場的碰撞和返工，降低成本;在碰撞檢測的基礎(chǔ)上，為滿足工程的凈空要求，預(yù)留足夠的檢修空間，充分考慮管線和支吊架的安裝空間，可以在BIM模型中進(jìn)行優(yōu)化排布，模擬確定合理的施工方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊佩衡.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2016（06）.

[2]喬慧婷.淺談BIM技術(shù)在電力工程造價(jià)中的應(yīng)用[J].低碳世界，2016（32）.

[3]謝桂華，高煥強(qiáng).談基于BIM的“互聯(lián)網(wǎng)+”施工管理[J].山西建筑，2017（09）.