BIM中的碰撞檢測(cè)技術(shù)在管線綜合中的應(yīng)用及分析

張騁

【摘 要】 本文介紹利用BIM中的管線碰撞檢測(cè)功能優(yōu)化管綜設(shè)計(jì)，對(duì)比分析二維、三維設(shè)計(jì)中的不同，并對(duì)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的碰撞原因進(jìn)行分析，對(duì)碰撞現(xiàn)象進(jìn)行分類，提出了管線分析及優(yōu)化的工作流程。

【關(guān)鍵詞】 管線碰撞；檢測(cè)優(yōu)化管；綜設(shè)計(jì)；碰撞原因

The using and analyzing of intercrossed pipeline in BIM MEPdetection 

Zhang Cheng

(Tianjin architecture design institute BIM design center Tianjin 300074) 

【Abstract】 Introduce the using and analyzing of intercrossed pipelinein BIM MEP detection ,and contrast the different between the model of 2D and 3D,analyze the reason of intercrossed pipeline familiar in usually design, range the phenomenon of intercrossed pipeline, suggest the flow of the pipeline location analyzing and optimizing

【Key words】 Intercrossed-pipeline-detection;Optimizing-the-pipeline-location;Pipeline-intercross-reason

1. 引言

碰撞檢測(cè)是BIM技術(shù)應(yīng)用初期最易實(shí)現(xiàn)、最直觀、最易產(chǎn)生價(jià)值的功能之一。如圖1所示，利用軟件將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型的過(guò)程，不但是個(gè)校正的過(guò)程，解決漏和缺的問(wèn)題，實(shí)際上更是個(gè)模擬施工的過(guò)程，在圖紙中隱藏的空間問(wèn)題可以輕易的暴露出來(lái)，解決錯(cuò)和碰的問(wèn)題。這樣的一個(gè)精細(xì)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的時(shí)間。并且，一個(gè)貼近實(shí)際施工的模型，對(duì)預(yù)算算量的精確度及工作量，能有巨大的提升和降低，對(duì)于施工、物業(yè)管理、后期維修等，均有裨益。一個(gè)質(zhì)量良好的模型，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)，都有著積極的意義。



2. 建模

（1）目前，建模的過(guò)程是爭(zhēng)議比較大的一個(gè)問(wèn)題，一種觀點(diǎn)認(rèn)為：應(yīng)該嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)人圖紙上所繪內(nèi)容建模；另一種認(rèn)為，應(yīng)該在建模過(guò)程中適當(dāng)優(yōu)化，降低后期修改的工作量。筆者對(duì)這兩種觀點(diǎn)均持支持態(tài)度，但是應(yīng)該針對(duì)工程的特點(diǎn)，分別使用兩種方法。

（2）觀點(diǎn)一適用于工程規(guī)模較小，管線較為簡(jiǎn)單，碰撞分析后，設(shè)計(jì)人能夠自行修改完善，不需要利用所建模型的情況。觀點(diǎn)二適用于工程規(guī)模較大，管線復(fù)雜、設(shè)計(jì)人需要多次借助三維模型進(jìn)行管線優(yōu)化，生成大量剖面的情況。觀點(diǎn)一是為了檢測(cè)碰撞而建模，觀點(diǎn)二是為了優(yōu)化管線而建模，兩者目的不同，故在建模時(shí)的手法也應(yīng)該有所不同。

3. 檢測(cè)報(bào)告

碰撞檢測(cè)的操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，將Revit建的模型導(dǎo)入至Navisworks，分揀元素歸至各系統(tǒng)后分別進(jìn)行系統(tǒng)間碰撞檢測(cè)，再利用Navisworks輸出檢測(cè)報(bào)告。但是檢測(cè)報(bào)告中需要提醒注意以下三點(diǎn)：

（1）軟件分析的結(jié)果是及其細(xì)致的，需要人工分析出哪些是重點(diǎn)問(wèn)題，哪些是次要問(wèn)題。有的時(shí)候，解決完主要問(wèn)題后，次要問(wèn)題會(huì)簡(jiǎn)化甚至消失。

（2）不要過(guò)分依賴軟件的碰撞檢測(cè)結(jié)果。某些錯(cuò)誤問(wèn)題不是管線碰撞問(wèn)題，而是管線和空間的沖突，如通過(guò)上蓋為玻璃的共享空間的管線。

（3）管線穿過(guò)混凝土墻體的時(shí)候要注意有沒(méi)有預(yù)留孔洞。



4. 碰撞產(chǎn)生的原因

（1）管綜剖面僅能表示一段距離內(nèi)的管道秩序，空間變化，管綜剖面失效。

管綜剖面是一個(gè)靜態(tài)的截面，前后兩個(gè)截面間的管線布置依賴于邏輯推理，當(dāng)截面空間、管線的數(shù)量發(fā)生變化，邏輯推理中加入了猜測(cè)，那么管綜剖面就不是一個(gè)唯一解，存在多種解決方案，要施工單位來(lái)選擇，必定選最容易實(shí)現(xiàn)的，而設(shè)計(jì)人選對(duì)系統(tǒng)最合理的。是否按圖施工和是否便利施工會(huì)成為雙方爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。這正是二維設(shè)計(jì)中片段化帶來(lái)的多年的習(xí)慣性矛盾。三維模型中所見(jiàn)即所得，直觀明了的特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)人為堅(jiān)持合理化，反駁施工方主張?zhí)峁┝死碚摶A(chǔ)。但是實(shí)際設(shè)計(jì)中，剖面數(shù)量少、剖面處管線簡(jiǎn)單等容易被人指摘的硬傷確實(shí)存在，因此無(wú)論是在二維還是三維設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人都應(yīng)該堅(jiān)持將管綜剖面設(shè)置在管道最復(fù)雜的地方、空間最狹窄的地方、空間變化的地方，這三個(gè)位置的管綜控制好了，碰撞點(diǎn)數(shù)就會(huì)減少很多，即使有碰撞，也是有空間調(diào)整的。

（2）二維向三維轉(zhuǎn)化過(guò)程中，信息不全造成偏差。

在二維設(shè)計(jì)中，有些細(xì)節(jié)問(wèn)題是設(shè)計(jì)師有意無(wú)意忽略的，比如風(fēng)管、水管交叉的翻高、噴淋支管和其他管道的避讓配合等，將這步驟后置給了施工單位，由他們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活調(diào)整翻高、避讓的位置及高度。但是實(shí)際中因?yàn)闆](méi)有考慮翻高避讓的空間，還是業(yè)主經(jīng)常要求設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題。

（3）二維設(shè)計(jì)與管綜剖面缺乏信息交流。

在各專業(yè)開(kāi)始設(shè)計(jì)初期，會(huì)預(yù)先計(jì)劃出一個(gè)管綜方案，確定各專業(yè)管線的標(biāo)高和位置。隨著設(shè)計(jì)的深入，設(shè)計(jì)條件不斷的明確，新的管線陸續(xù)添加，但是設(shè)計(jì)人做出的變化沒(méi)有及時(shí)反映在管綜上，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，等設(shè)計(jì)結(jié)束后，預(yù)綜的管綜和實(shí)際的管綜貌合神離，碰撞數(shù)量大大增加，缺少施工空間。最致命的問(wèn)題是漏項(xiàng)，即使是一個(gè)橋架，由于其需有開(kāi)蓋空間，也會(huì)占用一定的空間。

（4）符號(hào)示意的二維圖紙，與三維真實(shí)模型之間的偏差。

機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)繪制二維圖紙時(shí)，經(jīng)常采用夸張手法和示意的符號(hào)來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，不含實(shí)際管件的尺寸信息，導(dǎo)致安裝困難，例如制冷站內(nèi)的管道，彎頭的尺寸導(dǎo)致高差較小的翻高無(wú)法實(shí)現(xiàn)；固定支架在圖中表示為一根細(xì)線，實(shí)際卻是一個(gè)固定架或是一根鋼梁，形體差異很大。

因此，二維繪圖和三維建模之間不僅僅是一個(gè)工具的轉(zhuǎn)變，更是一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)的思維方式、設(shè)計(jì)習(xí)慣的變革。一方面，由于空間的直觀性，降低了設(shè)計(jì)人對(duì)空間的感知要求，另一方面，由于提前介入施工工藝，又提高了設(shè)計(jì)人對(duì)復(fù)雜空間的處理能力。二維出圖時(shí)可做可不做的事情，在三維建模階段成了不可不做的事情；二維出圖時(shí)抓主要設(shè)備管線，適當(dāng)忽略細(xì)節(jié)的做法，在三維建模階段成細(xì)節(jié)決定管綜空間的反向做法，對(duì)設(shè)計(jì)人的思維與能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)。



5. 碰撞性質(zhì)分類及解決方法

5.1 根據(jù)碰撞產(chǎn)生的原因和重要性，將問(wèn)題分成三類：原則性問(wèn)題、技術(shù)性問(wèn)題、細(xì)節(jié)性問(wèn)題。

（1）原則性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：標(biāo)高、位置錯(cuò)誤；缺、漏項(xiàng)；

問(wèn)題表象：區(qū)域內(nèi)成片碰撞、局部標(biāo)高不足

解決方法：優(yōu)化原設(shè)計(jì)，調(diào)整部分管路走向甚至系統(tǒng)局部調(diào)整。

（2）技術(shù)性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：安裝空間不夠，局部交叉；

問(wèn)題表象：局部碰撞；

解決方法：調(diào)整原設(shè)計(jì)、預(yù)留管線交叉空間。

（3）細(xì)節(jié)性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：圖紙表達(dá)受限、示意性畫(huà)法；

問(wèn)題表象：多點(diǎn)碰撞；

解決方法：增加大樣，說(shuō)明中補(bǔ)充、明確避讓原則。

5.2 分類對(duì)于管綜分析人而言，可以理清思路，對(duì)設(shè)計(jì)人的特點(diǎn)有所了解，可以對(duì)其提出針對(duì)性的整改意見(jiàn)；對(duì)于設(shè)計(jì)人而言，問(wèn)題更加清晰具有條理性，能對(duì)癥下藥，提高優(yōu)化效率。管綜分析人實(shí)際起到了校審的作用，這就對(duì)管綜分析人的專業(yè)素養(yǎng)提出了比較高的要求。

6. 結(jié)語(yǔ)

碰撞檢測(cè)技術(shù)是BIM千里之行的第一步，使用該技術(shù)，我們可以得到設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升、建筑行業(yè)效率的提升，未來(lái)隨著B(niǎo)IM技術(shù)的深入和廣泛展開(kāi)，必然會(huì)對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)發(fā)起變革。在憧憬未來(lái)時(shí)，我們還需面對(duì)當(dāng)下：碰撞檢測(cè)技術(shù)雖然有種種優(yōu)點(diǎn)，但其畢竟只是一個(gè)工具，我們只能利用它發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，分析、修改及優(yōu)化程度還是依賴于設(shè)計(jì)人自身的專業(yè)素養(yǎng)，特別是要求設(shè)計(jì)人對(duì)施工做法的了解，提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)可以肯定的是，碰撞檢測(cè)是二維設(shè)計(jì)時(shí)代向三維設(shè)計(jì)時(shí)代過(guò)渡的產(chǎn)物，隨著三維設(shè)計(jì)的日?；?，設(shè)計(jì)人對(duì)管線位置與空間關(guān)系認(rèn)知能力的提升，碰撞現(xiàn)象會(huì)慢慢消失在日常設(shè)計(jì)過(guò)程中。

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［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-05-813

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【摘 要】 本文介紹利用BIM中的管線碰撞檢測(cè)功能優(yōu)化管綜設(shè)計(jì)，對(duì)比分析二維、三維設(shè)計(jì)中的不同，并對(duì)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的碰撞原因進(jìn)行分析，對(duì)碰撞現(xiàn)象進(jìn)行分類，提出了管線分析及優(yōu)化的工作流程。

【關(guān)鍵詞】 管線碰撞；檢測(cè)優(yōu)化管；綜設(shè)計(jì)；碰撞原因

The using and analyzing of intercrossed pipeline in BIM MEPdetection 

Zhang Cheng

(Tianjin architecture design institute BIM design center Tianjin 300074) 

【Abstract】 Introduce the using and analyzing of intercrossed pipelinein BIM MEP detection ,and contrast the different between the model of 2D and 3D,analyze the reason of intercrossed pipeline familiar in usually design, range the phenomenon of intercrossed pipeline, suggest the flow of the pipeline location analyzing and optimizing

【Key words】 Intercrossed-pipeline-detection;Optimizing-the-pipeline-location;Pipeline-intercross-reason

1. 引言

碰撞檢測(cè)是BIM技術(shù)應(yīng)用初期最易實(shí)現(xiàn)、最直觀、最易產(chǎn)生價(jià)值的功能之一。如圖1所示，利用軟件將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型的過(guò)程，不但是個(gè)校正的過(guò)程，解決漏和缺的問(wèn)題，實(shí)際上更是個(gè)模擬施工的過(guò)程，在圖紙中隱藏的空間問(wèn)題可以輕易的暴露出來(lái)，解決錯(cuò)和碰的問(wèn)題。這樣的一個(gè)精細(xì)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的時(shí)間。并且，一個(gè)貼近實(shí)際施工的模型，對(duì)預(yù)算算量的精確度及工作量，能有巨大的提升和降低，對(duì)于施工、物業(yè)管理、后期維修等，均有裨益。一個(gè)質(zhì)量良好的模型，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)，都有著積極的意義。

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2. 建模

（1）目前，建模的過(guò)程是爭(zhēng)議比較大的一個(gè)問(wèn)題，一種觀點(diǎn)認(rèn)為：應(yīng)該嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)人圖紙上所繪內(nèi)容建模；另一種認(rèn)為，應(yīng)該在建模過(guò)程中適當(dāng)優(yōu)化，降低后期修改的工作量。筆者對(duì)這兩種觀點(diǎn)均持支持態(tài)度，但是應(yīng)該針對(duì)工程的特點(diǎn)，分別使用兩種方法。

（2）觀點(diǎn)一適用于工程規(guī)模較小，管線較為簡(jiǎn)單，碰撞分析后，設(shè)計(jì)人能夠自行修改完善，不需要利用所建模型的情況。觀點(diǎn)二適用于工程規(guī)模較大，管線復(fù)雜、設(shè)計(jì)人需要多次借助三維模型進(jìn)行管線優(yōu)化，生成大量剖面的情況。觀點(diǎn)一是為了檢測(cè)碰撞而建模，觀點(diǎn)二是為了優(yōu)化管線而建模，兩者目的不同，故在建模時(shí)的手法也應(yīng)該有所不同。

3. 檢測(cè)報(bào)告

碰撞檢測(cè)的操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，將Revit建的模型導(dǎo)入至Navisworks，分揀元素歸至各系統(tǒng)后分別進(jìn)行系統(tǒng)間碰撞檢測(cè)，再利用Navisworks輸出檢測(cè)報(bào)告。但是檢測(cè)報(bào)告中需要提醒注意以下三點(diǎn)：

（1）軟件分析的結(jié)果是及其細(xì)致的，需要人工分析出哪些是重點(diǎn)問(wèn)題，哪些是次要問(wèn)題。有的時(shí)候，解決完主要問(wèn)題后，次要問(wèn)題會(huì)簡(jiǎn)化甚至消失。

（2）不要過(guò)分依賴軟件的碰撞檢測(cè)結(jié)果。某些錯(cuò)誤問(wèn)題不是管線碰撞問(wèn)題，而是管線和空間的沖突，如通過(guò)上蓋為玻璃的共享空間的管線。

（3）管線穿過(guò)混凝土墻體的時(shí)候要注意有沒(méi)有預(yù)留孔洞。

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4. 碰撞產(chǎn)生的原因

（1）管綜剖面僅能表示一段距離內(nèi)的管道秩序，空間變化，管綜剖面失效。

管綜剖面是一個(gè)靜態(tài)的截面，前后兩個(gè)截面間的管線布置依賴于邏輯推理，當(dāng)截面空間、管線的數(shù)量發(fā)生變化，邏輯推理中加入了猜測(cè)，那么管綜剖面就不是一個(gè)唯一解，存在多種解決方案，要施工單位來(lái)選擇，必定選最容易實(shí)現(xiàn)的，而設(shè)計(jì)人選對(duì)系統(tǒng)最合理的。是否按圖施工和是否便利施工會(huì)成為雙方爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。這正是二維設(shè)計(jì)中片段化帶來(lái)的多年的習(xí)慣性矛盾。三維模型中所見(jiàn)即所得，直觀明了的特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)人為堅(jiān)持合理化，反駁施工方主張?zhí)峁┝死碚摶A(chǔ)。但是實(shí)際設(shè)計(jì)中，剖面數(shù)量少、剖面處管線簡(jiǎn)單等容易被人指摘的硬傷確實(shí)存在，因此無(wú)論是在二維還是三維設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人都應(yīng)該堅(jiān)持將管綜剖面設(shè)置在管道最復(fù)雜的地方、空間最狹窄的地方、空間變化的地方，這三個(gè)位置的管綜控制好了，碰撞點(diǎn)數(shù)就會(huì)減少很多，即使有碰撞，也是有空間調(diào)整的。

（2）二維向三維轉(zhuǎn)化過(guò)程中，信息不全造成偏差。

在二維設(shè)計(jì)中，有些細(xì)節(jié)問(wèn)題是設(shè)計(jì)師有意無(wú)意忽略的，比如風(fēng)管、水管交叉的翻高、噴淋支管和其他管道的避讓配合等，將這步驟后置給了施工單位，由他們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活調(diào)整翻高、避讓的位置及高度。但是實(shí)際中因?yàn)闆](méi)有考慮翻高避讓的空間，還是業(yè)主經(jīng)常要求設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題。

（3）二維設(shè)計(jì)與管綜剖面缺乏信息交流。

在各專業(yè)開(kāi)始設(shè)計(jì)初期，會(huì)預(yù)先計(jì)劃出一個(gè)管綜方案，確定各專業(yè)管線的標(biāo)高和位置。隨著設(shè)計(jì)的深入，設(shè)計(jì)條件不斷的明確，新的管線陸續(xù)添加，但是設(shè)計(jì)人做出的變化沒(méi)有及時(shí)反映在管綜上，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，等設(shè)計(jì)結(jié)束后，預(yù)綜的管綜和實(shí)際的管綜貌合神離，碰撞數(shù)量大大增加，缺少施工空間。最致命的問(wèn)題是漏項(xiàng)，即使是一個(gè)橋架，由于其需有開(kāi)蓋空間，也會(huì)占用一定的空間。

（4）符號(hào)示意的二維圖紙，與三維真實(shí)模型之間的偏差。

機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)繪制二維圖紙時(shí)，經(jīng)常采用夸張手法和示意的符號(hào)來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，不含實(shí)際管件的尺寸信息，導(dǎo)致安裝困難，例如制冷站內(nèi)的管道，彎頭的尺寸導(dǎo)致高差較小的翻高無(wú)法實(shí)現(xiàn)；固定支架在圖中表示為一根細(xì)線，實(shí)際卻是一個(gè)固定架或是一根鋼梁，形體差異很大。

因此，二維繪圖和三維建模之間不僅僅是一個(gè)工具的轉(zhuǎn)變，更是一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)的思維方式、設(shè)計(jì)習(xí)慣的變革。一方面，由于空間的直觀性，降低了設(shè)計(jì)人對(duì)空間的感知要求，另一方面，由于提前介入施工工藝，又提高了設(shè)計(jì)人對(duì)復(fù)雜空間的處理能力。二維出圖時(shí)可做可不做的事情，在三維建模階段成了不可不做的事情；二維出圖時(shí)抓主要設(shè)備管線，適當(dāng)忽略細(xì)節(jié)的做法，在三維建模階段成細(xì)節(jié)決定管綜空間的反向做法，對(duì)設(shè)計(jì)人的思維與能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)。

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5. 碰撞性質(zhì)分類及解決方法

5.1 根據(jù)碰撞產(chǎn)生的原因和重要性，將問(wèn)題分成三類：原則性問(wèn)題、技術(shù)性問(wèn)題、細(xì)節(jié)性問(wèn)題。

（1）原則性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：標(biāo)高、位置錯(cuò)誤；缺、漏項(xiàng)；

問(wèn)題表象：區(qū)域內(nèi)成片碰撞、局部標(biāo)高不足

解決方法：優(yōu)化原設(shè)計(jì)，調(diào)整部分管路走向甚至系統(tǒng)局部調(diào)整。

（2）技術(shù)性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：安裝空間不夠，局部交叉；

問(wèn)題表象：局部碰撞；

解決方法：調(diào)整原設(shè)計(jì)、預(yù)留管線交叉空間。

（3）細(xì)節(jié)性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：圖紙表達(dá)受限、示意性畫(huà)法；

問(wèn)題表象：多點(diǎn)碰撞；

解決方法：增加大樣，說(shuō)明中補(bǔ)充、明確避讓原則。

5.2 分類對(duì)于管綜分析人而言，可以理清思路，對(duì)設(shè)計(jì)人的特點(diǎn)有所了解，可以對(duì)其提出針對(duì)性的整改意見(jiàn)；對(duì)于設(shè)計(jì)人而言，問(wèn)題更加清晰具有條理性，能對(duì)癥下藥，提高優(yōu)化效率。管綜分析人實(shí)際起到了校審的作用，這就對(duì)管綜分析人的專業(yè)素養(yǎng)提出了比較高的要求。

6. 結(jié)語(yǔ)

碰撞檢測(cè)技術(shù)是BIM千里之行的第一步，使用該技術(shù)，我們可以得到設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升、建筑行業(yè)效率的提升，未來(lái)隨著B(niǎo)IM技術(shù)的深入和廣泛展開(kāi)，必然會(huì)對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)發(fā)起變革。在憧憬未來(lái)時(shí)，我們還需面對(duì)當(dāng)下：碰撞檢測(cè)技術(shù)雖然有種種優(yōu)點(diǎn)，但其畢竟只是一個(gè)工具，我們只能利用它發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，分析、修改及優(yōu)化程度還是依賴于設(shè)計(jì)人自身的專業(yè)素養(yǎng)，特別是要求設(shè)計(jì)人對(duì)施工做法的了解，提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)可以肯定的是，碰撞檢測(cè)是二維設(shè)計(jì)時(shí)代向三維設(shè)計(jì)時(shí)代過(guò)渡的產(chǎn)物，隨著三維設(shè)計(jì)的日常化，設(shè)計(jì)人對(duì)管線位置與空間關(guān)系認(rèn)知能力的提升，碰撞現(xiàn)象會(huì)慢慢消失在日常設(shè)計(jì)過(guò)程中。

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［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-05-813

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【摘 要】 本文介紹利用BIM中的管線碰撞檢測(cè)功能優(yōu)化管綜設(shè)計(jì)，對(duì)比分析二維、三維設(shè)計(jì)中的不同，并對(duì)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的碰撞原因進(jìn)行分析，對(duì)碰撞現(xiàn)象進(jìn)行分類，提出了管線分析及優(yōu)化的工作流程。

【關(guān)鍵詞】 管線碰撞；檢測(cè)優(yōu)化管；綜設(shè)計(jì)；碰撞原因

The using and analyzing of intercrossed pipeline in BIM MEPdetection 

Zhang Cheng

(Tianjin architecture design institute BIM design center Tianjin 300074) 

【Abstract】 Introduce the using and analyzing of intercrossed pipelinein BIM MEP detection ,and contrast the different between the model of 2D and 3D,analyze the reason of intercrossed pipeline familiar in usually design, range the phenomenon of intercrossed pipeline, suggest the flow of the pipeline location analyzing and optimizing

【Key words】 Intercrossed-pipeline-detection;Optimizing-the-pipeline-location;Pipeline-intercross-reason

1. 引言

碰撞檢測(cè)是BIM技術(shù)應(yīng)用初期最易實(shí)現(xiàn)、最直觀、最易產(chǎn)生價(jià)值的功能之一。如圖1所示，利用軟件將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型的過(guò)程，不但是個(gè)校正的過(guò)程，解決漏和缺的問(wèn)題，實(shí)際上更是個(gè)模擬施工的過(guò)程，在圖紙中隱藏的空間問(wèn)題可以輕易的暴露出來(lái)，解決錯(cuò)和碰的問(wèn)題。這樣的一個(gè)精細(xì)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的時(shí)間。并且，一個(gè)貼近實(shí)際施工的模型，對(duì)預(yù)算算量的精確度及工作量，能有巨大的提升和降低，對(duì)于施工、物業(yè)管理、后期維修等，均有裨益。一個(gè)質(zhì)量良好的模型，對(duì)于整個(gè)建筑行業(yè)，都有著積極的意義。

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2. 建模

（1）目前，建模的過(guò)程是爭(zhēng)議比較大的一個(gè)問(wèn)題，一種觀點(diǎn)認(rèn)為：應(yīng)該嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)人圖紙上所繪內(nèi)容建模；另一種認(rèn)為，應(yīng)該在建模過(guò)程中適當(dāng)優(yōu)化，降低后期修改的工作量。筆者對(duì)這兩種觀點(diǎn)均持支持態(tài)度，但是應(yīng)該針對(duì)工程的特點(diǎn)，分別使用兩種方法。

（2）觀點(diǎn)一適用于工程規(guī)模較小，管線較為簡(jiǎn)單，碰撞分析后，設(shè)計(jì)人能夠自行修改完善，不需要利用所建模型的情況。觀點(diǎn)二適用于工程規(guī)模較大，管線復(fù)雜、設(shè)計(jì)人需要多次借助三維模型進(jìn)行管線優(yōu)化，生成大量剖面的情況。觀點(diǎn)一是為了檢測(cè)碰撞而建模，觀點(diǎn)二是為了優(yōu)化管線而建模，兩者目的不同，故在建模時(shí)的手法也應(yīng)該有所不同。

3. 檢測(cè)報(bào)告

碰撞檢測(cè)的操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，將Revit建的模型導(dǎo)入至Navisworks，分揀元素歸至各系統(tǒng)后分別進(jìn)行系統(tǒng)間碰撞檢測(cè)，再利用Navisworks輸出檢測(cè)報(bào)告。但是檢測(cè)報(bào)告中需要提醒注意以下三點(diǎn)：

（1）軟件分析的結(jié)果是及其細(xì)致的，需要人工分析出哪些是重點(diǎn)問(wèn)題，哪些是次要問(wèn)題。有的時(shí)候，解決完主要問(wèn)題后，次要問(wèn)題會(huì)簡(jiǎn)化甚至消失。

（2）不要過(guò)分依賴軟件的碰撞檢測(cè)結(jié)果。某些錯(cuò)誤問(wèn)題不是管線碰撞問(wèn)題，而是管線和空間的沖突，如通過(guò)上蓋為玻璃的共享空間的管線。

（3）管線穿過(guò)混凝土墻體的時(shí)候要注意有沒(méi)有預(yù)留孔洞。



4. 碰撞產(chǎn)生的原因

（1）管綜剖面僅能表示一段距離內(nèi)的管道秩序，空間變化，管綜剖面失效。

管綜剖面是一個(gè)靜態(tài)的截面，前后兩個(gè)截面間的管線布置依賴于邏輯推理，當(dāng)截面空間、管線的數(shù)量發(fā)生變化，邏輯推理中加入了猜測(cè)，那么管綜剖面就不是一個(gè)唯一解，存在多種解決方案，要施工單位來(lái)選擇，必定選最容易實(shí)現(xiàn)的，而設(shè)計(jì)人選對(duì)系統(tǒng)最合理的。是否按圖施工和是否便利施工會(huì)成為雙方爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。這正是二維設(shè)計(jì)中片段化帶來(lái)的多年的習(xí)慣性矛盾。三維模型中所見(jiàn)即所得，直觀明了的特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)人為堅(jiān)持合理化，反駁施工方主張?zhí)峁┝死碚摶A(chǔ)。但是實(shí)際設(shè)計(jì)中，剖面數(shù)量少、剖面處管線簡(jiǎn)單等容易被人指摘的硬傷確實(shí)存在，因此無(wú)論是在二維還是三維設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人都應(yīng)該堅(jiān)持將管綜剖面設(shè)置在管道最復(fù)雜的地方、空間最狹窄的地方、空間變化的地方，這三個(gè)位置的管綜控制好了，碰撞點(diǎn)數(shù)就會(huì)減少很多，即使有碰撞，也是有空間調(diào)整的。

（2）二維向三維轉(zhuǎn)化過(guò)程中，信息不全造成偏差。

在二維設(shè)計(jì)中，有些細(xì)節(jié)問(wèn)題是設(shè)計(jì)師有意無(wú)意忽略的，比如風(fēng)管、水管交叉的翻高、噴淋支管和其他管道的避讓配合等，將這步驟后置給了施工單位，由他們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活調(diào)整翻高、避讓的位置及高度。但是實(shí)際中因?yàn)闆](méi)有考慮翻高避讓的空間，還是業(yè)主經(jīng)常要求設(shè)計(jì)人現(xiàn)場(chǎng)解決問(wèn)題。

（3）二維設(shè)計(jì)與管綜剖面缺乏信息交流。

在各專業(yè)開(kāi)始設(shè)計(jì)初期，會(huì)預(yù)先計(jì)劃出一個(gè)管綜方案，確定各專業(yè)管線的標(biāo)高和位置。隨著設(shè)計(jì)的深入，設(shè)計(jì)條件不斷的明確，新的管線陸續(xù)添加，但是設(shè)計(jì)人做出的變化沒(méi)有及時(shí)反映在管綜上，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，等設(shè)計(jì)結(jié)束后，預(yù)綜的管綜和實(shí)際的管綜貌合神離，碰撞數(shù)量大大增加，缺少施工空間。最致命的問(wèn)題是漏項(xiàng)，即使是一個(gè)橋架，由于其需有開(kāi)蓋空間，也會(huì)占用一定的空間。

（4）符號(hào)示意的二維圖紙，與三維真實(shí)模型之間的偏差。

機(jī)電專業(yè)設(shè)計(jì)繪制二維圖紙時(shí)，經(jīng)常采用夸張手法和示意的符號(hào)來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，不含實(shí)際管件的尺寸信息，導(dǎo)致安裝困難，例如制冷站內(nèi)的管道，彎頭的尺寸導(dǎo)致高差較小的翻高無(wú)法實(shí)現(xiàn)；固定支架在圖中表示為一根細(xì)線，實(shí)際卻是一個(gè)固定架或是一根鋼梁，形體差異很大。

因此，二維繪圖和三維建模之間不僅僅是一個(gè)工具的轉(zhuǎn)變，更是一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)的思維方式、設(shè)計(jì)習(xí)慣的變革。一方面，由于空間的直觀性，降低了設(shè)計(jì)人對(duì)空間的感知要求，另一方面，由于提前介入施工工藝，又提高了設(shè)計(jì)人對(duì)復(fù)雜空間的處理能力。二維出圖時(shí)可做可不做的事情，在三維建模階段成了不可不做的事情；二維出圖時(shí)抓主要設(shè)備管線，適當(dāng)忽略細(xì)節(jié)的做法，在三維建模階段成細(xì)節(jié)決定管綜空間的反向做法，對(duì)設(shè)計(jì)人的思維與能力都提出了巨大的挑戰(zhàn)。

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5. 碰撞性質(zhì)分類及解決方法

5.1 根據(jù)碰撞產(chǎn)生的原因和重要性，將問(wèn)題分成三類：原則性問(wèn)題、技術(shù)性問(wèn)題、細(xì)節(jié)性問(wèn)題。

（1）原則性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：標(biāo)高、位置錯(cuò)誤；缺、漏項(xiàng)；

問(wèn)題表象：區(qū)域內(nèi)成片碰撞、局部標(biāo)高不足

解決方法：優(yōu)化原設(shè)計(jì)，調(diào)整部分管路走向甚至系統(tǒng)局部調(diào)整。

（2）技術(shù)性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：安裝空間不夠，局部交叉；

問(wèn)題表象：局部碰撞；

解決方法：調(diào)整原設(shè)計(jì)、預(yù)留管線交叉空間。

（3）細(xì)節(jié)性問(wèn)題。

問(wèn)題原因：圖紙表達(dá)受限、示意性畫(huà)法；

問(wèn)題表象：多點(diǎn)碰撞；

解決方法：增加大樣，說(shuō)明中補(bǔ)充、明確避讓原則。

5.2 分類對(duì)于管綜分析人而言，可以理清思路，對(duì)設(shè)計(jì)人的特點(diǎn)有所了解，可以對(duì)其提出針對(duì)性的整改意見(jiàn)；對(duì)于設(shè)計(jì)人而言，問(wèn)題更加清晰具有條理性，能對(duì)癥下藥，提高優(yōu)化效率。管綜分析人實(shí)際起到了校審的作用，這就對(duì)管綜分析人的專業(yè)素養(yǎng)提出了比較高的要求。

6. 結(jié)語(yǔ)

碰撞檢測(cè)技術(shù)是BIM千里之行的第一步，使用該技術(shù)，我們可以得到設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升、建筑行業(yè)效率的提升，未來(lái)隨著B(niǎo)IM技術(shù)的深入和廣泛展開(kāi)，必然會(huì)對(duì)整個(gè)建筑行業(yè)發(fā)起變革。在憧憬未來(lái)時(shí)，我們還需面對(duì)當(dāng)下：碰撞檢測(cè)技術(shù)雖然有種種優(yōu)點(diǎn)，但其畢竟只是一個(gè)工具，我們只能利用它發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，分析、修改及優(yōu)化程度還是依賴于設(shè)計(jì)人自身的專業(yè)素養(yǎng)，特別是要求設(shè)計(jì)人對(duì)施工做法的了解，提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)可以肯定的是，碰撞檢測(cè)是二維設(shè)計(jì)時(shí)代向三維設(shè)計(jì)時(shí)代過(guò)渡的產(chǎn)物，隨著三維設(shè)計(jì)的日常化，設(shè)計(jì)人對(duì)管線位置與空間關(guān)系認(rèn)知能力的提升，碰撞現(xiàn)象會(huì)慢慢消失在日常設(shè)計(jì)過(guò)程中。

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［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-05-813

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