探討三維仿真技術(shù)在建筑給排水管道施工中的運(yùn)用問題

陳琳

摘 要：建筑給排水管道工程具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、涉及面較廣和與其他專業(yè)交叉點(diǎn)比較多的特點(diǎn)，常規(guī)的二維平面設(shè)計在其應(yīng)用過程中不夠直觀，因此三維仿真技術(shù)在管道工程中得到了很好的應(yīng)用。主要對三維仿真技術(shù)在管道工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：建筑給排水；管道施工；二維平面；三維仿真技術(shù)

中圖分類號：TU82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.141

在建筑工程不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，人們對建筑給排水系統(tǒng)提出了更多的要求。本文主要在對常用三維仿真軟件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，探討了建筑給排水管道施工的三維仿真軟件技術(shù)的選擇和應(yīng)用。

1 常用的三維仿真軟件分析

1.1 Maya軟件

該軟件是當(dāng)前三維動畫領(lǐng)域中的佼佼者，其通過三維建模功能、動畫制作功能、視覺特效功能和畫面渲染功能的完美結(jié)合，使構(gòu)建出的三維模型的材料質(zhì)感和光學(xué)效果較為逼真，同時還可以通過先進(jìn)的物理學(xué)體系，實現(xiàn)運(yùn)動現(xiàn)象的仿真和模擬。

1.2 3Ds Max

該軟件也是由美國公司推出的在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的三維仿真軟件，其在三維建模、光效控制、材質(zhì)選擇和末期制作等方面有著較為完善的功能，具有三維視圖直觀、操作界面簡單、建模效率高且渲染效果優(yōu)良的特點(diǎn)。

1.3 Autodesk Revit MEP軟件

Autodesk Revit MEP軟件是一款依據(jù)建筑信息模型基本理念、面向管道工程和設(shè)備工程的三維仿真軟件。在其基礎(chǔ)上創(chuàng)建的三維仿真模型集合了建筑物的各類設(shè)計參數(shù)，其建筑信息模型可以貫穿于整個建筑規(guī)劃、設(shè)施施工與營運(yùn)管理過程，并且有效減少了各個配套設(shè)備專業(yè)之間的矛盾和沖突問題，最終達(dá)到合理布置管道的目的。這也是目前我國應(yīng)用最為廣泛的建模軟件。

2 建筑給排水工程三維仿真軟件的選擇

2.1 管道碰撞問題的產(chǎn)生及危害

建筑給排水工程的管道碰撞和交叉問題主要是由于其在前期設(shè)計階段中的疏忽和多專業(yè)重疊造成的，其危害問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①管道交叉和碰撞問題是建筑給排水系統(tǒng)中專業(yè)配套之間的矛盾集中點(diǎn)，特別是在可利用空間相對較小，但是各類管道都需要在此集中經(jīng)過，專業(yè)協(xié)調(diào)與溝通不到位的情況下就會對現(xiàn)場施工造成極大影響。②為了解決施工階段的管道碰撞和交叉問題，實際情況中會采取管道提前轉(zhuǎn)彎或改變坡度等措施。該類型的舉措雖然在一定程度上解決了管道碰撞和交叉問題，但卻又改變了管道布置的基本形態(tài)，對室內(nèi)美觀和建筑空間造成了一定的影響。

2.2 管道碰撞處理的三維仿真軟件的選擇

我們在實際項目建設(shè)過程中，通過幾款應(yīng)用軟件的實際操作，對比其優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)Autodesk Revit MEP是一款采用參數(shù)驅(qū)動系統(tǒng)來構(gòu)建建筑信息模型，并對管道工程進(jìn)行優(yōu)化處理的三維仿真軟件。

3 建筑給排水工程三維仿真軟件的應(yīng)用

3.1 三維仿真模型的構(gòu)建

首先在采用Autodesk Revit MEP三維仿真軟件的基礎(chǔ)上創(chuàng)建出相應(yīng)的建筑給排水系統(tǒng)建筑信息模型的初始文件，并通過建筑給排水系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置情況對建筑信息模型進(jìn)行完善和進(jìn)一步補(bǔ)充。

其次應(yīng)建立起工作集，建筑項目通常情況下是由多個專業(yè)共同組成的系統(tǒng)性工程，因此可以根據(jù)實際情況建立起工程需要的多個工作集，例如給排水、電氣設(shè)備、通風(fēng)空調(diào)等建筑模型建立起自己的工作集。

3.2 碰撞檢查

對于建筑給排水工程的管道碰撞檢查來說，其主要是管道之間和結(jié)構(gòu)專業(yè)之間的梁柱碰撞檢查。首先，可以采用Autodesk Revit MEP三維仿真軟件，在建筑信息模型中分別導(dǎo)出排水管道和結(jié)構(gòu)梁柱的nwc格式文件，并將其添加到Navisworks軟件中。隨后在Navisworks軟件中將排水管道和結(jié)構(gòu)梁柱作為主要的碰撞檢查對象進(jìn)行管道碰撞的自動檢查，并最終得出區(qū)域內(nèi)的管道碰撞數(shù)目。在其生成的碰撞檢查報告中，可以得出有效的碰撞點(diǎn)位置信息以及管道碰撞位置的三維圖像，最終可以根據(jù)以上信息返回到Autodesk Revit MEP軟件中對管道碰撞和檢查情況進(jìn)行修改處理。其實，在實際工程中，同一個平面內(nèi)一般都不止一個專業(yè)，給排水管道除了自己碰撞外，還會與線槽線管、風(fēng)管等碰撞，所以建模過程中一般都會將幾個專業(yè)綜合在一起進(jìn)行碰撞試驗。某在建辦公、商務(wù)中心工程，地下室有生活給排水專業(yè)、消防水系統(tǒng)、防排煙專業(yè)、電氣專業(yè)等，還有各種管道、線槽、橋架、母線槽，風(fēng)管等錯綜復(fù)雜，現(xiàn)場施工前如果沒有進(jìn)行三維建模和碰撞試驗，根本無法進(jìn)行施工。該工程的塔樓為辦公室，走廊公共區(qū)域管線也比較多，通過三維建模和碰撞試驗，不僅令各專業(yè)施工能順利進(jìn)行，而且提高了觀感性，各種管線錯落有致。更重要的是，通過三維建模和碰撞試驗，能夠更好地控制管道的標(biāo)高，這對提高層間標(biāo)高至關(guān)重要，可以避免空間的浪費(fèi)，提高建筑物使用率，為業(yè)主帶來更高的收益。

3.3 管材用量統(tǒng)計

建筑信息模型建立的另一個重要目的就是對施工過程中的管材和附件用量進(jìn)行統(tǒng)計，這也是Autodesk Revit MEP三維仿真軟件的優(yōu)勢所在。其在對給排水管道的碰撞和交叉情況檢查完畢之后，通過對存在的問題進(jìn)行整改和處理，從而對整個建筑給排水系統(tǒng)中所使用的各類管材、附件的數(shù)量進(jìn)行全面統(tǒng)計，大大提高了施工管理的工作效率。

4 結(jié)束語

通過三維仿真軟件構(gòu)建建筑信息模型的三維仿真技術(shù)當(dāng)前在我國的一線城市應(yīng)用較多。目前，我國對于該種軟件和技術(shù)的應(yīng)用主要依靠國外引進(jìn)，其軟件設(shè)計規(guī)范和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)與我國的國情存在不相符的情況，因此在對其進(jìn)行研究和應(yīng)用的過程中，應(yīng)根據(jù)我國實際情況對其進(jìn)行改進(jìn)處理，從而更好地將其在國內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用，提高施工效率和建筑觀感度。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕