應(yīng)用BIM的綜合管廊三維建模探討

李家斌

摘 要：目前建筑信息模型（BIM）作為一項(xiàng)新的信息技術(shù)，其在國(guó)內(nèi)受到了廣泛關(guān)注，BIM的應(yīng)用也越來(lái)越多。本文結(jié)合某市綜合管廊建設(shè)實(shí)例，探討了基于BIM的三維模型構(gòu)建方法，包括結(jié)構(gòu)元素建模、管道建模和項(xiàng)目展示等，相信對(duì)從事相關(guān)的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：市政 綜合管廊 BIM 三維模型

中圖分類號(hào)：TU992 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）07（c）-0034-02

在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)環(huán)境下，機(jī)電各專業(yè)的設(shè)計(jì)互相獨(dú)立，且受限于二維設(shè)計(jì)圖紙的局限性，在無(wú)法將建筑信息完全表達(dá)的情況下，MEP（Mechanical，Electrical and Plumbing）方案經(jīng)常出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，如管線沖突等，這需要設(shè)計(jì)單位、施工單位等進(jìn)行及時(shí)溝通協(xié)調(diào)和修改，如果處理不當(dāng)將導(dǎo)致工期拖延。

BIM具備可視化和可優(yōu)化性的特點(diǎn)，能為各專業(yè)的設(shè)計(jì)提供一個(gè)協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，將BIM應(yīng)用于MEP設(shè)計(jì)可以解決目前MEP設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。

1 項(xiàng)目概述

在城市市政管網(wǎng)的主干線上設(shè)置綜合管廊是城市安全、健康發(fā)展的有力手段。某市古城中街交口、區(qū)內(nèi)管網(wǎng)干管（ 包含熱力、給水、電信、電力管線）均經(jīng)此處交匯轉(zhuǎn)輸，建設(shè)綜合管廊優(yōu)勢(shì)明顯，且因地處片區(qū)負(fù)荷中心和市政府核心區(qū)域，要求一次性建設(shè)好，無(wú)需再行開(kāi)挖，因此，需預(yù)留未來(lái)發(fā)展空間。

除此之外，該交叉口還承擔(dān)了兩條主干路間地下人行通道的任務(wù)，共計(jì)8個(gè)人行出入口、市政管廊水電艙與熱力艙分隔下穿人行通道。水電艙凈尺寸為3.3m×2.7m，熱力艙凈尺寸為2.3m×2.7m。

2 模型建立

BIM是三維設(shè)計(jì)的代稱，并不專指某款軟件，目前應(yīng)用較廣的三維設(shè)計(jì)軟件有Graphisoft公司的ArchiCAD以及Autodesk公司的Revit，兩款軟件均為建筑軟件，應(yīng)用于市政工程設(shè)計(jì)時(shí)，相比較Archi CAD更能符合設(shè)計(jì)人的操作習(xí)慣，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)自己在二維設(shè)計(jì)中積累的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣快速地建立三維建筑模型并自動(dòng)生成平立剖面圖，配合MEP水暖電插件，可以在同一個(gè)模型中布設(shè)管道系統(tǒng)，完整表現(xiàn)構(gòu)筑物及管道綜合。

此外，Archi CAD還可以生成虛擬漫游文件，用戶無(wú)需安裝軟件即可在個(gè)人電腦上瀏覽整個(gè)模型，用來(lái)做匯報(bào)非常方便。

2.1 結(jié)構(gòu)元素建模

首先是管廊的建模，其結(jié)構(gòu)元素搭建主要使用墻梁板柱工具，局部異型使用復(fù)雜截面或殼體、變形體完成，注意區(qū)分圖層與材質(zhì)。作為與二維設(shè)計(jì)的區(qū)別之一，三維設(shè)計(jì)每一筆畫(huà)出的都是虛擬實(shí)體，有必要養(yǎng)成操作幾步就觀察一下三維視角的習(xí)慣，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題。

2.2 管道建模

管道建模使用軟件自帶的MEP（水暖電插件），不同種類管線預(yù)設(shè)置不同顏色的MEP系統(tǒng)，通過(guò)在布設(shè)過(guò)程中設(shè)置管道直徑、標(biāo)高信息，可連續(xù)畫(huà)出不同管徑、標(biāo)高、傾斜角度的連續(xù)管段，彎頭及異徑管根據(jù)設(shè)置將自動(dòng)添加，設(shè)計(jì)中管線綜合依據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB 50289—98）及各種管線相關(guān)規(guī)范進(jìn)行避讓調(diào)整。

圖1為包含結(jié)構(gòu)元素和管道系統(tǒng)的完整道路交口綜合管廊及地下通道模型。模型建成后，使用剖面圖工具在模型任意位置剖切，可自動(dòng)生成相應(yīng)剖面圖，并可直接在其中添加標(biāo)注，任意剖切是三維設(shè)計(jì)軟件的主要優(yōu)勢(shì)之一，且剖面圖與模型聯(lián)動(dòng)，一處修改同步更新，非常方便。

由于道路管廊的特殊性，有時(shí)需要做非垂直的折剖，例如：兩個(gè)接入口成170°交角，這種情況Archi CAD無(wú)法剖切仍需手繪，為了保持出圖風(fēng)格一致，本子項(xiàng)出圖仍為Auto CAD繪制，但自動(dòng)生成的剖面發(fā)揮了很好的參考作用，減輕腦力消除錯(cuò)漏。

圖2、圖3為不同剖面的三維視角。

2.3 項(xiàng)目展示

創(chuàng)建的模型可以采用多種方式進(jìn)行展示匯報(bào)，Archi CAD創(chuàng)建的模型可以導(dǎo)出至Artlantis進(jìn)行照片渲染或動(dòng)畫(huà)制作，除此以外還可以生成一個(gè)exe可執(zhí)行文件，用戶無(wú)需安裝軟件即可在個(gè)人電腦上瀏覽整個(gè)模型，在瀏覽的同時(shí)可以查看模型信息及距離測(cè)量。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM作為一種嶄新的設(shè)計(jì)手段，目前還有許多問(wèn)題亟待解決，比如：設(shè)計(jì)流程改變后多專業(yè)間的協(xié)同、三維設(shè)計(jì)規(guī)范的建立、不可避免增加工作量是否值得的爭(zhēng)論等，這些都需要進(jìn)行不斷的實(shí)踐與改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李亞?wèn)|，郎灝川，吳天華.基于BIM實(shí)施的工程質(zhì)量管理[J].施工技術(shù)，2013（15）：20-22，112.

[2] 李亞?wèn)|，郎灝川，吳天華.現(xiàn)場(chǎng)掃描結(jié)合BIM技術(shù)在工程實(shí)施中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2012（18）：19-22.

[3] 楊科，康登澤，車傳波，等.基于BIM的碰撞檢查在協(xié)同設(shè)計(jì)中的研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013（4）：71-75，98.

[4] 楊遠(yuǎn)豐，蔡曉寶.三維管線綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐與技術(shù)探討[J].建筑技藝，2011（Z1）：154-159.

[5] 李雄華.BIM技術(shù)在給水排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué)，2009.endprint