采用BIM技術(shù)對施工過程中各種管線的碰撞檢測

王小川

摘要：最近這幾年，BIM技術(shù)在我國開始興起與發(fā)展，在機電安裝方面應(yīng)用逐漸普及，利用BIM技術(shù)進行建模，從而對安裝中的管線進行合理地排布或開展碰撞檢驗，找出管線布置的最佳方案，避免由于設(shè)計錯誤而出現(xiàn)后期返工、工期延誤等問題。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);管線;碰撞檢測

工程中，由于施工現(xiàn)場的實際情況復(fù)雜多變，特別是當(dāng)項目的工程節(jié)點復(fù)雜、構(gòu)件布置密集交錯時，二維平面圖紙無法翔實的表達設(shè)計意圖，不能滿足實際施工的要求。文章通過BIM技術(shù)這一手段，進行三維參數(shù)化建模、將三維BIM模型與二維CAD圖紙進行圖紙審核和模型碰撞檢查等，進行深化設(shè)計建模，通過建模生成節(jié)點詳細(xì)做法，利用BIM的三維可視化，依靠BIM參數(shù)化的精確性，將設(shè)計意圖、施工方案意圖傳遞給現(xiàn)場的施工人員，以期為項目實施提供了精確的數(shù)據(jù)模型。

1 BIM技術(shù)概述

BIM（建筑信息模型）技術(shù)率先由美國ChuckEastman教授提出，描述為一種基于計算機建筑模型，以便于建筑的可視化，提高工程效率。隨著BIM技術(shù)的迅猛發(fā)展，其在發(fā)達國家也相繼發(fā)展起來，各國對于BIM技術(shù)的定義也不同。BIM技術(shù)在20世紀(jì)90年代進入中國，在國內(nèi)也發(fā)展了數(shù)十年，其在房屋建筑方面已經(jīng)取得了顯著成效，以及國內(nèi)許多大型公共項目的建設(shè)也成功地引用了BIM技術(shù)。工程項目施工與BIM的結(jié)合，成為了新的關(guān)注點。有些工程項目建設(shè)周期長，投資成本高，涉及參與方眾多，機械設(shè)備復(fù)雜、管線眾多，傳統(tǒng)施工方法不利于節(jié)約成本、減少工期以及眾多參與方的現(xiàn)場管理;BIM技術(shù)為項目的實施管理帶來了新的方法，三維建模，精準(zhǔn)算量，虛擬施工，碰撞檢測，三維協(xié)同等，新技術(shù)方法的運用，能夠便于參與方協(xié)同管理，動態(tài)控制，提高工作效率，建立數(shù)據(jù)信息庫，為設(shè)備運營維護打下良好的基礎(chǔ)。

2 采用BIM技術(shù)對施工過程中各種管線的碰撞檢測方法

2.1 碰撞檢測數(shù)據(jù)信息獲取

BIM技術(shù)作為信息交換和共享的基礎(chǔ)技術(shù)，可以實現(xiàn)信息透明，實現(xiàn)信息模型的共享。對不同專業(yè)的模型，BIM軟件平臺能通過鏈接或?qū)雽⒉煌瑢I(yè)的模型整合到一起，將建筑空間、環(huán)境信息應(yīng)用三維立體表達方式準(zhǔn)確形象化呈現(xiàn)給作業(yè)人員。根據(jù)已建BIM模型（建筑信息模型），設(shè)計人員可快速獲取對象物理屬性、凈空大小等信息;通過BIM三維可視化功能，可以查看建筑內(nèi)外部的所有細(xì)部設(shè)計，更加直觀地了解項目。另外，BIM也可以加上時間維度，模擬整個施工過程，可清楚地了解施工過程，把握設(shè)計對施工的影響。通過Revit等相關(guān)軟件建立三維BIM模型（三維建筑信息模型），并與Navisworks等軟件進行綜合管線之間的各種檢測和分析，最終得到完善的三維信息數(shù)據(jù)模型。

2.2 綜合管線碰撞檢測流程

BIM作為一種全新的工程設(shè)計理念，它的建模實質(zhì)是將建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、給排水、暖通等各專業(yè)設(shè)計數(shù)據(jù)整合進同一個BIM模型中，并結(jié)合BIM模型的可視化功能，使建筑結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)之間，建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)備、設(shè)備與管線之間的空間位置關(guān)系以三維的模式得到更直觀的表達。BIM建筑信息模型可將各專業(yè)設(shè)計人員在共享三維信息模型中相互協(xié)同工作，在基于Navisworks等平臺內(nèi)進行專業(yè)內(nèi)和各專業(yè)間的碰撞檢測及協(xié)調(diào)工作，從而使設(shè)計人員可以進行更合理的管線優(yōu)化布置，形成最優(yōu)的綜合管線設(shè)計方案。優(yōu)化后BIM綜合模型將大幅提高工作效率和工程質(zhì)量。

2.3 管線空間優(yōu)化調(diào)整

在管線優(yōu)化中，主要是用到了Navisworks軟件的沖突檢測功能，設(shè)置參數(shù)對各專業(yè)之間具體管線檢測調(diào)整。在簡單且管線較少的項目中，部分碰撞點通過目視即可觀察，此時可在Navisworks測試前直接進行修改，初改后剩余碰撞點在建立的模型上與Revit同步進行碰撞檢查重新分析，結(jié)合各專業(yè)的工程量及造價綜合比較，與設(shè)計人員相互討論后再進行調(diào)整。在管線布置密集的區(qū)域，各專業(yè)管線相互交叉，碰撞的可能性增加，此時調(diào)整要遵循“電讓水，水讓風(fēng)，小讓大，有壓讓無壓，冷讓熱，重力排水管道優(yōu)先”，碰撞相交處，對管線進行翻彎處理。調(diào)整過程中，要避免管線的隨意移動和下翻，盡可能高效利用空間。管線碰撞的主要問題有以下兩點：

（1）管線與主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生碰撞。主要是主體結(jié)構(gòu)未預(yù)留孔洞，管線與主體構(gòu)件的尺寸都大，可利用空間小。（2）各專業(yè)管線間的碰撞。主要指設(shè)計時未充分考慮專業(yè)分層，和保溫層及吊架的厚度。管線空間優(yōu)化則主要處理第一個問題，主要判斷建筑預(yù)留層高是否合理，先調(diào)整同一標(biāo)高間的碰撞管線。此時又要根據(jù)梁底標(biāo)高再次進行分類：①結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高基本相同，初步方案碰撞點不多。這種情況下，對同標(biāo)高的管線交錯處進行翻彎調(diào)整。②結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高相差較大，但同一方向標(biāo)高基本相同。在這種情況下，如果設(shè)計的層高滿足要求，則調(diào)整方法和第一種相同，對同標(biāo)高的管線交錯處進行翻彎處理，如果兩個方向結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高相差較大影響美觀，可對較高的標(biāo)高方向管線整體上調(diào)。③結(jié)構(gòu)梁底標(biāo)高按區(qū)域劃分相差較大。這種情況下，管線的初定標(biāo)高應(yīng)該根據(jù)大多數(shù)梁底標(biāo)高確定，在梁底標(biāo)高變化區(qū)域?qū)Ω鲗I(yè)管線進行整體調(diào)整。

3 結(jié)語

通過前述分析，不難發(fā)現(xiàn)將目前新興的BIM技術(shù)與碰撞檢測技術(shù)相結(jié)合可以有效地降低綜合管線施工過程中的返工次數(shù)，從而提高施工工期、降低工程的實際造價、優(yōu)化施工效率。以BIM為代表的建筑工程管理信息化技術(shù)對于我國建筑工程的產(chǎn)能升級與技術(shù)升級有著至關(guān)重要的作用。同時，也必須注意到，由于技術(shù)限制、經(jīng)濟因素等方面的制約，工程管理信息化技術(shù)在我國的應(yīng)用仍不廣泛、不成熟。在政府、相關(guān)部門政策的大力推廣的同時，學(xué)術(shù)界也需要不斷完善BIM技術(shù)的理論體系、發(fā)展BIM技術(shù)本土化理論，以助推我國建筑業(yè)的信息化、現(xiàn)代化發(fā)展。

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