基于BIM技術(shù)對(duì)管線碰撞的處理分析

吳旭

摘要：眾所周知，建筑工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)眾多，不合理的設(shè)計(jì)將會(huì)導(dǎo)致工程成本超支以及工程整體的延誤。BIM技術(shù)的引入使實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的協(xié)同設(shè)計(jì)成為可能，并能夠基于自動(dòng)沖突檢測(cè)功能實(shí)現(xiàn)管線綜合安裝的碰撞檢測(cè)，以提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);管線碰撞;處理

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)是利用信息化模型對(duì)工程建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)等生命全過程進(jìn)行科學(xué)管理、優(yōu)化的方法與工具。BIM技術(shù)作為我國(guó)建筑施工行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的主要技術(shù)手段之一，其應(yīng)用與推廣對(duì)行業(yè)的科技進(jìn)步與轉(zhuǎn)型升級(jí)將產(chǎn)生巨大的影響。BIM技術(shù)將大大提高工程項(xiàng)目的集成化交付能力，進(jìn)一步促進(jìn)工程項(xiàng)目的效益和效率的顯著提升。

1 傳統(tǒng)管線碰撞的問題

BIM技術(shù)雖然已經(jīng)在國(guó)內(nèi)迅猛發(fā)展，但多數(shù)項(xiàng)目使用的仍然是傳統(tǒng)的項(xiàng)目管理方法。在實(shí)際項(xiàng)目中，大都是各專業(yè)獨(dú)立完成管線設(shè)計(jì)工作，而采用2D圖紙，進(jìn)行項(xiàng)目修建的過程中，對(duì)于管線設(shè)備眾多的項(xiàng)目，施工當(dāng)中發(fā)現(xiàn)存在問題才會(huì)重新規(guī)劃路線進(jìn)行修改，增加了項(xiàng)目成本及工期。2D圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)中常常會(huì)出現(xiàn)未能達(dá)到實(shí)際施工中的要求，按圖紙施工各種管線會(huì)出現(xiàn)碰撞問題，例如管線與管線之間的、管線與建筑結(jié)構(gòu)之間的、不同管線因工藝方法等因素。在項(xiàng)目工期緊張的條件下，專業(yè)審圖人員很難盡責(zé)完成任務(wù)。在傳統(tǒng)項(xiàng)目管理實(shí)際施工中，排布管線之前會(huì)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，傳統(tǒng)方法是將各專業(yè)圖在透明圖紙上繪制，并對(duì)齊水平位置疊放在一起，利用光線照明、肉眼查看管線之間是否會(huì)發(fā)生碰撞。傳統(tǒng)方法不僅耗時(shí)，需多次協(xié)調(diào)查看才能完成，工作效率低，檢測(cè)人員查看時(shí)也未能夠徹底排查錯(cuò)誤，造成重復(fù)工作，尤其對(duì)于項(xiàng)目設(shè)備管線眾多、管線復(fù)雜，傳統(tǒng)方法已不太適用。BIM技術(shù)的管線碰撞為檢測(cè)人員提供了數(shù)字化的管理方法，為工作人員帶來了新的思維方式。

2 基于BIM技術(shù)對(duì)管線碰撞的處理措施

2.1 建模

技術(shù)人員以施工設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，通過建模軟件進(jìn)行3D建模，對(duì)各管道部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置，當(dāng)某一參數(shù)變化時(shí)，構(gòu)件信息可以同步變化，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)于模型的要求。建模小組首先根據(jù)機(jī)電專業(yè)對(duì)管道進(jìn)行劃分，為電氣（包括低壓配電、綜合布線、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警等系統(tǒng)）、暖通（包括通風(fēng)、防排煙、通風(fēng)空調(diào)等系統(tǒng)）、給排水（包括生活排水、生活給水、噴淋、消火栓等系統(tǒng)）三組，在BIM軟件中限定各專業(yè)管道的標(biāo)高，然后分專業(yè)建模，最后將各專業(yè)的模型統(tǒng)一整理展示，生成初步的3D模型。技術(shù)人員在建立各自專業(yè)管道模型的過程中，如果發(fā)現(xiàn)管線碰撞可先進(jìn)行標(biāo)記，匯總后分樓層與施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行比對(duì)，檢查是否出現(xiàn)管道遺漏及管道設(shè)計(jì)要求是否符合各專業(yè)規(guī)定。

2.2 管線碰撞檢查

各專業(yè)模型疊加以后，通過漫游、環(huán)視、動(dòng)態(tài)觀察和平移等操作對(duì)模型進(jìn)行下一步的可視化的分析。利用Navisworks軟件對(duì)不同專業(yè)管線進(jìn)行碰撞的檢查，根據(jù)檢查結(jié)果，不斷修正管線空間布局，以達(dá)到最有效合理的排布效果。

碰撞檢查流程：將每個(gè)專業(yè)MagiCAD模型導(dǎo)出IFC格式文件，放置到同一個(gè)文件夾中，Navisworks軟件將IFC文件全部鏈接進(jìn)去，利用“選擇樹”及“查找對(duì)象”創(chuàng)建“選擇集”，設(shè)定測(cè)試條件，運(yùn)行測(cè)試，審核碰撞結(jié)果，輸出測(cè)試報(bào)告，一旦檢查出模型中的交叉問題或者管道碰撞，設(shè)計(jì)人員需要再重新回到MagiCAD建模軟件修改原設(shè)計(jì)圖紙。

沖突檢查：先各個(gè)專業(yè)自行檢查，根據(jù)實(shí)際情況做硬碰撞或軟碰撞檢查。硬碰撞大多需要調(diào)整，特殊情況除外，例如大多數(shù)給排水支管管徑小于50mm時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)可方便調(diào)整小管徑水管，在碰撞檢查時(shí)可以設(shè)置測(cè)試條件不測(cè)試管徑小于50mm水管與其他管件的碰撞;軟碰撞是為兩構(gòu)建做定距離碰撞檢查，多用于檢查局部?jī)舾呤欠襁_(dá)到要求，或用于是否設(shè)置風(fēng)管保溫層的檢測(cè)，在碰撞檢查時(shí)可以設(shè)置測(cè)試條件時(shí)加以限制。

自行碰撞檢查后，專業(yè)之間互相碰撞檢查。在此設(shè)置碰撞檢測(cè)條件：水管與風(fēng)管之間的碰撞檢查，暖通和給排水與電氣之間碰撞的檢查。通過軟件碰撞的檢測(cè)，結(jié)合計(jì)算機(jī)的使用能檢測(cè)出已建的模型中管線碰撞情況及其定位。將檢測(cè)結(jié)果返回設(shè)計(jì)人員調(diào)整。

凈高分析：管線綜合過程中，既能找出最初設(shè)計(jì)中存在的碰撞問題，也能優(yōu)化公共空間的凈空和凈高。

2.3 建立的模型評(píng)價(jià)

BIM建立的模型可以清晰地看出各專業(yè)管線間的走向，解決管線碰撞的難題。同時(shí)也可以對(duì)設(shè)計(jì)施工圖進(jìn)行初步施工預(yù)演，提前發(fā)現(xiàn)圖紙中的模糊點(diǎn)，減少不必要的返工和材料浪費(fèi)，防止后期出現(xiàn)較多的拆改面積，盡可能減少工程變更，從而控制造價(jià)節(jié)約成本。也可以讓監(jiān)理人員提前了解可能出現(xiàn)的問題及應(yīng)對(duì)方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的不確定性有一定的把握。

3 注意的事項(xiàng)

3.1 建立結(jié)構(gòu)及各專業(yè)管線模型。建筑建模非常重要的一項(xiàng)工作就是創(chuàng)新樓梯、門窗和二次結(jié)構(gòu)墻等。為使各個(gè)部分的專業(yè)人員能協(xié)同建模，就可通過中心文件的手段，根據(jù)分項(xiàng)工程設(shè)置的工作集定義相對(duì)應(yīng)的顏色，方便后期開展工作時(shí)進(jìn)行區(qū)分。

3.2 利用Revit及Navisworks進(jìn)行不同專業(yè)之間的多次碰撞檢測(cè)，從而找到設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或施工中的難點(diǎn)問題，便于制訂針對(duì)性的解決措施，最大程度地保障工程項(xiàng)目的變更帶來的損失。

4 結(jié)語

總而言之，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，目前在對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，已經(jīng)深入應(yīng)用了BIM技術(shù)，主要目的就是對(duì)管線進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整以及開展碰撞檢測(cè)。這樣不但可以對(duì)項(xiàng)目施工過程中可能出現(xiàn)的碰撞沖突有效避免，還能夠使現(xiàn)場(chǎng)的施工效率和質(zhì)量大幅提高，從而盡可能地降低出現(xiàn)的返工問題。另外，通過BIM技術(shù)對(duì)風(fēng)管、水管和橋架等結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的工作，可以找到最合適的尺寸，找到最短的路由，盡最大程度地減少了項(xiàng)目成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝婷，張曉玲，孫亦軍，等.BIM技術(shù)在機(jī)電管線綜合深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2016，47（8）：727–729.

[2]榮慕寧，張二龍，高麗，等.BIM技術(shù)在機(jī)電管線綜合中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2016，47（2）：142–143.

[3]繆昌華，費(fèi)海豐，錢雪松.基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)電管線安裝的優(yōu)化管理[J].建筑技術(shù)，2013，44（10）：890–893.