BIM二、三維轉換在南海某項目給排水設計中的應用

蔡忠興，陳 穎

（廣州華森建筑與工程設計顧問有限公司 廣州 510045）

隨著建筑設計行業(yè)的發(fā)展，BIM 技術已經(jīng)廣泛應用于設計過程中。其強大的可視性和空間關系的透明性，極大地方便了設計師傳達設計思路，在與施工方的對接中也不容易出現(xiàn)大的偏差。但是，在過去的設計過程中，BIM 技術的應用大多只是一個重建模型的過程，并沒有準確地參與到設計過程中，以至于設計圖紙與3D模型并不匹配［1］。二維、三維轉換的應用不僅可以保證圖紙和模型的統(tǒng)一，還可以保證圖紙的質量，從而充分發(fā)揮BIM的積極應用。

1 工程概況

1.1 建筑概況

某項目位于佛山市南海區(qū)中軸線核心地段、千燈湖片區(qū)，總用地面積約為56 017.60 m2，凈用地面積55 806.69 m2。分為A、B兩個地塊，其中A區(qū)用地性質為文化設施用地，B區(qū)用地性質為公園綠地、水域。規(guī)劃綜合容積率1.69，建筑密度48.46%，綠地率20.68%（其中不高于6 層天面的平臺綠化可按60%的折算系數(shù)折算綠地率）。總建筑面積為169 863.40 m2，項目共有停車位704 個（地上10 個，地下694 個）。其中地下車位包括貨車9 個，無障礙車位15 個，普通車位674，其中充電樁車位共149個（快速充電樁30個）。

1.2 設計思路

充分利用BIM 應用軟件Revit 的三維可視化和各專業(yè)之間的協(xié)作，繪制系統(tǒng)管道、閥門、設備等。在Revit 上鏈接平面成三維模型，與其他專業(yè)模型碰撞避讓后形成穩(wěn)定的路線和立面［2］。通過二維標注、底圖處理和線型處理，滿足二維繪圖的要求，提高繪圖質量。

2 BIM技術在給排水設計過程應用的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的給排水設計流程相比，BIM 技術設計和應用給排水設計流程，可以使表達的管道、設備、閥門更加直觀可見，可以讓施工人員更加高效地參考圖紙管道布置，加快施工進度，減少施工遺漏。與傳統(tǒng)設計應用相比，BIM技術設計應用具有以下優(yōu)勢。

2.1 管線路由規(guī)劃更加直觀

在傳統(tǒng)的設計過程中，通常在設計初期根據(jù)草圖繪制管線走向。但設計后往往會對墻體等專業(yè)路線進行修改，隨之而來的就是管線大面積交叉、平行重疊、安裝高度不夠、凈空不夠等問題［3］。主要是因為傳統(tǒng)的設計只是用文字標注管線的長度、直徑、標高，沒有三維圖形在設計過程中更直觀、更準確地給出管線對其他專業(yè)的分布情況，或者沒有及時提出修改，從而造成大面積管線平行交叉重疊。BIM 技術的正向應用可以很好的彌補上述問題。通過BIM應用軟件Revit 的正向應用，使管線系統(tǒng)更加立體，使各專業(yè)管線得到全面梳理，所做的修改能夠及時反饋，避免管線交叉、平行重疊、安裝高度不夠、空間凈高不夠等問題。

2.2 提高效率

傳統(tǒng)的設計圖紙以棱線和文字來展現(xiàn)整個設計格局，可能會降低設計周期的時間成本，但卻極大地限制了設計師的設計要求和思路，也在一定程度上限制了施工人員。導致施工過程中問題不斷，用后期服務的時間成本來支付前期設計的時間成本，圖紙質量得不到業(yè)主認可。BIM 技術的正向應用，通過三維模型的可視化，可以有效減少設計過程中可見的一些繪圖問題，如與沒有預留套管的結構梁碰撞等。還可以讓施工人員直觀地‘看到’設計細節(jié)，直接按照設計圖紙進行安裝，從而縮短工期［4］。總的來說，BIM 具有獨特的優(yōu)勢，不僅提高了設計師在整個設計周期的效率，也提高了施工人員的效率，實現(xiàn)了設計和施工的雙贏，為業(yè)主提供了更好的服務。

3 二、三維轉換

BIM 技術在正向應用上有很多優(yōu)勢，但是僅僅使用BIM設計軟件Revit繪制3D設計圖相對于傳統(tǒng)設計來說相對困難。所以利用了Revit 和CAD 的兼容性，2D 和3D 的轉換使得整個設計圖相對簡單，流程如圖1所示。

圖1 二、三維轉換設計流程Fig.1 2、3D Conversion Design Process

3.1 Revit樣板文件準備

繪制Revit 3D 模型前，應準備好給排水設計模板文件，修改各種閥門的插圖，使系統(tǒng)、管件、閥門、常用設備的2D 插圖符合圖紙要求。提高二維和三維轉換的可行性（見圖2）。

圖2 二、三維平面圖例顯示一致Fig.2 Consistent Display of 3D Plan Legend

3.2 繪制

在Revit 上繪制給排水管道時，要將各專業(yè)模型鏈接成工作模型，在設計過程中提供給各專業(yè)的信息才準確，比如消火栓、立管等。而其他專業(yè)的修改也會及時反饋，專業(yè)之間的配合會更加無縫。而且Revit的3D 特性可以推進管線綜合，圍繞整個施工圖設計周期。管線的走向、標高、間距的設計自然更加合理，既能滿足各專業(yè)間管線布置的要求，又能滿足各空間的凈高要求，施工更加方便快捷［5］。

3.3 二三維轉換

根據(jù)給排水設計的圖紙要求，利用Revit 的可見性設置過濾器或工作集來區(qū)分各個系統(tǒng)。比如消防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)的圖紙區(qū)分。系統(tǒng)導出CAD 后，添加二維標注，即可滿足設計圖面的繪制要求，如圖3、圖4所示。

圖3 Revit導出平面Fig.3 Revit Export Plan

圖4 二維加注釋Fig.4 2D Annotation

3.4 二維、三維結合表述

在工程設計中，往往會有多條復雜的管線，僅用二維無法表達清楚。將Revit 三維模型的局部視口添加到2D 圖中，可以更清晰地表達位置，不再需要單獨為位置繪制剖面（剖面的表達不夠全面），如圖5、圖6 所示，二維、三維結合表達可使圖面更加清晰自如［6］。

3.5 二維線型、打印線寬處理

在Revit 中，管線的線性顯示比較簡單，只有少量的單線或點劃線，無法滿足正常的二維繪圖表達。因此，在導出CAD 時，需要在Revit中設置導出設置按系統(tǒng)分類導出圖層，在CAD 中按圖層轉換二維圖紙線型，使二維圖紙的系統(tǒng)分類更加清晰。然后根據(jù)二維圖紙的打印線寬要求設置圖層的線寬，這樣打印出來的圖紙更能突出本專業(yè)的內容（見圖7）。

4 三維管線綜合

如前所述，管線綜合的推進和圍繞整個施工圖的設計周期，在這個前提下，施工圖完成時，各專業(yè)的施工平面是綜合管理的結果。還可以利用這種綜合管理的成果，繪制出一張綜合管線圖，可以讓施工方更加清晰明了地了解設計圖紙上的管線布置和標高，并以綜合管線圖來敲定施工方案，從而縮短工期，節(jié)約成本［7-8］。

5 結語

BIM 二、三維轉換不僅為設計方提供了BIM 技術正向應用的便利，還提高了圖紙質量，方便了施工方施工，減少了后期服務的時間成本。毫無疑問，從可行性來說，南海某項目的給排水設計很好地證明了這一點。其次，三維轉換圖的特點既滿足了圖紙表達的要求，又方便了施工方選擇施工方案，為BIM 技術在設計過程中的廣泛應用和推廣提供了可行的基礎。從效率上來說，BIM 正向應用設計在繪制平面上確實不如傳統(tǒng)設計高效，自然要花費更多的時間和成本［9-10］。但是換個思路，BIM 正向應用繪制圖紙的質量較好，自然在后期服務上節(jié)省了大量的時間和成本。因此，整個設計周期并沒有延長。當然，這也需要BIM 正向應用繪制圖紙時各專業(yè)的密切配合，才能保證整個項目設計的統(tǒng)一性?？偠灾?，BIM 技術在設計過程中的應用在需求的驅動下會越來越走上正軌，BIM 技術的積極應用也會得到更廣泛的認可和使用。現(xiàn)在需要做的是提高二、三維之間的轉化和分離，從而得到業(yè)主和施工方更多的認可。