管線交叉干擾問題解決方法中BIM技術的應用

鄭汝蓮 余俊成

摘要：本次項目主要采用BIM技術措施，根據各專業技術、空間要求、施工工作面等要求，對管線進行碰撞檢測調整，利用BIM具有的自動檢測功能，對碰撞問題優化，將交叉管線沖突進行改善調整，并及時反饋至設計方進行修改，最終確定管線的設計方案。為了減少返工，節約成本，控制進度，進行檢測，發現分析問題，優化圖紙，并輸出報告，指導現場施工。

Abstract： This project mainly adopts BIM technical measures to adjust the collision detection of pipeline according to various professional technologies， space requirements， construction work surface and other requirements， and uses the automatic detection function of BIM to optimize the collision problem and improve the adjust cross pipeline conflicts， and promptly feedback to the designer to modify， and finally determines the pipeline design. It is aimed to reduce rework， save costs， control progress， conduct inspections， find analytical problems， optimize drawings， and output reports to guide on-site construction.

關鍵詞：BIM 技術;管線交叉;碰撞檢查;漫游動畫

Key words： BIM technology;pipeline crossing;collision check;roaming animation

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）21-0210-02

1? BIM技術概述

BlM，即建筑信息模型（Building Information Modeling）的英文縮寫。BlM 的出現在一定程度上推動了建筑業的發展，必將是建筑業的一次偉大變革。BIM 技術通過利用數字模型將貫穿于建筑全生命周期的各種建筑信息組織成一個整體，對項目的設計、建造和運營進行管理。BIM 技術是繼CAD 技術后的建筑行業的又一次偉大的變革，將從根本上改變建筑業傳統的思維模式及作業方式，現在的BIM 協同應用管理平臺的模型整合、信息集成、協同共享、可視化應用、企業級大數據匯總分析等強大功能，將解決以往從項目初期的立項驗證、項目設計、施工階段、項目驗收等階段造成的資源浪費、信息不通、施工周期漫長等問題，將顯著提高施工效率和控制成本，為我國的建筑業帶來可觀的經濟效益。在今天的BIM 數字化大數據背景下，作為21 世紀的我們為了提高自身的競爭力，為了拓寬自己的視野，增加見識。應用內容應涵蓋施工全過程管理的主要BIM 應用，也可以涵蓋從設計、施工到運維全生命周期應用內容。在今天數字化世界的背景之下，BIM 軟件是保證BIM 技術在建筑業里面得到有效的應用的不可或缺的工具。

2? 工程模型

2.1 工程概況

本項目是某校的行政樓，位于一線主城至機場之間，東至安置區外環路，南至城市主干道，西至航空大道，北至城市，交通便利的次干道。設計范圍為本工程室內及室外各棟水表后的給水系統、污水排水管系統、廢水排水系統、中水給水系統、雨水排水系統，消火栓消防系統等管線綜合排布。

2.2 建模

在這次建模之前要先簡單地熟悉下在建模過程中所需要用到的相關圖紙并且整理好在同一個文件夾下面，這樣的話在建模過程中就可以節省時間，提高建模的效率。本工程的圖紙可以分為5 大類。第一類是設計說明，在設計說明中可以找到建模過程中所需要的構件或是需要的材質、規格。第二大類是包括圖紙的目錄、圖例表以及主要的設備材料表。第三大類主要是本工程包含的管道平面圖以及它的立管。在平面圖中，可以看到每一層里一些管的走向以及它的主要立管。在立面圖中，可以看出每一根立管它所連接的立管有哪些，具體的走向是怎樣的并且還可以看出它相應地標高是多少。第四大類主要是消防平面圖，它主要包含了消火栓的平面圖，它可以看到消火栓連接的立管以及它的平面位置等信息。第五大類是消防系統展開圖，在這里面可以清楚看到消防管主要的立管以及一些標高信息等。整體工程的模型建立完成之后，可以看下整體模型的三維圖，可以選擇從任何一個角度來觀察建立的模型這樣一個效果。

3? 碰撞檢查

為了減少返工時間，節約施工成本，控制施工進度，我們利用魯班works 軟件進行碰撞檢測，發現碰撞點，分析問題根源，優化圖紙、模型并輸出報告，指導現場施工。

將建立好的Revit 模型導出為FBX 格式，然后導入Lumion6 中進行室外渲染，給模型賦予材質，對模型室外及周圍進行一個園林的布置以及合理規劃，出一個模型方案給業主模型渲染的效果圖，從而讓業主方滿意。用Lumion 渲染的模型，可以創建和項目實際幾乎一樣的地理環境，利用VR 等技術給出高清的渲染效果，自由漫游，視頻演示可以給人帶來建筑室內外的可視化效果，給人更真實的感覺。經過各專業的建模過程后，在魯班瀏覽器里進行多專業模型的整合，碰撞檢測，孔洞預留等檢測修改之后再進行的一個管綜漫游。通過管綜漫游，可以更直觀地觀察建筑內部結構，檢查建筑模型內部建模情況和碰撞情況，管線布置等問題。

在整個項目進行的過程中，我們可以通過手機移動端和電腦PC 客戶端將所有工程資料用魯班瀏覽器上傳到云端數據庫中，以便各參建方的所有項目人員進行資料查看。這樣一來，各參建方的人員可以隨時隨地修改工程資料和對工程資料進行查閱，從而打破傳統的作業方式。還可以利用魯班BIM 應用協同平臺，進行模型的查看，構件的信息查看，在發現問題的情況下，第一時間發布問題，提醒責任人及時處理，并更改圖紙、模型。原來各參建方傳統線下的工作可統一通過BIM 協同平臺在線上完成，并關聯BIM 模型、照片和資料，支持相關人員對協作作出審批、回復、生成報告等多項工作，大大提高了工作效率，并且結果可以追溯，快速發現問題，快速作出回應。從一開始的學習建模視頻，學習相關規范和圖紙，用魯班安裝軟件對給排水消防專業行專業建模。從新建工程，圖紙導入、分層、轉化各設備和構件，構件屬性定義以及進行工程量計算和輸出相關的報表等到完成模型后。用魯班瀏覽器將各專業的模型合成后，進行BIM的全過程應用，更加詳細和逼真地來模擬施工過程中所耗費的人力、物力、金錢和時間的關系，從而達到節約成本，控制施工進度等目的。

通過魯班BIM 平臺來進行全過的程應用，其中包含了4d 進度、管綜漫游、資料管理與協同工作、碰撞檢查等，充分體現了BIM 技術協同工作、信息互通的優勢。BIM 技術的這些優勢能給建筑工程項目的參與各方帶來許多便利，從建筑的全生命周期中可以看出參與建筑工程項目的各方都是受益方，以下引用項目全生命周期的BIM 協同工作框架來闡述優勢所在：

①減少了各階段間的信息遺漏。

②有效地掌控了項目的整體進展情況。

③提高管理的質量和效率。

④賦予建筑工程項目參與方不同的權限，建筑工程各參與方在權限范圍內獲取項目所需的信息，各司其職，信息傳遞的效率與精度得到提高，推進各自的工作。

4? 交叉干擾問題解決

在BIM 應用中，用魯班軟件二次深化了設計圖紙，使設計圖紙更加精確詳細，提高了設計質量和工作效率，減少返工成本和施工時間。通過模型的碰撞檢查來減少水管、橋架及梁之間的碰撞，以及二次開孔對建筑整體結構帶來的影響，指導現場施工，提高工作效率，保證施工工期的正常進行。BIM 協同平臺可供各參建方在此平臺上完成同一個項目的信息交流、資料管理、審核機制等操作，大大地提高了大家的工作效率。本次主要解決以下問題：

①某一管道在圖紙中有偏移，將會導致整個位置上的管道出現碰撞，我們在將其對正進行繪制，繪制完成時，它們的“偏移量”參數會自動標示成中心標高，解決這一偏移帶來的碰撞問題都能解決。②一般來說管道設備敷設順序由上而下，其中風管的造價比較高，并且尺寸和重量大等原因，不易翻轉和移動，應該先確定風管的位置再布置其他管道，在兩者發生沖入的時候應調整其他管道的標高。例如：風管與橋架在水管的下方，那么就要將水管向下調整一點。③建模中水管穿過柱子，可設置成彎管，沿柱子穿過部位，避免碰撞。④風管的造價比較高，并且尺寸和重量大等原因，不易翻轉和移動，那么應該先確定風管的位置，再確定洞口的位置，風管和洞口未對齊，兩者發生沖突時應調整洞口的標高，使其對齊。⑤橋架與水管避讓原則，管道交叉處理中應當盡量保證滿足其最小凈距，且有壓管道讓無壓管、支管避讓干線管、小口徑管避讓大口。

5? 結論

通過各個專業協同建模使得不同專業的設計師獲得更全面的相關專業信息，也讓工程技術人員更直觀快速地了解工程，利用模型進行施工交底，減少錯誤發生;BIM的碰撞檢查功能可以自動查找管線碰撞問題，配合虛擬漫游功能，大幅提高管線綜合設計的效率，并且調整時不會出現盲點和遺漏。通過模型展示提高溝通效率，讓設計人員及時調整方案，減少施工現場的碰撞和返工，降低成本;在碰撞檢測的基礎上，為滿足工程的凈空要求，預留足夠的檢修空間，充分考慮管線和支吊架的安裝空間，可以在BIM模型中進行優化排布，模擬確定合理的施工方案。

參考文獻：

[1]楊佩衡.BIM技術在建筑設計中的應用探索[J].水利與建筑工程學報，2016（06）.

[2]喬慧婷.淺談BIM技術在電力工程造價中的應用[J].低碳世界，2016（32）.

[3]謝桂華，高煥強.談基于BIM的“互聯網+”施工管理[J].山西建筑，2017（09）.