采用BIM技術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技術在我國開始興起與發展，在機電安裝方面應用逐漸普及，利用BIM技術進行建模，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，避免由于設計錯誤而出現后期返工、工期延誤等問題。

關鍵詞：BIM技術;管線;碰撞檢測

工程中，由于施工現場的實際情況復雜多變，特別是當項目的工程節點復雜、構件布置密集交錯時，二維平面圖紙無法翔實的表達設計意圖，不能滿足實際施工的要求。文章通過BIM技術這一手段，進行三維參數化建模、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，進行深化設計建模，通過建模生成節點詳細做法，利用BIM的三維可視化，依靠BIM參數化的精確性，將設計意圖、施工方案意圖傳遞給現場的施工人員，以期為項目實施提供了精確的數據模型。

1 BIM技術概述

BIM（建筑信息模型）技術率先由美國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技術的迅猛發展，其在發達國家也相繼發展起來，各國對于BIM技術的定義也不同。BIM技術在20世紀90年代進入中國，在國內也發展了數十年，其在房屋建筑方面已經取得了顯著成效，以及國內許多大型公共項目的建設也成功地引用了BIM技術。工程項目施工與BIM的結合，成為了新的關注點。有些工程項目建設周期長，投資成本高，涉及參與方眾多，機械設備復雜、管線眾多，傳統施工方法不利于節約成本、減少工期以及眾多參與方的現場管理;BIM技術為項目的實施管理帶來了新的方法，三維建模，精準算量，虛擬施工，碰撞檢測，三維協同等，新技術方法的運用，能夠便于參與方協同管理，動態控制，提高工作效率，建立數據信息庫，為設備運營維護打下良好的基礎。

2 采用BIM技術對施工過程中各種管線的碰撞檢測方法

2.1 碰撞檢測數據信息獲取

BIM技術作為信息交換和共享的基礎技術，可以實現信息透明，實現信息模型的共享。對不同專業的模型，BIM軟件平臺能通過鏈接或導入將不同專業的模型整合到一起，將建筑空間、環境信息應用三維立體表達方式準確形象化呈現給作業人員。根據已建BIM模型（建筑信息模型），設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，可以查看建筑內外部的所有細部設計，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，把握設計對施工的影響。通過Revit等相關軟件建立三維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據模型。

2.2 綜合管線碰撞檢測流程

BIM作為一種全新的工程設計理念，它的建模實質是將建筑、結構、電氣、給排水、暖通等各專業設計數據整合進同一個BIM模型中，并結合BIM模型的可視化功能，使建筑結構與結構之間，建筑結構與設備、設備與管線之間的空間位置關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設計人員在共享三維信息模型中相互協同工作，在基于Navisworks等平臺內進行專業內和各專業間的碰撞檢測及協調工作，從而使設計人員可以進行更合理的管線優化布置，形成最優的綜合管線設計方案。優化后BIM綜合模型將大幅提高工作效率和工程質量。

2.3 管線空間優化調整

在管線優化中，主要是用到了Navisworks軟件的沖突檢測功能，設置參數對各專業之間具體管線檢測調整。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，結合各專業的工程量及造價綜合比較，與設計人員相互討論后再進行調整。在管線布置密集的區域，各專業管線相互交叉，碰撞的可能性增加，此時調整要遵循“電讓水，水讓風，小讓大，有壓讓無壓，冷讓熱，重力排水管道優先”，碰撞相交處，對管線進行翻彎處理。調整過程中，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）管線與主體結構產生碰撞。主要是主體結構未預留孔洞，管線與主體構件的尺寸都大，可利用空間小。（2）各專業管線間的碰撞。主要指設計時未充分考慮專業分層，和保溫層及吊架的厚度。管線空間優化則主要處理第一個問題，主要判斷建筑預留層高是否合理，先調整同一標高間的碰撞管線。此時又要根據梁底標高再次進行分類：①結構梁底標高基本相同，初步方案碰撞點不多。這種情況下，對同標高的管線交錯處進行翻彎調整。②結構梁底標高相差較大，但同一方向標高基本相同。在這種情況下，如果設計的層高滿足要求，則調整方法和第一種相同，對同標高的管線交錯處進行翻彎處理，如果兩個方向結構梁底標高相差較大影響美觀，可對較高的標高方向管線整體上調。③結構梁底標高按區域劃分相差較大。這種情況下，管線的初定標高應該根據大多數梁底標高確定，在梁底標高變化區域對各專業管線進行整體調整。

3 結語

通過前述分析，不難發現將目前新興的BIM技術與碰撞檢測技術相結合可以有效地降低綜合管線施工過程中的返工次數，從而提高施工工期、降低工程的實際造價、優化施工效率。以BIM為代表的建筑工程管理信息化技術對于我國建筑工程的產能升級與技術升級有著至關重要的作用。同時，也必須注意到，由于技術限制、經濟因素等方面的制約，工程管理信息化技術在我國的應用仍不廣泛、不成熟。在政府、相關部門政策的大力推廣的同時，學術界也需要不斷完善BIM技術的理論體系、發展BIM技術本土化理論，以助推我國建筑業的信息化、現代化發展。

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