BIM碰撞檢測技術在裝配式建筑綠色施工的應用研究

馬鵑

摘要：2020年的到來，讓我們看到了日益嚴重的環境問題，隨著建筑業的不斷發展，也讓我國的大氣污染、水體污染、固體垃圾擴散等環境問題更加的嚴重，所以綠色施工是時代的需要。以某實驗小學為例，運用Revit2019軟件創建結構、建筑、管線BIM模型，通過Navisworks Manage2019軟件實現多專業之間的協調，發現不同專業之間的碰撞情況。根據導出碰撞檢查報告優化模型，減少返工，達到裝配式建筑綠色施工中節能、節材和環境保護的目標。

Abstract： The arrival of 2020 has allowed us to see increasingly serious environmental problems. With the continuous development of the construction industry， China's environmental problems such as air pollution， water pollution and solid waste proliferation have become more serious. Therefore， green construction is the era needs. Taking an experimental elementary school as an example， this paper uses Revit2019 software to create BIM models of structures， buildings and pipelines， and uses Navisworks Manage2019 software to achieve coordination among multiple disciplines and to discover collisions between different disciplines. It optimizes the model based on the exported collision inspection report， reduces rework， and achieves the goals of energy saving， material saving and environmental protection in the green construction of prefabricated buildings.

關鍵詞：裝配式;碰撞檢測;管線BIM模型;結構BIM模型;綠色施工

Key words： prefabricated;collision detection;pipeline BIM model;structure BIM model;green construction

中圖分類號：TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）24-0222-02

1 ?BIM碰撞檢測技術在建筑綠色施工中的意義

2020年的到來，讓我們看到了日益嚴重的環境問題，現在自然災害頻發，我們正在艱難地處理一個又一個的災難。在遙遠的非洲也發生一場25年來最大的蝗災。澳大利亞山火已經持續了四個月，過火面積已經超5.25萬平方公里。水污染和水資源短缺、土地退化、沙漠化、水土流失、森林減少等也是發展中國家普遍存在的生態環境問題。隨著建筑業的不斷發展，也讓我國的大氣污染、水體污染、固體垃圾擴散等環境問題更加的嚴重，所以綠色施工是時代的需要。運用先進的施工管理理念、先進技術，減少施工過程中的資源消耗，同時降低噪音，空氣、土壤和水的污染。綠色施工是非常必要的。

運用BIM技術，檢查不同專業之間的碰撞情況。根據導出碰撞檢查報告優化模型，減少返工，達到裝配式建筑綠色施工中節能、節材和環境保護的目標。減少各專業間的協調不當，在施工中造成的材料浪費、人力浪費、資源浪費等情況，真正實現綠色施工。

2 ?碰撞檢測的概念及技術路線

運用二維圖紙設計時，建筑各專業一般是分別設計，導致設計往往存在專業間的碰撞。在機電和管線的安裝方面還存在軟碰撞的問題，即設備和管線沒有實際的碰撞，但會造成施工人員、機具不能達到指定安裝位置的問題。將不同專業的BIM模型組合起來，通過軟件提供的空間沖突檢測功能，找出不同專業的空間沖突點，反復地進行“沖突檢測、修改、更新模型”的過程，修正設計。碰撞檢測主要是運用于Navisworks Manage軟件當中的Clash Detective模塊，運用此模塊可進行硬碰撞檢測，硬碰撞（保守）檢測、間隙檢測、重復項檢測。硬碰撞和間隙是最常用的兩種方式，硬碰撞用于查找兩個模型圖元間發生交叉、接觸方式的干涉和碰撞沖突，而間隙的方式是用于檢測所指定未發生空間接觸的兩個模型圖元自檢的間距是否滿足要求，所有小于指定間距的圖元均被視為碰撞。重復項方式則是用于查找模型場景中是否有完全重疊的模型圖元，以檢測文件模型的正確性。碰撞檢測的流程為：先構建建筑BIM模型、結構BIM模型、管線BIM模型，在模型導出“nwc”格式，模型附加。最后進行碰撞檢查。

3 ?BIM碰撞技術在工程項目綠色施工中的應用

本文結合實際工程案例介紹了基于BIM碰撞技術的檢測情況，并根據檢測結果優化設計模型，提高施工建造效率，達到綠色施工、節能環保的目的。

3.1 工程概況

某實驗小學項目總用地面積為45763m2，總建筑面積為24289.81m2，總投資約1.25億。項目于2017年9月22日開標，10月進場開工，施工過程中質量、安全情況控制良好，2017年12月底已完成科技樓、食堂及風雨操場主體封頂。為響應國家推廣綠色節能建筑的政策，以裝配式方式建設。預制結構包括預制梁、預制外掛板、預制疊合板、預制樓梯，預制裝配率達80%。項目效果圖見圖1所示。

3.2 各專業BIM模型的創建

本實驗小學包含教學樓、科技樓、綜合樓報告廳、食堂及風雨操場。在一個Revit模型里創建完整的BIM模型，目前不論是軟件技術還是電腦硬件性能都較難實現，所以采用分專業用Revit建模，需要專業協調時通過鏈接方式分別鏈接相關模型進行協調，避免所有模型都在Revit里打開導致性能下降。如圖2-圖3所示，為教學樓的結構、建筑、管線的模型。

3.3 模型導出并整合

將revit格式的模型文件轉換成nwc格式的文件，用Revit2019軟件打開建筑BIM模型，選擇附加模塊選項卡→“外部工具”→“Navisworks2019”，在彈出的對話框中，選擇保存為“nwc”格式。在Navisworks軟件中打開nwc格式的模型文件，選擇碰撞檢測對設計成果進行檢查。

打開建筑BIM文件（實驗小學教學樓-ARC.nwc）。點擊Navisworks Manage “附加”，加入結構BIM文件（實驗小學教學樓-STR.nwc），并附加管線BIM文件（實驗小學教學樓-MEP.nwc）。完成模型鏈接和整合。

3.4 基于Navisworks軟件碰撞檢測

遵循以下順序對項目進行碰撞檢測：①土建結構碰撞檢測;②設備內部各專業碰撞檢測;③結構與電纜管線等專業碰撞檢測;④管線之間問題檢測。

該實驗小學的碰撞檢測包含如下項目：上下兩層外掛墻板之間碰撞檢測，排風系統與消防系統碰撞檢測，電纜管線與給水管線碰撞檢測，給水管道碰撞檢測，結構與結構重復項檢測，建筑與建筑重復項檢測。

在設置碰撞前，進行模式和背景的設置以便于更直觀地了解實驗小學模型。模式選擇“著色”。單擊背景，將模式選為漸變。在常用處選中“Clash Detective”，彈出對話框。單擊“添加測試”，可以對整個完整模型進行碰撞檢測，也可對部分模型甚至單個構件進行碰撞檢測。在本項目中，對電纜管線與給水管線進行碰撞檢測，發現沖突部分20項，根據結果對圖紙進行修改后，減少了材料和人工的浪費，達到綠色施工的目的。

除了對管道進行接觸式碰撞檢測，還可以檢測管道的間距是否符合要求。添加新測試，命名為“管道凈空檢查”，先在模型中選中要進行檢測的圖元，選中碰撞類型為“間隙”，設置公差，單擊“運行測試”。針對碰撞問題，項目通過多次召集各專業主要骨干參加三維可視化協調會，優化設計，將碰撞問題降到0，根據碰撞檢測結果提交設計修改，減少返工。

4 ?結語

將BIM碰撞技術應用于裝配式實驗小學項目，避開了二維設計盲區，解決了錯、漏、碰、缺問題，通過Navisworks Manage2019實現多專業之間的協調工作，檢查建筑、結構、管道等多個專業之間是否有沖突的情況。在施工前，對于項目中的可能出現返工的部分進行了檢查和修改，達到了節能和節材的綠色施工的目標，有效節約建筑材料，減少建筑垃圾，保護了環境。

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