采用BIM技术对施工过程中各种管线的碰撞检测

王小川

摘要：最近这几年，BIM技术在我国开始兴起与发展，在机电安装方面应用逐渐普及，利用BIM技术进行建模，从而对安装中的管线进行合理地排布或开展碰撞检验，找出管线布置的最佳方案，避免由于设计错误而出现后期返工、工期延误等问题。

关键词：BIM技术;管线;碰撞检测

工程中，由于施工现场的实际情况复杂多变，特别是当项目的工程节点复杂、构件布置密集交错时，二维平面图纸无法翔实的表达设计意图，不能满足实际施工的要求。文章通过BIM技术这一手段，进行三维参数化建模、将三维BIM模型与二维CAD图纸进行图纸审核和模型碰撞检查等，进行深化设计建模，通过建模生成节点详细做法，利用BIM的三维可视化，依靠BIM参数化的精确性，将设计意图、施工方案意图传递给现场的施工人员，以期为项目实施提供了精确的数据模型。

1 BIM技术概述

BIM（建筑信息模型）技术率先由美国ChuckEastman教授提出，描述为一种基于计算机建筑模型，以便于建筑的可视化，提高工程效率。随着BIM技术的迅猛发展，其在发达国家也相继发展起来，各国对于BIM技术的定义也不同。BIM技术在20世纪90年代进入中国，在国内也发展了数十年，其在房屋建筑方面已经取得了显著成效，以及国内许多大型公共项目的建设也成功地引用了BIM技术。工程项目施工与BIM的结合，成为了新的关注点。有些工程项目建设周期长，投资成本高，涉及参与方众多，机械设备复杂、管线众多，传统施工方法不利于节约成本、减少工期以及众多参与方的现场管理;BIM技术为项目的实施管理带来了新的方法，三维建模，精准算量，虚拟施工，碰撞检测，三维协同等，新技术方法的运用，能够便于参与方协同管理，动态控制，提高工作效率，建立数据信息库，为设备运营维护打下良好的基础。

2 采用BIM技术对施工过程中各种管线的碰撞检测方法

2.1 碰撞检测数据信息获取

BIM技术作为信息交换和共享的基础技术，可以实现信息透明，实现信息模型的共享。对不同专业的模型，BIM软件平台能通过链接或导入将不同专业的模型整合到一起，将建筑空间、环境信息应用三维立体表达方式准确形象化呈现给作业人员。根据已建BIM模型（建筑信息模型），设计人员可快速获取对象物理属性、净空大小等信息;通过BIM三维可视化功能，可以查看建筑内外部的所有细部设计，更加直观地了解项目。另外，BIM也可以加上时间维度，模拟整个施工过程，可清楚地了解施工过程，把握设计对施工的影响。通过Revit等相关软件建立三维BIM模型（三维建筑信息模型），并与Navisworks等软件进行综合管线之间的各种检测和分析，最终得到完善的三维信息数据模型。

2.2 综合管线碰撞检测流程

BIM作为一种全新的工程设计理念，它的建模实质是将建筑、结构、电气、给排水、暖通等各专业设计数据整合进同一个BIM模型中，并结合BIM模型的可视化功能，使建筑结构与结构之间，建筑结构与设备、设备与管线之间的空间位置关系以三维的模式得到更直观的表达。BIM建筑信息模型可将各专业设计人员在共享三维信息模型中相互协同工作，在基于Navisworks等平台内进行专业内和各专业间的碰撞检测及协调工作，从而使设计人员可以进行更合理的管线优化布置，形成最优的综合管线设计方案。优化后BIM综合模型将大幅提高工作效率和工程质量。

2.3 管线空间优化调整

在管线优化中，主要是用到了Navisworks软件的冲突检测功能，设置参数对各专业之间具体管线检测调整。在简单且管线较少的项目中，部分碰撞点通过目视即可观察，此时可在Navisworks测试前直接进行修改，初改后剩余碰撞点在建立的模型上与Revit同步进行碰撞检查重新分析，结合各专业的工程量及造价综合比较，与设计人员相互讨论后再进行调整。在管线布置密集的区域，各专业管线相互交叉，碰撞的可能性增加，此时调整要遵循“电让水，水让风，小让大，有压让无压，冷让热，重力排水管道优先”，碰撞相交处，对管线进行翻弯处理。调整过程中，要避免管线的随意移动和下翻，尽可能高效利用空间。管线碰撞的主要问题有以下两点：

（1）管线与主体结构产生碰撞。主要是主体结构未预留孔洞，管线与主体构件的尺寸都大，可利用空间小。（2）各专业管线间的碰撞。主要指设计时未充分考虑专业分层，和保温层及吊架的厚度。管线空间优化则主要处理第一个问题，主要判断建筑预留层高是否合理，先调整同一标高间的碰撞管线。此时又要根据梁底标高再次进行分类：①结构梁底标高基本相同，初步方案碰撞点不多。这种情况下，对同标高的管线交错处进行翻弯调整。②结构梁底标高相差较大，但同一方向标高基本相同。在这种情况下，如果设计的层高满足要求，则调整方法和第一种相同，对同标高的管线交错处进行翻弯处理，如果两个方向结构梁底标高相差较大影响美观，可对较高的标高方向管线整体上调。③结构梁底标高按区域划分相差较大。这种情况下，管线的初定标高应该根据大多数梁底标高确定，在梁底标高变化区域对各专业管线进行整体调整。

3 结语

通过前述分析，不难发现将目前新兴的BIM技术与碰撞检测技术相结合可以有效地降低综合管线施工过程中的返工次数，从而提高施工工期、降低工程的实际造价、优化施工效率。以BIM为代表的建筑工程管理信息化技术对于我国建筑工程的产能升级与技术升级有着至关重要的作用。同时，也必须注意到，由于技术限制、经济因素等方面的制约，工程管理信息化技术在我国的应用仍不广泛、不成熟。在政府、相关部门政策的大力推广的同时，学术界也需要不断完善BIM技术的理论体系、发展BIM技术本土化理论，以助推我国建筑业的信息化、现代化发展。

参考文献：

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[3]张燕，邓丽君.BIM技术在某宿舍楼工程机电管线优化排布中的应用[J].建材与装饰，2018（37）：90-91.