淺論應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢查

楊 帆，嚴(yán)嘉耕

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

工程中，由于施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況復(fù)雜多變，特別是當(dāng)項(xiàng)目的工程節(jié)點(diǎn)復(fù)雜、構(gòu)件布置密集交錯(cuò)時(shí)，二維平面圖紙無(wú)法詳細(xì)的表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，不能滿(mǎn)足實(shí)際施工的要求。本文通過(guò)BIM技術(shù)這一手段，利用Revit2016等軟件進(jìn)行三維參數(shù)化建模、將三維BIM模型與二維CAD圖紙進(jìn)行圖紙審核和水電暖設(shè)備模型碰撞檢查等，進(jìn)行深化設(shè)計(jì)建模，通過(guò)建模生成節(jié)點(diǎn)詳細(xì)做法，利用BIM的三維可視化，依靠BIM參數(shù)化的精確性，將設(shè)計(jì)意圖、施工方案意圖傳遞給現(xiàn)場(chǎng)的施工人員，以期為項(xiàng)目實(shí)施提供了精確的數(shù)據(jù)模型。

1 BIM概述

BIM是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(AutoCAD)等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的三維模型信息集成技術(shù)，是對(duì)建筑工程物理特征和功能特性信息的數(shù)字化承載和可視化表達(dá)，把 2D的CAD圖紙轉(zhuǎn)化為3D模型，直到現(xiàn)今的5D。在項(xiàng)目全生命周期或各階段創(chuàng)建、維護(hù)及應(yīng)用建筑信息模型進(jìn)行項(xiàng)目計(jì)劃、決策、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)等的過(guò)程。而機(jī)電安裝作為建筑工程中的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)容易與施工脫節(jié)。如果各專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)在施工前對(duì)圖紙不了解或彼此配合不佳，則會(huì)使原本設(shè)計(jì)的管線(xiàn)排布無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這種情況的發(fā)生，必然會(huì)引起大量的設(shè)計(jì)變更，從而返工并造成工期延誤。BIM筑信息模型可以將建筑設(shè)計(jì)立體化，通過(guò)建立的模型直觀(guān)地展現(xiàn)各管道排布方案，各專(zhuān)業(yè)施工人員觀(guān)察空間結(jié)構(gòu)找出存在問(wèn)題并進(jìn)行管線(xiàn)布置優(yōu)化，為后續(xù)施工做好充分準(zhǔn)備。

2 工程概況

西昌市川興城中村棚戶(hù)區(qū)改造項(xiàng)目位于川興鎮(zhèn)大興片區(qū)，毗鄰邛海風(fēng)景區(qū)，項(xiàng)目采用EPC總承包模式，總建筑面積290 951.77m2，15棟住宅樓，3棟商業(yè)樓，地下室建筑面積74 123.49m2，地上部分住宅建筑面積184 921.28m2、商業(yè)30 370.76m2，以及地上不計(jì)容積面積1 536.24m2，項(xiàng)目施工過(guò)程中全面推進(jìn)信息化技術(shù)應(yīng)用，并形成完整性、系統(tǒng)性的管理模式，以及打造省標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目、互聯(lián)網(wǎng)+智慧工地+BIM全過(guò)程的運(yùn)行試點(diǎn)項(xiàng)目。

3 參數(shù)化建模

3.1 多專(zhuān)業(yè)BIM模型構(gòu)件的創(chuàng)建

技術(shù)人員以施工設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，通過(guò)建模軟件進(jìn)行三維建模，對(duì)各管道部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置，當(dāng)某一參數(shù)變化時(shí)，構(gòu)件信息可以同步變化，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)于模型的要求。建模小組首先根據(jù)機(jī)電專(zhuān)業(yè)對(duì)管道進(jìn)行劃分，為電氣(包括低壓配電、綜合布線(xiàn)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警等系統(tǒng))、暖通(包括通風(fēng)、防排煙、通風(fēng)空調(diào)等系統(tǒng))、給排水(包括生活排水、生活給水、噴淋、消火栓等系統(tǒng))三組，在BIM軟件中限定各專(zhuān)業(yè)管道的標(biāo)高，然后分專(zhuān)業(yè)建模，最后將各專(zhuān)業(yè)的模型統(tǒng)一整理展示，生成初步的3D模型。技術(shù)人員在建立各自專(zhuān)業(yè)管道模型的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)管線(xiàn)碰撞可先進(jìn)行標(biāo)記，匯總后分樓層與施工設(shè)計(jì)圖進(jìn)行比對(duì)，檢查是否出現(xiàn)管道遺漏及管道設(shè)計(jì)要求是否符合各專(zhuān)業(yè)規(guī)定(圖1、圖2)。

圖1 模型建立流程

圖2 機(jī)電全專(zhuān)業(yè)模型

3.2 碰撞檢查

管線(xiàn)碰撞檢查可以分成五個(gè)階段：

(1)建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專(zhuān)業(yè)模型的提交(圖3、圖4)。

圖3 川興項(xiàng)目部分模型

圖4 川興項(xiàng)目建筑模型

(2)審核、修改模型后進(jìn)行匯總并再次提交。

(3)系統(tǒng)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并根據(jù)碰撞檢查輸出結(jié)果編輯碰撞檢查報(bào)告。

(4)根據(jù)檢測(cè)報(bào)告再次修改并優(yōu)化模型。

(5)重復(fù)以上步驟，直到碰撞檢測(cè)結(jié)果輸出為零。具體操作流程如下：

在使用Revit和Navisworks進(jìn)行管線(xiàn)碰撞檢測(cè)時(shí)，一要注意將兩個(gè)軟件的原點(diǎn)保持一致，避免無(wú)法識(shí)別模型的情況；二要會(huì)用“平鋪窗口”，結(jié)合三維視圖修改(圖5)。

圖5 各專(zhuān)業(yè)模型匯總

4 管綜深化設(shè)計(jì)

4.1 機(jī)電專(zhuān)業(yè)與土建結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的碰撞管線(xiàn)優(yōu)化

管線(xiàn)綜合優(yōu)化是BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)之一，能直觀(guān)模擬并反映圖紙上的設(shè)計(jì)問(wèn)題，針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了全項(xiàng)目的管綜深化設(shè)計(jì)，利用“硬碰撞”對(duì)機(jī)電專(zhuān)業(yè)與建筑結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)查找出了大量的圖紙碰撞問(wèn)題，其中，管線(xiàn)與建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的碰撞如圖6所示。

圖6 機(jī)電專(zhuān)業(yè)與土建專(zhuān)業(yè)碰撞檢查

4.2 機(jī)電專(zhuān)業(yè)自身碰撞管線(xiàn)優(yōu)化

針對(duì)CAD圖紙進(jìn)行三維BIM模型的建立，利用“間隙”對(duì)機(jī)電各個(gè)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行碰撞展示，可以發(fā)現(xiàn)給排水、暖通、電氣、消防專(zhuān)業(yè)自身間的交叉重合問(wèn)題，將問(wèn)題提前排查出來(lái)，對(duì)后期的施工至關(guān)重要，可以明顯提高效率，節(jié)約成本(圖7)。

圖7 給排水專(zhuān)業(yè)與暖通專(zhuān)業(yè)碰撞檢查

5 BIM在項(xiàng)目施工中的應(yīng)用

5.1 BIM對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的輔助

在項(xiàng)目沒(méi)有應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目施工時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)專(zhuān)業(yè)分包單位施工有時(shí)會(huì)發(fā)生現(xiàn)實(shí)施工和設(shè)計(jì)的不同。例如：在比較復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)，會(huì)出現(xiàn)梁和管道沖突造。這時(shí)已經(jīng)開(kāi)始施工，只能提出設(shè)計(jì)變更。這樣不但會(huì)影響施工工期、還會(huì)增加造價(jià)。但應(yīng)用BIM做深化優(yōu)化，就會(huì)在項(xiàng)目還沒(méi)有正式施工時(shí)發(fā)現(xiàn)類(lèi)似這樣的問(wèn)題并優(yōu)化。

5.2 BIM對(duì)項(xiàng)目各個(gè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人的輔助

在應(yīng)用BIM技術(shù)后，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人可以從通過(guò)BIM模型能了解到圖紙復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的工藝做法以及通過(guò)模型能更加形象的交底，同時(shí)利用模型能輕松獲取項(xiàng)目所需物料需求，以及準(zhǔn)確的工程量清單，為技術(shù)、物資、造價(jià)人員帶來(lái)便利，從而更好地輔助項(xiàng)目施工和管理。

6 結(jié)束語(yǔ)

由于本項(xiàng)目的管線(xiàn)排布密集，限于空間有限，許多2D平面圖紙問(wèn)題采用傳統(tǒng)的人工方式審核是不容易發(fā)現(xiàn)的，通過(guò)BIM模型，發(fā)現(xiàn)機(jī)電安裝吊架及吊頂?shù)跫芏鄶?shù)地方無(wú)法協(xié)調(diào)開(kāi)，在綜合管線(xiàn)優(yōu)化調(diào)整、凈高檢查、預(yù)留洞口定位等方面發(fā)揮重要作用，節(jié)約了人力、物力。

現(xiàn)在應(yīng)用BIM做深化碰撞檢查，還在實(shí)驗(yàn)和推廣階段。運(yùn)用BIM做三維模型進(jìn)行碰撞管線(xiàn)優(yōu)化，不但可以解決項(xiàng)目上的實(shí)際問(wèn)題，還可以?xún)?yōu)化項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)管理，使項(xiàng)目管理更加理想化。BIM不僅僅應(yīng)用于施工碰撞檢查方面，在項(xiàng)目的 全壽命周期中也能發(fā)揮作用。