探討三維仿真技術在建筑給排水管道施工中的運用問題

陳琳

摘 要：建筑給排水管道工程具有結構復雜、涉及面較廣和與其他專業交叉點比較多的特點，常規的二維平面設計在其應用過程中不夠直觀，因此三維仿真技術在管道工程中得到了很好的應用。主要對三維仿真技術在管道工程中的應用進行了分析。

關鍵詞：建筑給排水；管道施工；二維平面；三維仿真技術

中圖分類號：TU82 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.141

在建筑工程不斷發展的基礎上，人們對建筑給排水系統提出了更多的要求。本文主要在對常用三維仿真軟件進行分析的基礎上，探討了建筑給排水管道施工的三維仿真軟件技術的選擇和應用。

1 常用的三維仿真軟件分析

1.1 Maya軟件

該軟件是當前三維動畫領域中的佼佼者，其通過三維建模功能、動畫制作功能、視覺特效功能和畫面渲染功能的完美結合，使構建出的三維模型的材料質感和光學效果較為逼真，同時還可以通過先進的物理學體系，實現運動現象的仿真和模擬。

1.2 3Ds Max

該軟件也是由美國公司推出的在世界范圍內得到廣泛應用的三維仿真軟件，其在三維建模、光效控制、材質選擇和末期制作等方面有著較為完善的功能，具有三維視圖直觀、操作界面簡單、建模效率高且渲染效果優良的特點。

1.3 Autodesk Revit MEP軟件

Autodesk Revit MEP軟件是一款依據建筑信息模型基本理念、面向管道工程和設備工程的三維仿真軟件。在其基礎上創建的三維仿真模型集合了建筑物的各類設計參數，其建筑信息模型可以貫穿于整個建筑規劃、設施施工與營運管理過程，并且有效減少了各個配套設備專業之間的矛盾和沖突問題，最終達到合理布置管道的目的。這也是目前我國應用最為廣泛的建模軟件。

2 建筑給排水工程三維仿真軟件的選擇

2.1 管道碰撞問題的產生及危害

建筑給排水工程的管道碰撞和交叉問題主要是由于其在前期設計階段中的疏忽和多專業重疊造成的，其危害問題主要表現在以下幾個方面：①管道交叉和碰撞問題是建筑給排水系統中專業配套之間的矛盾集中點，特別是在可利用空間相對較小，但是各類管道都需要在此集中經過，專業協調與溝通不到位的情況下就會對現場施工造成極大影響。②為了解決施工階段的管道碰撞和交叉問題，實際情況中會采取管道提前轉彎或改變坡度等措施。該類型的舉措雖然在一定程度上解決了管道碰撞和交叉問題，但卻又改變了管道布置的基本形態，對室內美觀和建筑空間造成了一定的影響。

2.2 管道碰撞處理的三維仿真軟件的選擇

我們在實際項目建設過程中，通過幾款應用軟件的實際操作，對比其優勢，發現Autodesk Revit MEP是一款采用參數驅動系統來構建建筑信息模型，并對管道工程進行優化處理的三維仿真軟件。

3 建筑給排水工程三維仿真軟件的應用

3.1 三維仿真模型的構建

首先在采用Autodesk Revit MEP三維仿真軟件的基礎上創建出相應的建筑給排水系統建筑信息模型的初始文件，并通過建筑給排水系統的相關設置情況對建筑信息模型進行完善和進一步補充。

其次應建立起工作集，建筑項目通常情況下是由多個專業共同組成的系統性工程，因此可以根據實際情況建立起工程需要的多個工作集，例如給排水、電氣設備、通風空調等建筑模型建立起自己的工作集。

3.2 碰撞檢查

對于建筑給排水工程的管道碰撞檢查來說，其主要是管道之間和結構專業之間的梁柱碰撞檢查。首先，可以采用Autodesk Revit MEP三維仿真軟件，在建筑信息模型中分別導出排水管道和結構梁柱的nwc格式文件，并將其添加到Navisworks軟件中。隨后在Navisworks軟件中將排水管道和結構梁柱作為主要的碰撞檢查對象進行管道碰撞的自動檢查，并最終得出區域內的管道碰撞數目。在其生成的碰撞檢查報告中，可以得出有效的碰撞點位置信息以及管道碰撞位置的三維圖像，最終可以根據以上信息返回到Autodesk Revit MEP軟件中對管道碰撞和檢查情況進行修改處理。其實，在實際工程中，同一個平面內一般都不止一個專業，給排水管道除了自己碰撞外，還會與線槽線管、風管等碰撞，所以建模過程中一般都會將幾個專業綜合在一起進行碰撞試驗。某在建辦公、商務中心工程，地下室有生活給排水專業、消防水系統、防排煙專業、電氣專業等，還有各種管道、線槽、橋架、母線槽，風管等錯綜復雜，現場施工前如果沒有進行三維建模和碰撞試驗，根本無法進行施工。該工程的塔樓為辦公室，走廊公共區域管線也比較多，通過三維建模和碰撞試驗，不僅令各專業施工能順利進行，而且提高了觀感性，各種管線錯落有致。更重要的是，通過三維建模和碰撞試驗，能夠更好地控制管道的標高，這對提高層間標高至關重要，可以避免空間的浪費，提高建筑物使用率，為業主帶來更高的收益。

3.3 管材用量統計

建筑信息模型建立的另一個重要目的就是對施工過程中的管材和附件用量進行統計，這也是Autodesk Revit MEP三維仿真軟件的優勢所在。其在對給排水管道的碰撞和交叉情況檢查完畢之后，通過對存在的問題進行整改和處理，從而對整個建筑給排水系統中所使用的各類管材、附件的數量進行全面統計，大大提高了施工管理的工作效率。

4 結束語

通過三維仿真軟件構建建筑信息模型的三維仿真技術當前在我國的一線城市應用較多。目前，我國對于該種軟件和技術的應用主要依靠國外引進，其軟件設計規范和執行標準與我國的國情存在不相符的情況，因此在對其進行研究和應用的過程中，應根據我國實際情況對其進行改進處理，從而更好地將其在國內進行推廣應用，提高施工效率和建筑觀感度。

參考文獻

[1]何關培.BIM在建筑業的位置、評價體系及可能應用[J].土木建筑工程信息技術，2010（2）.

[2]陳明.三維技術在建筑設備設計行業的應用[G]//工程設計與計算機技術——第十五屆全國工程設計計算機應用學術會議論文集，2010.

〔編輯：王霞〕