應用BIM的綜合管廊三維建模探討

李家斌

摘 要：目前建筑信息模型（BIM）作為一項新的信息技術，其在國內受到了廣泛關注，BIM的應用也越來越多。本文結合某市綜合管廊建設實例，探討了基于BIM的三維模型構建方法，包括結構元素建模、管道建模和項目展示等，相信對從事相關的同行能有所裨益。

關鍵詞：市政 綜合管廊 BIM 三維模型

中圖分類號：TU992 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0034-02

在傳統的二維設計環境下，機電各專業的設計互相獨立，且受限于二維設計圖紙的局限性，在無法將建筑信息完全表達的情況下，MEP（Mechanical，Electrical and Plumbing）方案經常出現各種錯誤，如管線沖突等，這需要設計單位、施工單位等進行及時溝通協調和修改，如果處理不當將導致工期拖延。

BIM具備可視化和可優化性的特點，能為各專業的設計提供一個協同設計平臺，將BIM應用于MEP設計可以解決目前MEP設計中存在的問題。

1 項目概述

在城市市政管網的主干線上設置綜合管廊是城市安全、健康發展的有力手段。某市古城中街交口、區內管網干管（ 包含熱力、給水、電信、電力管線）均經此處交匯轉輸，建設綜合管廊優勢明顯，且因地處片區負荷中心和市政府核心區域，要求一次性建設好，無需再行開挖，因此，需預留未來發展空間。

除此之外，該交叉口還承擔了兩條主干路間地下人行通道的任務，共計8個人行出入口、市政管廊水電艙與熱力艙分隔下穿人行通道。水電艙凈尺寸為3.3m×2.7m，熱力艙凈尺寸為2.3m×2.7m。

2 模型建立

BIM是三維設計的代稱，并不專指某款軟件，目前應用較廣的三維設計軟件有Graphisoft公司的ArchiCAD以及Autodesk公司的Revit，兩款軟件均為建筑軟件，應用于市政工程設計時，相比較Archi CAD更能符合設計人的操作習慣，設計人員可以根據自己在二維設計中積累的經驗和習慣快速地建立三維建筑模型并自動生成平立剖面圖，配合MEP水暖電插件，可以在同一個模型中布設管道系統，完整表現構筑物及管道綜合。

此外，Archi CAD還可以生成虛擬漫游文件，用戶無需安裝軟件即可在個人電腦上瀏覽整個模型，用來做匯報非常方便。

2.1 結構元素建模

首先是管廊的建模，其結構元素搭建主要使用墻梁板柱工具，局部異型使用復雜截面或殼體、變形體完成，注意區分圖層與材質。作為與二維設計的區別之一，三維設計每一筆畫出的都是虛擬實體，有必要養成操作幾步就觀察一下三維視角的習慣，以便及時發現設計中存在的問題。

2.2 管道建模

管道建模使用軟件自帶的MEP（水暖電插件），不同種類管線預設置不同顏色的MEP系統，通過在布設過程中設置管道直徑、標高信息，可連續畫出不同管徑、標高、傾斜角度的連續管段，彎頭及異徑管根據設置將自動添加，設計中管線綜合依據《城市工程管線綜合規劃規范》（GB 50289—98）及各種管線相關規范進行避讓調整。

圖1為包含結構元素和管道系統的完整道路交口綜合管廊及地下通道模型。模型建成后，使用剖面圖工具在模型任意位置剖切，可自動生成相應剖面圖，并可直接在其中添加標注，任意剖切是三維設計軟件的主要優勢之一，且剖面圖與模型聯動，一處修改同步更新，非常方便。

由于道路管廊的特殊性，有時需要做非垂直的折剖，例如：兩個接入口成170°交角，這種情況Archi CAD無法剖切仍需手繪，為了保持出圖風格一致，本子項出圖仍為Auto CAD繪制，但自動生成的剖面發揮了很好的參考作用，減輕腦力消除錯漏。

圖2、圖3為不同剖面的三維視角。

2.3 項目展示

創建的模型可以采用多種方式進行展示匯報，Archi CAD創建的模型可以導出至Artlantis進行照片渲染或動畫制作，除此以外還可以生成一個exe可執行文件，用戶無需安裝軟件即可在個人電腦上瀏覽整個模型，在瀏覽的同時可以查看模型信息及距離測量。

3 結語

BIM作為一種嶄新的設計手段，目前還有許多問題亟待解決，比如：設計流程改變后多專業間的協同、三維設計規范的建立、不可避免增加工作量是否值得的爭論等，這些都需要進行不斷的實踐與改進。

參考文獻

[1] 李亞東，郎灝川，吳天華.基于BIM實施的工程質量管理[J].施工技術，2013（15）：20-22，112.

[2] 李亞東，郎灝川，吳天華.現場掃描結合BIM技術在工程實施中的應用[J].施工技術，2012（18）：19-22.

[3] 楊科，康登澤，車傳波，等.基于BIM的碰撞檢查在協同設計中的研究[J].土木建筑工程信息技術，2013（4）：71-75，98.

[4] 楊遠豐，蔡曉寶.三維管線綜合設計實踐與技術探討[J].建筑技藝，2011（Z1）：154-159.

[5] 李雄華.BIM技術在給水排水工程設計中的應用研究[D].華南理工大學，2009.endprint