探析BIM技術在市政給排水管線設計中的應用

宋 奎

（南京市市政設計研究院有限責任公司 江蘇省南京市 210008）

引言

將BIM技術應用到市政給排水管線的設計工作中，可以有效的保障其管線設計的質量。這是因為BIM技術具有絕對的應用優勢，受到其自身可視化以及參數化的影響，其所展現出的優勢極為明顯。該項技術更是受到極為熱烈的推崇，其技術的應用給企業爭得了更大的商業機遇，提升了該企業自身的競爭價值。但是該技術在實際的應用中仍舊存在一些無法處理的問題，這些問題的出現嚴重的影響了其技術效用的展現，降低了其模型構建的精確程度，對此，我國應當加大對BIM技術的研究力度，讓其技術發展可以更加的成熟穩定。

1 BIM技術在市政給排水管線設計應用的現狀

BIM建模工作的開展需要建筑模型數據信息的支持，其應當將建筑模型數據內容全部輸入到計算機之中，然后在通過計算機開展三維的設計工作，模擬其施工流程。在我國傳統的市政給排水管線的設計工作中，其主要是二維的設計模型，其相關建筑模型的數據信息量比較少，有些甚至連基礎的信息量也沒有。在BIM技術的帶領下，開展市政給排水管線設計工作，其對于建筑模型的各類要求繁雜，其所需要的數據信息量也比較大。采用BIM技術來構建前期的信息化模型，可以將原本二維設計中所存在的問題更為直觀的展現出來。現階段，BIM技術在市政給排水管線設計中的應用頻率越來越高，需要調動建筑設計專業來共同開展模型的構建工作，利用三維信息軟件，把其工程施工所需要的數值參數信息全部輸入到其計算機當中，讓計算機可以自動的對某一范圍內的建筑設施的給排水管線布置狀況進行總結，同時用圖表的形式更為直觀的展示在人們的面前，優化了施工人員的工作流程，工作人員可以用較短的時間來整合其各類施工所需要用的數值信息，精準的推算出其管材的用量大小，給其后續工作的開展提供了一定的便利。

2 應用軟件以及缺陷

2.1 ABD

ABD軟件主要是針對建筑設計的三維信息模型進行探究，該模型的創建工具需要使用的程序極為復雜，不僅需要對圖紙的內容進行輸出，還需要對各類材料進行統計和整理，實時的開展碰撞的檢測工作，高效的利用其數據內容。通過ABD所構建的設計平臺，可以讓其和設備模塊完整的連接在一起，開展較為特殊的井、泵站的檢測工作，實時的對其物體進行三維的設計，同時設計出二維施工圖紙，該軟件是我國某一公司和建筑系列相關的設計軟件，該軟件的三維設計功能發展已經趨于完善，其圖紙細節問題仍舊是比較嚴重，且表達不夠精準，規范性低下。

2.2 SUE

SUE軟件主要針對的是地下公共設施模型，其作為一種模型的創建工具，其所包含的模塊內容較多，通過該軟件的應用，可以綜合性的處理好雨水、污水等各類管線問題，開展其內容的設計工作。同時其還具有一定的勘測效用，能精準的檢驗出其行業內各類數據信息源，將SUE軟件應用市政給排水管線的設計中，可以對其進行給水、雨水等的三維設計處理，但是該軟件在應用時，缺少了管線二維平面及縱段出圖的性能，且其的本地化特性極為微小，同時其內置的檢查井等各類構件無法滿足我國圖集的基本標準。

3 設計方式

采用SUE開展市政給排水管網的模型設計工作，依照其實際的狀態來確定其模型設計方式。其主要分為三種設計方法，首先是數據導入法，該方式主要是將其高程以及井坐標等數據信息全部放置到表格當中，然后把設計數據信息輸入到SUE軟件系統當中，開展自定義的工作處理，讓其軟件中的ModelBuilder的功能可以完整的展現出來，利用其功能來提取相關的管網數據信息，構建出一個較為完整的管網模型；其次是逐一設計法，嚴苛的檢查井，并確定出井的類型，然后在按照一定的順序逐一的檢查井的高程設置狀況，進而選擇出適合其井管道的種類，確定出好管道的類型，再次進行管道的布置工作；最后是3D線轉化法，在縱斷面中設定出其節點的標高位置，然后確定出管道的模板結構，在軟件中找出已經自定義完畢的3D線，利用3D線生成三維管網。這三種建模方式的適用情形各不相同，且使用條件也存在著很大的差異性，數據導入法主要使用在管線的路徑比較長，且施工時間較為緊湊，標高需要時常進行更換的項目，逐一設計法主要適用于重力管線，針對其已經獲取收集到的專業三維模型以及三角網地形的項目進行處理，3D線轉化法主要是針對壓力管線進行處理，將其應用到已經設計完畢的3D線型結構中，為其測圖提供三維線型的項目。

4 應用案例分析

4.1 工程概況

我國某一新修建的道路其道路設計的長度為4.5km左右，需要對其道路進行雨水以及污水等各類給排水管線的設計處理。現階段，其已經完成了初始的設計工作。

4.2 BIM解決方案

利用BIM技術來開展管線的協同設計工作，分別對其模型的構建以及模型的總裝等工作一一的進行檢測，必須要讓其達到初始設計時期的要求，完成其二維以及三維的設計任務。以全局的角度來衡量BIM解決方案，需要在BIM技術應用的基礎上，設置好三維協同設計的項目目標，其目標的內容較為繁雜，需要完成各類給排水管線以及各類建筑設施三維模型的構建工作，同時對一些單體的模型進行總裝的處理，還應當檢測其專業間的模型碰撞問題，分別對雨水、污水、中水以及給水這四類管線的模型數據信息進行整合，讓其自動生成一個二維的平面施工圖紙以及平面的剖面圖。利用動畫渲染的形式來展示三維可視化工程，按照其實際的設計需求，不斷的豐富其族庫。BIM三維協同設計工作的開展需要分別設計出地形、管線、特殊井、構筑物以及設備的三維模型，待其設計工作完畢后，開展BIM單體模型的總裝工作，最后在二維出圖、對其碰撞現象進行更為眼見的檢測，統計其相關內容，編制報表，渲染動畫，同時進行設計的校審工作，保障其設計流程的精準程度。

4.3 管線三維設計工作

管線模型的深度需要依照我國所編制的市政給排水工程BIM設計技術的應用標準來設定，分別對其已經交付的信息模型進行名稱的設置，其所設定的文件名稱必須要符合其文件命名的基本規則：①要設置好其項目的序號，依照其序號進行分區系統的處理；②要填寫專業的代碼，對其單位名稱進行總裝；③描述該管線模型。我國傳統的二維管線設計工作主要是以其管線的顏色進行性能的劃分，分別就其閥門井以及各類節點進行精細化的管理和設計，實時的開展四類管線的總裝工作。

4.4 碰撞檢查

在對其四類管線進行內部碰撞檢查時，必須要依照其實際的狀況來編制碰撞檢查報告，然后按照其碰撞檢查的結果來重新調整其模型，完善其施工圖紙，發揮出其技術的指導效用。在處理碰撞問題時，需要確定出雨水的高程位置，及時的調整給水以及再生水的高程，將重心放置到壓力管線和重力管線的檢查方面上，同時還應當觀察其壓力支線與重力管線的交互問題。

4.5 工程量統計

利用SUE軟件來編制排水管道的相關報表，依據其報表的內容轉換其格式，其報表中需要涵蓋各個給排水管道各個階段的規格以及長度等數值信息。這樣可以為其統計工程量的工作提供更為科學的決策依據。避免了傳統二維人工統計的繁瑣與不精確，而且可以統計每個檢查井標高，從而可以精確計算管道平均覆土，解決了傳統二維設計對管道平均覆土進行估算而不夠精確的問題。

4.6 族庫積累

由于SUE中無排泥井構件，根據設計需求，創建了排泥井構件并形成排泥井族庫，井筒及井室可實現參數化調整。族庫對象的半徑、高及直徑等基本尺寸可參數調整，提高族庫利用效率，便于控制不同標高下特殊井的高度變化。

4.7 二維出圖

二維出圖技術在以往的給排水設計中較為常用，當前的節點出圖設計技術與二維出圖設計基礎的結合，實現了二維出圖的深化改革，促進了節點出圖與二維出圖技術的標準化，實現了二者出圖技術的融合，這種設計技術更加符合市政給排水管線的實際情況，二維出圖運用SUE提取管線設計中需要的數據，并將提取的數據進行橫縱向的數據圖形繪制，提高了管線出圖設計的科學合理性。節點出圖與二維出圖方式的融合，實現了設計圖紙與設計模型額聯動，即在市政給排水管線設計模型改動的情況下，設計圖紙也會自動變更，有效保障了圖紙設計質量以及給排水管線設計的效率，具有重要的意義。

4.8 管線碰撞交叉檢查

設計模型構建結束之后，相關的設計人員需要進行管線設計碰撞檢查工作，在該過程中模型碰撞檢查人員需要利用REVIT-MEP軟件、Navisworks進行自動檢索，檢查人員可以對發現的問題進行優化與調節，減少管線設計錯誤出現的幾率。BIM技術具有的自動碰撞檢查功能減少了人工檢查的眾多繁瑣過程，提高了市政給排水管線設計的科學準確性。管線碰撞檢查的具體方法為：運用REVIT-MEP將需要碰撞檢查的數據限定在參數面板中，分析模型數據中的各項數據是否存在碰撞情況，如該例中的排水管道和框架柱、框架梁，在碰撞類型一欄選擇硬性碰撞，即接觸性碰撞，在對話窗口中設置好參數，點擊開始運算便可在短時間內得到所檢查區域（建筑或建筑群）內的管線碰撞數量，當然如果不能計算則是模型設置有問題，可以反過來調整模型；BIM技術具有自動數據分析集成的功能，可以在模型碰撞分析后自動生成需要的數據報告與圖像、信息點坐標，相關的設計人員可以根據管線模型分析得到的數據結構進行設計方案的優化。建立用量表，管線計量首先要建立數據庫——管線的用量表，在MEP中可以輸入每個房間、每個區域的管材類型、屬性，利用軟件自帶的“統計”功能則可以生成一份管材用量統計表。在管材用量明細表中包括幾部分內容：字段、過濾器、排序、成組、格式、內容和外觀。

5 結語

近些年來，BIM技術在市政給排水管線設計中的應用益處愈發的顯著，其技術可以有效的處理一些大規模綜合樓體中給排水管線復雜等的問題，針對其所產生的管線碰撞檢查問題以及給排水設計問題進行了更為深度的研討。其技術可以隨時隨地的查閱市政給排水模型構件的相關屬性信息內容，無論是規格還是標高都可以精確的整理并記錄下來其信息，同時還能找到其施工方以提供施工設備的廠家等，利用相關的計算機軟件來補充BIM軟件的缺陷，逐步優化BIM技術的應用流程，提升其效率。