三維仿真技術(shù)在建筑給排水管道工程中的應(yīng)用探討

摘 要：給排水管道工程中管道碰撞與交叉問(wèn)題是我國(guó)建筑給排水管道工程設(shè)計(jì)和施工中最為普遍的問(wèn)題之一。通過(guò)使用三維仿真技術(shù)可以建立完整的排水管道系統(tǒng)信息三維模型，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑給排水設(shè)計(jì)中不合理之處，在進(jìn)行實(shí)際施工作業(yè)之前排除隱患使得該工程能夠達(dá)到節(jié)約成本、提高效率和縮短工期的效果。本文將對(duì)三維仿真技術(shù)在建筑給排水管道工程中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述，結(jié)合當(dāng)前管道設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)狀分析三維仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：三維仿真技術(shù)；建筑給排水管道；三維模型

1 前言

針對(duì)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，建筑給排水管道工程除了應(yīng)發(fā)揮自身本身能力之外還要對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)、相關(guān)專(zhuān)業(yè)之間的配合發(fā)揮更大的作用。比如建筑給排水管道工程在施工過(guò)程中要考慮環(huán)保問(wèn)題、節(jié)能問(wèn)題、美觀問(wèn)題和力求滿(mǎn)足“以人為本”的原則。但是目前給排水工程中極易出現(xiàn)管道交叉碰撞的問(wèn)題，嚴(yán)重的影響了人們的正常生活。三維仿真技術(shù)就可以解決這一問(wèn)題，通過(guò)創(chuàng)建三維數(shù)據(jù)模型，在模型中高效率的尋找問(wèn)題所在，實(shí)時(shí)提供可靠數(shù)據(jù)支持，最大程度的避免工作人員浪費(fèi)大量時(shí)間和精力。

2 三維仿真技術(shù)的特征

近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得三維仿真技術(shù)擁有著與傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。將項(xiàng)目整體和各個(gè)部分進(jìn)行三維模擬分析并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行集成已經(jīng)成為當(dāng)前工程設(shè)計(jì)的一種趨勢(shì)，即建筑信息模型（BIM）技術(shù)。三維模擬技術(shù)是指通過(guò)對(duì)建筑全部相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理化整合，通過(guò)相關(guān)專(zhuān)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)信息分析，并把分析的數(shù)據(jù)信息建立在三維模型上的技術(shù)。隨著建筑參數(shù)的更新，三維模型隨之變動(dòng)，這樣就可以掌握整個(gè)工程的實(shí)時(shí)信息。BIM技術(shù)的應(yīng)用必須依靠專(zhuān)業(yè)的三維仿真軟件進(jìn)行模型建立和分析，例如3Ds Max、Maya、三維CAD等。通過(guò)不同工程的實(shí)際情況采用不同類(lèi)型的分析軟件，才能更好的解決建筑給排水管道工程中交叉碰撞的問(wèn)題。

3 管道交叉碰撞的危害

建筑內(nèi)部各專(zhuān)業(yè)管道數(shù)量和種類(lèi)眾多，隨著建筑體積和形式的多樣性，給排水管道工程將會(huì)更加的復(fù)雜。各種管道集中在建筑內(nèi)部之后極易出現(xiàn)交叉碰撞的現(xiàn)象發(fā)生。管道交叉碰撞的危害主要有以下幾個(gè)方面：（1）建筑工程是由建筑、結(jié)構(gòu)、給排水等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的合作產(chǎn)物，各個(gè)專(zhuān)業(yè)在建筑內(nèi)部極易產(chǎn)生矛盾，而給排水管道的交叉碰撞極有可能就是矛盾的集中點(diǎn)。特別是在空間狹小的部位中通過(guò)多個(gè)管道時(shí)，矛盾就會(huì)變大，嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展。（2）設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)場(chǎng)施工不協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)方案中未出現(xiàn)給排水管道交叉碰撞問(wèn)題，但實(shí)際施工過(guò)程中因施工圖與實(shí)際情況不符而改變?cè)O(shè)計(jì)方案，因此造成了成本的大量增加。（3）在實(shí)際工作中通常為解決管道交叉碰撞問(wèn)題會(huì)對(duì)某些管道采取提前拐彎或改變管道坡度的做法，雖能解決問(wèn)題但也使得原有設(shè)計(jì)發(fā)生變化，導(dǎo)致新的問(wèn)題出現(xiàn)。

4 三維仿真技術(shù)構(gòu)造模型及其在建筑給排水管道中的應(yīng)用

4.1 三維仿真技術(shù)在給排水管道工作中的建模

針對(duì)建筑給排水管道工程中的問(wèn)題可以使用Revit MEP軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)模型的建模。該軟件可以建立參數(shù)驅(qū)動(dòng)模型表現(xiàn)工程師的設(shè)計(jì)；協(xié)調(diào)各部門(mén)之間的關(guān)系減小錯(cuò)誤幾率；能夠有效分析節(jié)能設(shè)計(jì)和碰撞檢查；能夠及時(shí)更新項(xiàng)目數(shù)據(jù)降低設(shè)計(jì)失誤率。通過(guò)該軟件可以繪制給排水管道系統(tǒng)，軟件工具如圖1所示。

此外該軟件還可以設(shè)定構(gòu)件屬性，并且實(shí)時(shí)掌握不同方位的觀察角度，如圖2所示。

4.2 三維仿真技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用

（1）工程前期準(zhǔn)備工作。建筑給排水管道工程前期準(zhǔn)備工作主要包括信息模型初始階段的文件、工作集、導(dǎo)圖和定位環(huán)節(jié)等工作。工作人員通過(guò)三維仿真技術(shù)將建筑給排水管道的大量信息導(dǎo)入初始創(chuàng)建的模型之中，通過(guò)模型的建立可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定位和進(jìn)行準(zhǔn)確性檢驗(yàn)。

（2）模型的創(chuàng)建。①工作人員將按照實(shí)際工程的要求通過(guò)BIM技術(shù)建立初始模型后將給排水工作平面和其他專(zhuān)業(yè)工作平面作對(duì)位處理，對(duì)管道類(lèi)型、衛(wèi)生器具種類(lèi)等進(jìn)行設(shè)置；②創(chuàng)建工作集：建筑項(xiàng)目是由多個(gè)專(zhuān)業(yè)共同參與的大工程，同時(shí)對(duì)多個(gè)專(zhuān)業(yè)建立模型費(fèi)時(shí)費(fèi)力。可以根據(jù)具體情況建立多個(gè)工作集來(lái)降低建立模型的難度；③導(dǎo)入CAD平面圖并設(shè)置軸線與標(biāo)高：將CAD平面圖導(dǎo)入BIM中，并對(duì)軸線及標(biāo)高進(jìn)行形影的設(shè)置，目的是為了強(qiáng)化三維模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

（3）衛(wèi)生器具與給排水管道的安裝。建筑給排水管道設(shè)計(jì)中必然會(huì)遇到衛(wèi)生器具的安裝問(wèn)題，衛(wèi)生器具的安裝必須嚴(yán)格按照與自身相對(duì)應(yīng)的管道參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，或者在預(yù)定之后進(jìn)行后期調(diào)試。尤其是排水立管安裝的時(shí)候一定要注意平面與立面等基礎(chǔ)點(diǎn)的位置。

（4）建筑給排水管線交叉碰撞的檢查。在對(duì)建筑給排水管道建立三維模型之后還要對(duì)其是否可能發(fā)生碰撞問(wèn)題進(jìn)行檢查?？梢酝ㄟ^(guò)選定的軟件的自動(dòng)檢查功能，在確定信息整合和輸入完畢之后進(jìn)行更為細(xì)致的檢查，及時(shí)鎖定和糾正模型中的錯(cuò)誤。檢查之后軟件會(huì)自動(dòng)生成一份檢查報(bào)告，中間內(nèi)容包括碰撞問(wèn)題的位置圖像和坐標(biāo)點(diǎn)等相關(guān)信息，能夠使工作人員一目了然，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文就三維仿真技術(shù)在建筑給排水管道工程中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的探討，闡明了在使用該技術(shù)之后的各種優(yōu)勢(shì)，尤其是在處理大型復(fù)雜的建筑給排水管道工程時(shí)，效果更加明顯。三維仿真技術(shù)可以細(xì)化檢驗(yàn)管道交叉碰撞的問(wèn)題，極大程度的提升工作效率和降低成本投入。

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作者簡(jiǎn)介：

姓名：李敏敏1983.08性別：女籍貫：臨沂市郯城縣學(xué)歷：本科畢業(yè)于蘇州科技學(xué)院現(xiàn)更名蘇州科技大學(xué)現(xiàn)有職稱(chēng)：初級(jí)研究方向：給排水。