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当BIM和市政管线一起,会碰撞出什么样火花

时间:2020-10-14 14:48来源:未知 作者:一百一教育 点击:
当BIM和市政管线一起,会碰撞出什么样火花

近年来,我国城市化发展速度越来越快,水平也越来越高,这对相关市政工程提出了更高的要求,传统的市政工程管线设计存在着许多问题,已经无法充分适应当前要求,在这种情况下,BIM技术以其独有的优势迅速得到推广,对BIM技术的优势和应用细节进行探讨,一定程度上有利于该技术的进一步应用和推广。

 

 

传统二维市政综合设计的缺陷

 

在大型、较复杂的市政工程项目设计中,由于管线系统繁多、布局复杂,常出现各专业工程管线在水平或竖向空间位置上产生互相干扰碰撞,或者管线与其他管道附属构筑物冲突的情况。给施工带来麻烦,造成返工或浪费,甚至存在安全隐患。为了避免上述情况的发生,传统的设计流程中通过二维管线综合设计来协调各专业的管线布置。但传统二维市政管线综合只是将各专业的平面管线布置图进行简单的叠加,按照一定的原则确定各种系统管线的相对位置,进而确定各管线的原则性标高,再针对关键部位绘制局部的剖面图。总的来说存在以下缺陷:

 

1
靠经验理解图纸无法做到没有遗漏

具有丰富经验的施工人员可以较为全面、系统的理解设计图纸,但很难做到完全没有遗漏,施工碰撞无法完全避免,尤其是在现代城市市政管线工程中,大型、复杂的市政工程涉及到的管线系统繁多、布局复杂,存在着互相干扰碰撞,或者与其他建筑物、管线冲突的情况,紧靠施工人员理解和观察,很难完全保证工程顺利实施。

 

2
管线连贯性存在问题

鉴于管线相关工程和设计任务的复杂性,设计人员往往要分工配合,这造成了不同设计人员设计的方案无法充分协调的问题,尤其是管线的连贯性,由于设计人员各自的思路不同,只能重点考虑局部设计,连贯性的问题就难以避免。

 

3
图纸复杂、不够直观

传统的设计方案和图纸,往往是二维的平面图,这种图纸不够直观,很难充分表现不同层次管线的立体层次感,为施工人员透彻理解图纸带来难度。同时,市政工程的管线往往相对复杂、多样化,在一些旧管线改造等工程中,这为施工人员带来了更多的困扰。

 

4
难以全面模拟

全面模拟包括资金预算、总体模型、局部模型、阶段性施工、施工细节等各个方面,在传统的市政工程管线设计中,设计人员往往只能专注于工程图纸,对资金和施工细节等难以进行模拟。这为施工准备阶段的工作带来了一定的困扰。2BIM技术的概念和应用于市政工程管线设计中的优势2.1BIM技术的概念BIM技术是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础,建立起三维模型的一种技术,同时,BIM也是一种数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础。

 

由于传统的二维市政管线综合设计存在以上不足,采用BIM技术进行三维市政管线综合设计就成为针对大型复杂市政管线设计问题的优选解决方案。 

 

 

BIM应用于传统三维市政综合设计的优点
 

BIM(Building information modeling/Building information model)是指建筑信息建模/建筑信息模型。在Jerry Laiserin著名的比较苹果与橙子论述提出后,这一设计理念初步深入人心并得到应用推广。BIM计算是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化,协调性,模拟性,优化性和可出图性等五大特点。 

 

BIM技术的发展使三维管线综合的设计方式得以实现,通过BIM协同设计可以直观表达各专业管线的设计意图,进而明确管线构筑物的复杂构造及管线之间的相互空间关系,方便进行碰撞与干涉检查和实时调整,实现元素级别的协同。

 

 

 

BIM应用于传统三维市政综合设计的主要软件
目前国内已有多种软件可供选择,但三维管线综合的设计有其特殊的需求,需要跟市政道路进行紧密结合。目前业内使用较成熟的主要设计软件包括Autodesk公司开发的Revit MEP软件、Autodesk Civil3D软件、以及鸿业公司开发的鸿业三维智能管线设计系列软件。经过笔者对不同项目的使用分析,对这几款主流软件的不同应用重点有如下体会: 
 
Revit系列软件包含Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP三个软件,分别对应建筑、结构、设备专业,三者互相融合度高,可以满足复杂的市政工程节点、以及大型综合体市政道路出入口处的管线综合设计的需要。 
 
Autodesk Civil3D软件可以实现大型市政道路、城市公路的整体设计,其数据分析功能强大,在土方计算、区域排水等参数分析上优势明显。但Autodesk Civil3D对市政管线的支持限于道路排水,其余类型的市政管线需要用户自行设置类型及规则,这对设计用户的培训要求较高。 
 
BIM软件在和其他软件协同方面,目前主要通过LandXML、FBX、SKP、DWG等数据文件进行,可以和InfraWorks、3dMax、Google Skyetchup等软件交换信息和模型数据,具体交换形式需要视对接的软件而进行不同设定。

 

三维管线综合设计流程

三维管线综合设计作为BIM技术的主要应用方向之一,已在国内多个大型、复杂项目中进行设计实践,取得了一定的经验与技术积累。笔者通过多个项目总结出的市政管线BIM设计流程是先建立市政道路模型,然后进行市政管线的建模,再根据各专业要求及管线敷设要求,对管线进行合理细致的调整、避让,最后汇成文档出图。具体的各个设计阶段如下:

 

1
市政管线模型建立

市政设备管线BIM建模按照各专业的施工图分系统进行,如给水、污水、雨水、消防、热力、电力电缆、通信电缆等,各系统设置不同颜色以便区分,建模的顺序大致按从上到下、从大管到小管的顺序进行,以减小后期调整避让的难度。如果有横向的雨水口连接管则需特别注意,应在其他市政管线之前建模,这是由于重力流管到有坡度,而且不能上弯,一般需要其他管线去避让它,因此先行建模有利于后期调整避让。 

 

2
管线调整避让

为了避免管线碰撞、控制埋深,管线间的避让是不可避免的。在建模的过程中即需观察管线间的空间关系并予以调整,在局部区域完成建模后,要及时使用BIM软件的碰撞检测功能,发现并消除碰撞,不必等到道路所有管线都建模完成再进行检测,因为各软件的整体检测速度都较慢,并且调整起来更难控制。通过三维BIM模型使得精确地调整管线高度成为可能,为满足敷设要求及埋深控制,在多管交汇的地方可以进行精细的实体避让。

 

3
汇成文档并出图

由于采用了三维的方式进行设计,最后提交设计成果的方式有别于以往的管线综合设计。拟以三个层次的成果提交: 

 

(1)传统的表达方式,即管线综合平面图、局部剖面大样等;此外,对于管线关系较复杂的局部,辅以三维轴测图以便直观地表达。 

 

(2)管线标高层次示意图,即按颜色深浅及色调变化来直观表达管线标高的彩色平面图。可以非常直观地表达所有管线的高度变化,并可直接看出整条道路各路段市政管线的埋深,对于影响埋深的局部管线一目了然,从而可以有针对性地进行调整甚至要求具体专业变更设计。 

 

(3)对于最终完成的整个BIM模型,导出为相应的格式提交给建设单位,以便进行后期的维护运营配合。
 
随着我国建筑业的蓬勃发展,各地城市建设如火如荼,BIM技术的应用因此更加广泛。其具有全面模拟、可视性良好等突出优势,可以更好的服务于市政工程管线建设,对BIM技术的相关优势和应用细节进行探讨,有助于BIM技术的全面应用和进一步完善。
(责任编辑:一百一教育)
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