BIM碰撞檢測(cè)技術(shù)在裝配式建筑綠色施工的應(yīng)用研究

馬鵑

摘要：2020年的到來(lái)，讓我們看到了日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，也讓我國(guó)的大氣污染、水體污染、固體垃圾擴(kuò)散等環(huán)境問(wèn)題更加的嚴(yán)重，所以綠色施工是時(shí)代的需要。以某實(shí)驗(yàn)小學(xué)為例，運(yùn)用Revit2019軟件創(chuàng)建結(jié)構(gòu)、建筑、管線BIM模型，通過(guò)Navisworks Manage2019軟件實(shí)現(xiàn)多專業(yè)之間的協(xié)調(diào)，發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)之間的碰撞情況。根據(jù)導(dǎo)出碰撞檢查報(bào)告優(yōu)化模型，減少返工，達(dá)到裝配式建筑綠色施工中節(jié)能、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

Abstract： The arrival of 2020 has allowed us to see increasingly serious environmental problems. With the continuous development of the construction industry， China's environmental problems such as air pollution， water pollution and solid waste proliferation have become more serious. Therefore， green construction is the era needs. Taking an experimental elementary school as an example， this paper uses Revit2019 software to create BIM models of structures， buildings and pipelines， and uses Navisworks Manage2019 software to achieve coordination among multiple disciplines and to discover collisions between different disciplines. It optimizes the model based on the exported collision inspection report， reduces rework， and achieves the goals of energy saving， material saving and environmental protection in the green construction of prefabricated buildings.

關(guān)鍵詞：裝配式;碰撞檢測(cè);管線BIM模型;結(jié)構(gòu)BIM模型;綠色施工

Key words： prefabricated;collision detection;pipeline BIM model;structure BIM model;green construction

中圖分類號(hào)：TU17 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）24-0222-02

1 ?BIM碰撞檢測(cè)技術(shù)在建筑綠色施工中的意義

2020年的到來(lái)，讓我們看到了日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，現(xiàn)在自然災(zāi)害頻發(fā)，我們正在艱難地處理一個(gè)又一個(gè)的災(zāi)難。在遙遠(yuǎn)的非洲也發(fā)生一場(chǎng)25年來(lái)最大的蝗災(zāi)。澳大利亞山火已經(jīng)持續(xù)了四個(gè)月，過(guò)火面積已經(jīng)超5.25萬(wàn)平方公里。水污染和水資源短缺、土地退化、沙漠化、水土流失、森林減少等也是發(fā)展中國(guó)家普遍存在的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，也讓我國(guó)的大氣污染、水體污染、固體垃圾擴(kuò)散等環(huán)境問(wèn)題更加的嚴(yán)重，所以綠色施工是時(shí)代的需要。運(yùn)用先進(jìn)的施工管理理念、先進(jìn)技術(shù)，減少施工過(guò)程中的資源消耗，同時(shí)降低噪音，空氣、土壤和水的污染。綠色施工是非常必要的。

運(yùn)用BIM技術(shù)，檢查不同專業(yè)之間的碰撞情況。根據(jù)導(dǎo)出碰撞檢查報(bào)告優(yōu)化模型，減少返工，達(dá)到裝配式建筑綠色施工中節(jié)能、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。減少各專業(yè)間的協(xié)調(diào)不當(dāng)，在施工中造成的材料浪費(fèi)、人力浪費(fèi)、資源浪費(fèi)等情況，真正實(shí)現(xiàn)綠色施工。

2 ?碰撞檢測(cè)的概念及技術(shù)路線

運(yùn)用二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，建筑各專業(yè)一般是分別設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)往往存在專業(yè)間的碰撞。在機(jī)電和管線的安裝方面還存在軟碰撞的問(wèn)題，即設(shè)備和管線沒(méi)有實(shí)際的碰撞，但會(huì)造成施工人員、機(jī)具不能達(dá)到指定安裝位置的問(wèn)題。將不同專業(yè)的BIM模型組合起來(lái)，通過(guò)軟件提供的空間沖突檢測(cè)功能，找出不同專業(yè)的空間沖突點(diǎn)，反復(fù)地進(jìn)行“沖突檢測(cè)、修改、更新模型”的過(guò)程，修正設(shè)計(jì)。碰撞檢測(cè)主要是運(yùn)用于Navisworks Manage軟件當(dāng)中的Clash Detective模塊，運(yùn)用此模塊可進(jìn)行硬碰撞檢測(cè)，硬碰撞（保守）檢測(cè)、間隙檢測(cè)、重復(fù)項(xiàng)檢測(cè)。硬碰撞和間隙是最常用的兩種方式，硬碰撞用于查找兩個(gè)模型圖元間發(fā)生交叉、接觸方式的干涉和碰撞沖突，而間隙的方式是用于檢測(cè)所指定未發(fā)生空間接觸的兩個(gè)模型圖元自檢的間距是否滿足要求，所有小于指定間距的圖元均被視為碰撞。重復(fù)項(xiàng)方式則是用于查找模型場(chǎng)景中是否有完全重疊的模型圖元，以檢測(cè)文件模型的正確性。碰撞檢測(cè)的流程為：先構(gòu)建建筑BIM模型、結(jié)構(gòu)BIM模型、管線BIM模型，在模型導(dǎo)出“nwc”格式，模型附加。最后進(jìn)行碰撞檢查。

3 ?BIM碰撞技術(shù)在工程項(xiàng)目綠色施工中的應(yīng)用

本文結(jié)合實(shí)際工程案例介紹了基于BIM碰撞技術(shù)的檢測(cè)情況，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，提高施工建造效率，達(dá)到綠色施工、節(jié)能環(huán)保的目的。

3.1 工程概況

某實(shí)驗(yàn)小學(xué)項(xiàng)目總用地面積為45763m2，總建筑面積為24289.81m2，總投資約1.25億。項(xiàng)目于2017年9月22日開(kāi)標(biāo)，10月進(jìn)場(chǎng)開(kāi)工，施工過(guò)程中質(zhì)量、安全情況控制良好，2017年12月底已完成科技樓、食堂及風(fēng)雨操場(chǎng)主體封頂。為響應(yīng)國(guó)家推廣綠色節(jié)能建筑的政策，以裝配式方式建設(shè)。預(yù)制結(jié)構(gòu)包括預(yù)制梁、預(yù)制外掛板、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯，預(yù)制裝配率達(dá)80%。項(xiàng)目效果圖見(jiàn)圖1所示。

3.2 各專業(yè)BIM模型的創(chuàng)建

本實(shí)驗(yàn)小學(xué)包含教學(xué)樓、科技樓、綜合樓報(bào)告廳、食堂及風(fēng)雨操場(chǎng)。在一個(gè)Revit模型里創(chuàng)建完整的BIM模型，目前不論是軟件技術(shù)還是電腦硬件性能都較難實(shí)現(xiàn)，所以采用分專業(yè)用Revit建模，需要專業(yè)協(xié)調(diào)時(shí)通過(guò)鏈接方式分別鏈接相關(guān)模型進(jìn)行協(xié)調(diào)，避免所有模型都在Revit里打開(kāi)導(dǎo)致性能下降。如圖2-圖3所示，為教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)、建筑、管線的模型。

3.3 模型導(dǎo)出并整合

將revit格式的模型文件轉(zhuǎn)換成nwc格式的文件，用Revit2019軟件打開(kāi)建筑BIM模型，選擇附加模塊選項(xiàng)卡→“外部工具”→“Navisworks2019”，在彈出的對(duì)話框中，選擇保存為“nwc”格式。在Navisworks軟件中打開(kāi)nwc格式的模型文件，選擇碰撞檢測(cè)對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行檢查。

打開(kāi)建筑BIM文件（實(shí)驗(yàn)小學(xué)教學(xué)樓-ARC.nwc）。點(diǎn)擊Navisworks Manage “附加”，加入結(jié)構(gòu)BIM文件（實(shí)驗(yàn)小學(xué)教學(xué)樓-STR.nwc），并附加管線BIM文件（實(shí)驗(yàn)小學(xué)教學(xué)樓-MEP.nwc）。完成模型鏈接和整合。

3.4 基于Navisworks軟件碰撞檢測(cè)

遵循以下順序?qū)?xiàng)目進(jìn)行碰撞檢測(cè)：①土建結(jié)構(gòu)碰撞檢測(cè);②設(shè)備內(nèi)部各專業(yè)碰撞檢測(cè);③結(jié)構(gòu)與電纜管線等專業(yè)碰撞檢測(cè);④管線之間問(wèn)題檢測(cè)。

該實(shí)驗(yàn)小學(xué)的碰撞檢測(cè)包含如下項(xiàng)目：上下兩層外掛墻板之間碰撞檢測(cè)，排風(fēng)系統(tǒng)與消防系統(tǒng)碰撞檢測(cè)，電纜管線與給水管線碰撞檢測(cè)，給水管道碰撞檢測(cè)，結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)重復(fù)項(xiàng)檢測(cè)，建筑與建筑重復(fù)項(xiàng)檢測(cè)。

在設(shè)置碰撞前，進(jìn)行模式和背景的設(shè)置以便于更直觀地了解實(shí)驗(yàn)小學(xué)模型。模式選擇“著色”。單擊背景，將模式選為漸變。在常用處選中“Clash Detective”，彈出對(duì)話框。單擊“添加測(cè)試”，可以對(duì)整個(gè)完整模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，也可對(duì)部分模型甚至單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行碰撞檢測(cè)。在本項(xiàng)目中，對(duì)電纜管線與給水管線進(jìn)行碰撞檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)沖突部分20項(xiàng)，根據(jù)結(jié)果對(duì)圖紙進(jìn)行修改后，減少了材料和人工的浪費(fèi)，達(dá)到綠色施工的目的。

除了對(duì)管道進(jìn)行接觸式碰撞檢測(cè)，還可以檢測(cè)管道的間距是否符合要求。添加新測(cè)試，命名為“管道凈空檢查”，先在模型中選中要進(jìn)行檢測(cè)的圖元，選中碰撞類型為“間隙”，設(shè)置公差，單擊“運(yùn)行測(cè)試”。針對(duì)碰撞問(wèn)題，項(xiàng)目通過(guò)多次召集各專業(yè)主要骨干參加三維可視化協(xié)調(diào)會(huì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，將碰撞問(wèn)題降到0，根據(jù)碰撞檢測(cè)結(jié)果提交設(shè)計(jì)修改，減少返工。

4 ?結(jié)語(yǔ)

將BIM碰撞技術(shù)應(yīng)用于裝配式實(shí)驗(yàn)小學(xué)項(xiàng)目，避開(kāi)了二維設(shè)計(jì)盲區(qū)，解決了錯(cuò)、漏、碰、缺問(wèn)題，通過(guò)Navisworks Manage2019實(shí)現(xiàn)多專業(yè)之間的協(xié)調(diào)工作，檢查建筑、結(jié)構(gòu)、管道等多個(gè)專業(yè)之間是否有沖突的情況。在施工前，對(duì)于項(xiàng)目中的可能出現(xiàn)返工的部分進(jìn)行了檢查和修改，達(dá)到了節(jié)能和節(jié)材的綠色施工的目標(biāo)，有效節(jié)約建筑材料，減少建筑垃圾，保護(hù)了環(huán)境。

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