探讨三维仿真技术在建筑给排水管道施工中的运用问题

陈琳

摘 要：建筑给排水管道工程具有结构复杂、涉及面较广和与其他专业交叉点比较多的特点，常规的二维平面设计在其应用过程中不够直观，因此三维仿真技术在管道工程中得到了很好的应用。主要对三维仿真技术在管道工程中的应用进行了分析。

关键词：建筑给排水；管道施工；二维平面；三维仿真技术

中图分类号：TU82 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.141

在建筑工程不断发展的基础上，人们对建筑给排水系统提出了更多的要求。本文主要在对常用三维仿真软件进行分析的基础上，探讨了建筑给排水管道施工的三维仿真软件技术的选择和应用。

1 常用的三维仿真软件分析

1.1 Maya软件

该软件是当前三维动画领域中的佼佼者，其通过三维建模功能、动画制作功能、视觉特效功能和画面渲染功能的完美结合，使构建出的三维模型的材料质感和光学效果较为逼真，同时还可以通过先进的物理学体系，实现运动现象的仿真和模拟。

1.2 3Ds Max

该软件也是由美国公司推出的在世界范围内得到广泛应用的三维仿真软件，其在三维建模、光效控制、材质选择和末期制作等方面有着较为完善的功能，具有三维视图直观、操作界面简单、建模效率高且渲染效果优良的特点。

1.3 Autodesk Revit MEP软件

Autodesk Revit MEP软件是一款依据建筑信息模型基本理念、面向管道工程和设备工程的三维仿真软件。在其基础上创建的三维仿真模型集合了建筑物的各类设计参数，其建筑信息模型可以贯穿于整个建筑规划、设施施工与营运管理过程，并且有效减少了各个配套设备专业之间的矛盾和冲突问题，最终达到合理布置管道的目的。这也是目前我国应用最为广泛的建模软件。

2 建筑给排水工程三维仿真软件的选择

2.1 管道碰撞问题的产生及危害

建筑给排水工程的管道碰撞和交叉问题主要是由于其在前期设计阶段中的疏忽和多专业重叠造成的，其危害问题主要表现在以下几个方面：①管道交叉和碰撞问题是建筑给排水系统中专业配套之间的矛盾集中点，特别是在可利用空间相对较小，但是各类管道都需要在此集中经过，专业协调与沟通不到位的情况下就会对现场施工造成极大影响。②为了解决施工阶段的管道碰撞和交叉问题，实际情况中会采取管道提前转弯或改变坡度等措施。该类型的举措虽然在一定程度上解决了管道碰撞和交叉问题，但却又改变了管道布置的基本形态，对室内美观和建筑空间造成了一定的影响。

2.2 管道碰撞处理的三维仿真软件的选择

我们在实际项目建设过程中，通过几款应用软件的实际操作，对比其优势，发现Autodesk Revit MEP是一款采用参数驱动系统来构建建筑信息模型，并对管道工程进行优化处理的三维仿真软件。

3 建筑给排水工程三维仿真软件的应用

3.1 三维仿真模型的构建

首先在采用Autodesk Revit MEP三维仿真软件的基础上创建出相应的建筑给排水系统建筑信息模型的初始文件，并通过建筑给排水系统的相关设置情况对建筑信息模型进行完善和进一步补充。

其次应建立起工作集，建筑项目通常情况下是由多个专业共同组成的系统性工程，因此可以根据实际情况建立起工程需要的多个工作集，例如给排水、电气设备、通风空调等建筑模型建立起自己的工作集。

3.2 碰撞检查

对于建筑给排水工程的管道碰撞检查来说，其主要是管道之间和结构专业之间的梁柱碰撞检查。首先，可以采用Autodesk Revit MEP三维仿真软件，在建筑信息模型中分别导出排水管道和结构梁柱的nwc格式文件，并将其添加到Navisworks软件中。随后在Navisworks软件中将排水管道和结构梁柱作为主要的碰撞检查对象进行管道碰撞的自动检查，并最终得出区域内的管道碰撞数目。在其生成的碰撞检查报告中，可以得出有效的碰撞点位置信息以及管道碰撞位置的三维图像，最终可以根据以上信息返回到Autodesk Revit MEP软件中对管道碰撞和检查情况进行修改处理。其实，在实际工程中，同一个平面内一般都不止一个专业，给排水管道除了自己碰撞外，还会与线槽线管、风管等碰撞，所以建模过程中一般都会将几个专业综合在一起进行碰撞试验。某在建办公、商务中心工程，地下室有生活给排水专业、消防水系统、防排烟专业、电气专业等，还有各种管道、线槽、桥架、母线槽，风管等错综复杂，现场施工前如果没有进行三维建模和碰撞试验，根本无法进行施工。该工程的塔楼为办公室，走廊公共区域管线也比较多，通过三维建模和碰撞试验，不仅令各专业施工能顺利进行，而且提高了观感性，各种管线错落有致。更重要的是，通过三维建模和碰撞试验，能够更好地控制管道的标高，这对提高层间标高至关重要，可以避免空间的浪费，提高建筑物使用率，为业主带来更高的收益。

3.3 管材用量统计

建筑信息模型建立的另一个重要目的就是对施工过程中的管材和附件用量进行统计，这也是Autodesk Revit MEP三维仿真软件的优势所在。其在对给排水管道的碰撞和交叉情况检查完毕之后，通过对存在的问题进行整改和处理，从而对整个建筑给排水系统中所使用的各类管材、附件的数量进行全面统计，大大提高了施工管理的工作效率。

4 结束语

通过三维仿真软件构建建筑信息模型的三维仿真技术当前在我国的一线城市应用较多。目前，我国对于该种软件和技术的应用主要依靠国外引进，其软件设计规范和执行标准与我国的国情存在不相符的情况，因此在对其进行研究和应用的过程中，应根据我国实际情况对其进行改进处理，从而更好地将其在国内进行推广应用，提高施工效率和建筑观感度。

参考文献

[1]何关培.BIM在建筑业的位置、评价体系及可能应用[J].土木建筑工程信息技术，2010（2）.

[2]陈明.三维技术在建筑设备设计行业的应用[G]//工程设计与计算机技术——第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集，2010.

〔编辑：王霞〕