探析BIM技术在市政给排水管线设计中的应用

宋 奎

（南京市市政设计研究院有限责任公司 江苏省南京市 210008）

引言

将BIM技术应用到市政给排水管线的设计工作中，可以有效的保障其管线设计的质量。这是因为BIM技术具有绝对的应用优势，受到其自身可视化以及参数化的影响，其所展现出的优势极为明显。该项技术更是受到极为热烈的推崇，其技术的应用给企业争得了更大的商业机遇，提升了该企业自身的竞争价值。但是该技术在实际的应用中仍旧存在一些无法处理的问题，这些问题的出现严重的影响了其技术效用的展现，降低了其模型构建的精确程度，对此，我国应当加大对BIM技术的研究力度，让其技术发展可以更加的成熟稳定。

1 BIM技术在市政给排水管线设计应用的现状

BIM建模工作的开展需要建筑模型数据信息的支持，其应当将建筑模型数据内容全部输入到计算机之中，然后在通过计算机开展三维的设计工作，模拟其施工流程。在我国传统的市政给排水管线的设计工作中，其主要是二维的设计模型，其相关建筑模型的数据信息量比较少，有些甚至连基础的信息量也没有。在BIM技术的带领下，开展市政给排水管线设计工作，其对于建筑模型的各类要求繁杂，其所需要的数据信息量也比较大。采用BIM技术来构建前期的信息化模型，可以将原本二维设计中所存在的问题更为直观的展现出来。现阶段，BIM技术在市政给排水管线设计中的应用频率越来越高，需要调动建筑设计专业来共同开展模型的构建工作，利用三维信息软件，把其工程施工所需要的数值参数信息全部输入到其计算机当中，让计算机可以自动的对某一范围内的建筑设施的给排水管线布置状况进行总结，同时用图表的形式更为直观的展示在人们的面前，优化了施工人员的工作流程，工作人员可以用较短的时间来整合其各类施工所需要用的数值信息，精准的推算出其管材的用量大小，给其后续工作的开展提供了一定的便利。

2 应用软件以及缺陷

2.1 ABD

ABD软件主要是针对建筑设计的三维信息模型进行探究，该模型的创建工具需要使用的程序极为复杂，不仅需要对图纸的内容进行输出，还需要对各类材料进行统计和整理，实时的开展碰撞的检测工作，高效的利用其数据内容。通过ABD所构建的设计平台，可以让其和设备模块完整的连接在一起，开展较为特殊的井、泵站的检测工作，实时的对其物体进行三维的设计，同时设计出二维施工图纸，该软件是我国某一公司和建筑系列相关的设计软件，该软件的三维设计功能发展已经趋于完善，其图纸细节问题仍旧是比较严重，且表达不够精准，规范性低下。

2.2 SUE

SUE软件主要针对的是地下公共设施模型，其作为一种模型的创建工具，其所包含的模块内容较多，通过该软件的应用，可以综合性的处理好雨水、污水等各类管线问题，开展其内容的设计工作。同时其还具有一定的勘测效用，能精准的检验出其行业内各类数据信息源，将SUE软件应用市政给排水管线的设计中，可以对其进行给水、雨水等的三维设计处理，但是该软件在应用时，缺少了管线二维平面及纵段出图的性能，且其的本地化特性极为微小，同时其内置的检查井等各类构件无法满足我国图集的基本标准。

3 设计方式

采用SUE开展市政给排水管网的模型设计工作，依照其实际的状态来确定其模型设计方式。其主要分为三种设计方法，首先是数据导入法，该方式主要是将其高程以及井坐标等数据信息全部放置到表格当中，然后把设计数据信息输入到SUE软件系统当中，开展自定义的工作处理，让其软件中的ModelBuilder的功能可以完整的展现出来，利用其功能来提取相关的管网数据信息，构建出一个较为完整的管网模型；其次是逐一设计法，严苛的检查井，并确定出井的类型，然后在按照一定的顺序逐一的检查井的高程设置状况，进而选择出适合其井管道的种类，确定出好管道的类型，再次进行管道的布置工作；最后是3D线转化法，在纵断面中设定出其节点的标高位置，然后确定出管道的模板结构，在软件中找出已经自定义完毕的3D线，利用3D线生成三维管网。这三种建模方式的适用情形各不相同，且使用条件也存在着很大的差异性，数据导入法主要使用在管线的路径比较长，且施工时间较为紧凑，标高需要时常进行更换的项目，逐一设计法主要适用于重力管线，针对其已经获取收集到的专业三维模型以及三角网地形的项目进行处理，3D线转化法主要是针对压力管线进行处理，将其应用到已经设计完毕的3D线型结构中，为其测图提供三维线型的项目。

4 应用案例分析

4.1 工程概况

我国某一新修建的道路其道路设计的长度为4.5km左右，需要对其道路进行雨水以及污水等各类给排水管线的设计处理。现阶段，其已经完成了初始的设计工作。

4.2 BIM解决方案

利用BIM技术来开展管线的协同设计工作，分别对其模型的构建以及模型的总装等工作一一的进行检测，必须要让其达到初始设计时期的要求，完成其二维以及三维的设计任务。以全局的角度来衡量BIM解决方案，需要在BIM技术应用的基础上，设置好三维协同设计的项目目标，其目标的内容较为繁杂，需要完成各类给排水管线以及各类建筑设施三维模型的构建工作，同时对一些单体的模型进行总装的处理，还应当检测其专业间的模型碰撞问题，分别对雨水、污水、中水以及给水这四类管线的模型数据信息进行整合，让其自动生成一个二维的平面施工图纸以及平面的剖面图。利用动画渲染的形式来展示三维可视化工程，按照其实际的设计需求，不断的丰富其族库。BIM三维协同设计工作的开展需要分别设计出地形、管线、特殊井、构筑物以及设备的三维模型，待其设计工作完毕后，开展BIM单体模型的总装工作，最后在二维出图、对其碰撞现象进行更为眼见的检测，统计其相关内容，编制报表，渲染动画，同时进行设计的校审工作，保障其设计流程的精准程度。

4.3 管线三维设计工作

管线模型的深度需要依照我国所编制的市政给排水工程BIM设计技术的应用标准来设定，分别对其已经交付的信息模型进行名称的设置，其所设定的文件名称必须要符合其文件命名的基本规则：①要设置好其项目的序号，依照其序号进行分区系统的处理；②要填写专业的代码，对其单位名称进行总装；③描述该管线模型。我国传统的二维管线设计工作主要是以其管线的颜色进行性能的划分，分别就其阀门井以及各类节点进行精细化的管理和设计，实时的开展四类管线的总装工作。

4.4 碰撞检查

在对其四类管线进行内部碰撞检查时，必须要依照其实际的状况来编制碰撞检查报告，然后按照其碰撞检查的结果来重新调整其模型，完善其施工图纸，发挥出其技术的指导效用。在处理碰撞问题时，需要确定出雨水的高程位置，及时的调整给水以及再生水的高程，将重心放置到压力管线和重力管线的检查方面上，同时还应当观察其压力支线与重力管线的交互问题。

4.5 工程量统计

利用SUE软件来编制排水管道的相关报表，依据其报表的内容转换其格式，其报表中需要涵盖各个给排水管道各个阶段的规格以及长度等数值信息。这样可以为其统计工程量的工作提供更为科学的决策依据。避免了传统二维人工统计的繁琐与不精确，而且可以统计每个检查井标高，从而可以精确计算管道平均覆土，解决了传统二维设计对管道平均覆土进行估算而不够精确的问题。

4.6 族库积累

由于SUE中无排泥井构件，根据设计需求，创建了排泥井构件并形成排泥井族库，井筒及井室可实现参数化调整。族库对象的半径、高及直径等基本尺寸可参数调整，提高族库利用效率，便于控制不同标高下特殊井的高度变化。

4.7 二维出图

二维出图技术在以往的给排水设计中较为常用，当前的节点出图设计技术与二维出图设计基础的结合，实现了二维出图的深化改革，促进了节点出图与二维出图技术的标准化，实现了二者出图技术的融合，这种设计技术更加符合市政给排水管线的实际情况，二维出图运用SUE提取管线设计中需要的数据，并将提取的数据进行横纵向的数据图形绘制，提高了管线出图设计的科学合理性。节点出图与二维出图方式的融合，实现了设计图纸与设计模型额联动，即在市政给排水管线设计模型改动的情况下，设计图纸也会自动变更，有效保障了图纸设计质量以及给排水管线设计的效率，具有重要的意义。

4.8 管线碰撞交叉检查

设计模型构建结束之后，相关的设计人员需要进行管线设计碰撞检查工作，在该过程中模型碰撞检查人员需要利用REVIT-MEP软件、Navisworks进行自动检索，检查人员可以对发现的问题进行优化与调节，减少管线设计错误出现的几率。BIM技术具有的自动碰撞检查功能减少了人工检查的众多繁琐过程，提高了市政给排水管线设计的科学准确性。管线碰撞检查的具体方法为：运用REVIT-MEP将需要碰撞检查的数据限定在参数面板中，分析模型数据中的各项数据是否存在碰撞情况，如该例中的排水管道和框架柱、框架梁，在碰撞类型一栏选择硬性碰撞，即接触性碰撞，在对话窗口中设置好参数，点击开始运算便可在短时间内得到所检查区域（建筑或建筑群）内的管线碰撞数量，当然如果不能计算则是模型设置有问题，可以反过来调整模型；BIM技术具有自动数据分析集成的功能，可以在模型碰撞分析后自动生成需要的数据报告与图像、信息点坐标，相关的设计人员可以根据管线模型分析得到的数据结构进行设计方案的优化。建立用量表，管线计量首先要建立数据库——管线的用量表，在MEP中可以输入每个房间、每个区域的管材类型、属性，利用软件自带的“统计”功能则可以生成一份管材用量统计表。在管材用量明细表中包括几部分内容：字段、过滤器、排序、成组、格式、内容和外观。

5 结语

近些年来，BIM技术在市政给排水管线设计中的应用益处愈发的显著，其技术可以有效的处理一些大规模综合楼体中给排水管线复杂等的问题，针对其所产生的管线碰撞检查问题以及给排水设计问题进行了更为深度的研讨。其技术可以随时随地的查阅市政给排水模型构件的相关属性信息内容，无论是规格还是标高都可以精确的整理并记录下来其信息，同时还能找到其施工方以提供施工设备的厂家等，利用相关的计算机软件来补充BIM软件的缺陷，逐步优化BIM技术的应用流程，提升其效率。