三维仿真技术在建筑给排水管道工程中的应用探讨

摘 要：给排水管道工程中管道碰撞与交叉问题是我国建筑给排水管道工程设计和施工中最为普遍的问题之一。通过使用三维仿真技术可以建立完整的排水管道系统信息三维模型，以便于及时发现建筑给排水设计中不合理之处，在进行实际施工作业之前排除隐患使得该工程能够达到节约成本、提高效率和缩短工期的效果。本文将对三维仿真技术在建筑给排水管道工程中的应用进行详细阐述，结合当前管道设计和施工现状分析三维仿真技术的优势。

关键词：三维仿真技术；建筑给排水管道；三维模型

1 前言

针对当前社会发展趋势，建筑给排水管道工程除了应发挥自身本身能力之外还要对系统设计、施工及其相关专业、相关专业之间的配合发挥更大的作用。比如建筑给排水管道工程在施工过程中要考虑环保问题、节能问题、美观问题和力求满足“以人为本”的原则。但是目前给排水工程中极易出现管道交叉碰撞的问题，严重的影响了人们的正常生活。三维仿真技术就可以解决这一问题，通过创建三维数据模型，在模型中高效率的寻找问题所在，实时提供可靠数据支持，最大程度的避免工作人员浪费大量时间和精力。

2 三维仿真技术的特征

近年来计算机技术的快速发展使得三维仿真技术拥有着与传统二维平面设计不可比拟的优势。将项目整体和各个部分进行三维模拟分析并对相关信息进行集成已经成为当前工程设计的一种趋势，即建筑信息模型（BIM）技术。三维模拟技术是指通过对建筑全部相关数据进行合理化整合，通过相关专用软件进行数据信息分析，并把分析的数据信息建立在三维模型上的技术。随着建筑参数的更新，三维模型随之变动，这样就可以掌握整个工程的实时信息。BIM技术的应用必须依靠专业的三维仿真软件进行模型建立和分析，例如3Ds Max、Maya、三维CAD等。通过不同工程的实际情况采用不同类型的分析软件，才能更好的解决建筑给排水管道工程中交叉碰撞的问题。

3 管道交叉碰撞的危害

建筑内部各专业管道数量和种类众多，随着建筑体积和形式的多样性，给排水管道工程将会更加的复杂。各种管道集中在建筑内部之后极易出现交叉碰撞的现象发生。管道交叉碰撞的危害主要有以下几个方面：（1）建筑工程是由建筑、结构、给排水等多个专业的合作产物，各个专业在建筑内部极易产生矛盾，而给排水管道的交叉碰撞极有可能就是矛盾的集中点。特别是在空间狭小的部位中通过多个管道时，矛盾就会变大，严重影响设计工作的开展。（2）设计方案与现场施工不协调，设计方案中未出现给排水管道交叉碰撞问题，但实际施工过程中因施工图与实际情况不符而改变设计方案，因此造成了成本的大量增加。（3）在实际工作中通常为解决管道交叉碰撞问题会对某些管道采取提前拐弯或改变管道坡度的做法，虽能解决问题但也使得原有设计发生变化，导致新的问题出现。

4 三维仿真技术构造模型及其在建筑给排水管道中的应用

4.1 三维仿真技术在给排水管道工作中的建模

针对建筑给排水管道工程中的问题可以使用Revit MEP软件进行数据模型的建模。该软件可以建立参数驱动模型表现工程师的设计；协调各部门之间的关系减小错误几率；能够有效分析节能设计和碰撞检查；能够及时更新项目数据降低设计失误率。通过该软件可以绘制给排水管道系统，软件工具如图1所示。

此外该软件还可以设定构件属性，并且实时掌握不同方位的观察角度，如图2所示。

4.2 三维仿真技术在给排水工程中的应用

（1）工程前期准备工作。建筑给排水管道工程前期准备工作主要包括信息模型初始阶段的文件、工作集、导图和定位环节等工作。工作人员通过三维仿真技术将建筑给排水管道的大量信息导入初始创建的模型之中，通过模型的建立可以对相关数据准确定位和进行准确性检验。

（2）模型的创建。①工作人员将按照实际工程的要求通过BIM技术建立初始模型后将给排水工作平面和其他专业工作平面作对位处理，对管道类型、卫生器具种类等进行设置；②创建工作集：建筑项目是由多个专业共同参与的大工程，同时对多个专业建立模型费时费力。可以根据具体情况建立多个工作集来降低建立模型的难度；③导入CAD平面图并设置轴线与标高：将CAD平面图导入BIM中，并对轴线及标高进行形影的设置，目的是为了强化三维模型的准确性和可靠性。

（3）卫生器具与给排水管道的安装。建筑给排水管道设计中必然会遇到卫生器具的安装问题，卫生器具的安装必须严格按照与自身相对应的管道参数进行设定，或者在预定之后进行后期调试。尤其是排水立管安装的时候一定要注意平面与立面等基础点的位置。

（4）建筑给排水管线交叉碰撞的检查。在对建筑给排水管道建立三維模型之后还要对其是否可能发生碰撞问题进行检查。可以通过选定的软件的自动检查功能，在确定信息整合和输入完毕之后进行更为细致的检查，及时锁定和纠正模型中的错误。检查之后软件会自动生成一份检查报告，中间内容包括碰撞问题的位置图像和坐标点等相关信息，能够使工作人员一目了然，进而优化设计方案。

5 结束语

本文就三维仿真技术在建筑给排水管道工程中的应用进行了详细的探讨，阐明了在使用该技术之后的各种优势，尤其是在处理大型复杂的建筑给排水管道工程时，效果更加明显。三维仿真技术可以细化检验管道交叉碰撞的问题，极大程度的提升工作效率和降低成本投入。

参考文献：

[1] 赵吉.探究BIM在建筑给排水工程设计中的应用[J].中华民居，2013（9）.

[2] 李晨.BIM技术在厦门某地铁车站给排水设计中的应用[J].山西建筑，2015（1）.

[3] 徐峥.BIM标准对市政给排水专业的指导[J].中国给排水，2016（13）.

作者简介：

姓名：李敏敏1983.08性别：女籍贯：临沂市郯城县学历：本科毕业于苏州科技学院现更名苏州科技大学现有职称：初级研究方向：给排水。