浅谈BIM技术在碰撞检测中的应用

浅谈BIM技术在碰撞检测中的应用

冯文星

广州市城市建设工程监理公司510060

【摘要】碰撞检测问题是BIM应用的技术难点，也是BIM技术应用初期最易实现、最直观、最易产生价值的功能之一。应用BIM技术进行碰撞检测，以避免空间冲突，尽可能减少碰撞，优化专项方案，避免产生工期延误、返工等现象。

【关键词】碰撞检测；BIM技术；优化

引言

随着我国的社会经济以及科学技术的进步，我国的建筑行业也得到飞速发展，而BIM技术在建筑行业中得到越来越广泛的应用，尤其是BIM技术在碰撞检测中的应用。以BIM技术为代表的三维协同设计技术的应用，在缩短设计周期、降低设计成本、提高设计水平和质量等方面起到了促进作用。BIM技术不仅仅改变设计手段，对于企业的技术创新、管理创新和企业的转型发展也具有深远的影响，未来必定是行业信息化建设的重点。

1BIM技术的概述

BIM(BuildingInformationModeling)是“建筑信息模型”的简称；BIM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把建筑业业务流程和表达建筑物本身的信息更好地集成起来，从而提高整个行业的效率。BIM是一种技术、一种方法、一种过程，它既包括工程项目全生命周期的信息模型，同时又包括工程项目管理行为的模型。

BIM技术的出现只有几年时间，且本身并不完善，目前并未在整个建筑行业完全推广开来。因此现存的大部分建筑其设计均是使用传统方式以二维信息的形态进行绘制，没有BIM。在这种情况下，就需要根据该项目的具体情况自行运用BIM技术（RevitArchitecture软件）绘制建筑空间模型，并将能获取的与建筑水、电、结构、机械相关的信息绘入项目的BIM模型中，再在此基础上进行装饰构件模型的绘制，并进行碰撞检测。

BIM技术的应用实践初期中碰撞检测是最为实用也是最容易实现，最有价值的一项功能了，它可以将二维图纸上的内容利用软件转换为三维的模型，更加直观地表现建筑项目中的一些信息，可以轻易地暴露出图纸上隐藏的一些空间问题以及其他的问题等，是一个更好地解决问题的过程，一个很好的校正过程，在实际的应用当中也可以是一个很好的模拟施工的重要环节，可以将设计的过程更加精细化，提高设计的质量，同时也能够对施工成本和工作量等有一个良好的预算，有效地节约施工时的人力、物力、财力的投入，大大缩减了施工工期，对于施工管理以及日后对个工程的维修工作等都有很大的帮助，所以一个好的建筑模型的建立对于施工过程甚至是整个建筑行业都有着很重要的意义。

2BIM技术在碰撞检测中的应用

2.1碰撞的定义

碰撞检查则是利用BIM技术消除变更与返工的一项主要工作。工程中实体相交定义为碰撞，实体间的距离小于设定公差，影响施工或不能满足特定要求也定义为碰撞，为区别二者分别命名为硬碰撞和间隙碰撞。

硬碰撞：实体在空间上存在交集。这种碰撞类型在设计阶段极为常见，特别是在各专业间没有统一标高的情况下，发生在结构梁、空调管道和给排水管道三者之间。

间隙碰撞：两个实体在空间上并不存在交集，但两者之间的距离比设定的公差小时即被认定为碰撞。该类型碰撞检测主要出于安全考虑，例如水暖管道与电气专业的桥架、母排有最小间距要求，可以根据专业之间设定的最小间距要求，检查最小间距是否满足设计要求，也可以同时检查管道设备是否遮挡墙上安装的插座、开关等。

例如，空间中两根管道并排架设时，因为要考虑到安装、保温等要求，两者之间必须有一定的间距，如果这个间距不够，即使两者未直接碰撞，但其设计是不合理的。目前BIM的碰撞检查应用主要集中在硬碰撞。通常碰撞问题出现最多的是安装工程中各专业设备管线之间的碰撞、管线与建筑结构部分的碰撞以及建筑结构本身的碰撞。

2.1碰撞产生

碰撞指空间中2个不可穿透的图形对象产生交集，如在进行管线综合时，不同专业的管线间或者管线与构件间发生碰撞。

2.3.常见碰撞问题

①建筑与结构专业:标高、剪力墙、柱等位置不一致，或梁与门冲突；

②结构与设备专业：设备管道与柱冲突；

③设备内部各专业：各专业与管线冲突；

④设备与室内装修：管线末端与室内吊顶冲突；

⑤解决管线空间布局(机房过道狭小)；

⑥解决交叉问题。

2.4BIM碰撞检测

Revit和Navisworks基于BIM开发，有很好兼容性。导入模型数据后，Navisworks能提供多种仿真与分析功能，使用Navisworks的ClashDetective命令检测出各种碰撞问题。在BIM模型上进行碰撞检测后，可结合支吊架的制作、安装及管线安装的具体位置，借助模型进行合理布局，优化管线排列布置，预留足够的用于安装和检修的工作空间，尽量满足设计的净高要求。

碰撞检查流程主要工作分为以下五个阶段：

第一阶段：土建、安装各个专业模型提交;

第二阶段：模型审核并修改;模型审核并修改;

第三阶段：系统后台自动碰撞检查并输出结果，撰写并提供碰撞检查报告;

第四阶段：根据碰撞报告修改优化模型;

第五阶段：重复以上工作，直到无碰撞为止。

2.5检测报告

碰撞检测的操作过程比较简单，将Revit建的模型导入至Navisworks，分拣元素归到各系统后分别进行系统间碰撞检测，再利用Navisworks输出检测报告。但是检测报告中需要提醒注意以下三点：

（1）软件分析的结果是及其细致的，需要人工分析出那些是重点问题，那些是次要问题。有的时候，解决完主要问题后，次要问题会简化甚至消失。

（2）不要过分依赖软件的碰撞检测结果。某些错误问题不是管线碰撞问题，而是管线和空间的冲突，如通过上盖为玻璃的共享空间的管线。

（3）管线穿过混凝土墙体的时候要注意有没有预留孔洞。

2.6碰撞检查优化

碰撞检查是指在电脑中提前预警工程项目中各不同专业（结构、暖通、消防、给排水、电气桥架等）在空间上的碰撞冲突。工程管线种类多、各专业管线相互交叉，施工过程中很难完成紧密配合，相互协调。利用BIM软件平台的碰撞检测功能，根据各专业管线发生冲突时，有压管让无压管，小管线让大管线，施工容易的避让施工难度大的，再考虑管材厚度、管道坡度、较小间距以及安装操作与检修空间，较后结合实际综合布置避让原则，完成结构与设备管线图纸之间的碰撞检查，加快各专业人员对图纸问题解决效率。

利用BIM软件平台碰撞检测功能，预先发现图纸管线碰撞冲突问题，及时反馈给设计单位，进行施工方案优化等，减少由此产生的变更申请单，避免后期施工因图纸问题带来的停工以及返工，不仅提高施工质量，确保施工工期，还节约大量的施工和管理成本，也为现场施工及总承包管理打好基础，创造可观的经济效益。再结合BIM技术的可视化对施工管理人员及施工人员进行施工过程与方法模拟现场三维交底，使现场施工不再仅仅依靠平面图纸，提高认知度，避免因理解不当而造成的返工现象，加快施工速度，提高现场工作效率。

3结语

BIM最直观的特点在于三维可视化，利用BIM的三维技术在前期可以进行碰撞检查，优化工程设计，减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，而且优化净空，优化管线排布方案。最后施工人员可以利用碰撞优化后的三维管线方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的能力。而应用于建筑的BIM技术还有很多，对于优化施工方案、缩短工期、降低成本，有显著效果。