BIM碰撞检测技术在装配式建筑绿色施工的应用研究

马鹃

摘要：2020年的到来，让我们看到了日益严重的环境问题，随着建筑业的不断发展，也让我国的大气污染、水体污染、固体垃圾扩散等环境问题更加的严重，所以绿色施工是时代的需要。以某实验小学为例，运用Revit2019软件创建结构、建筑、管线BIM模型，通过Navisworks Manage2019软件实现多专业之间的协调，发现不同专业之间的碰撞情况。根据导出碰撞检查报告优化模型，减少返工，达到装配式建筑绿色施工中节能、节材和环境保护的目标。

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.

关键词：装配式;碰撞检测;管线BIM模型;结构BIM模型;绿色施工

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

中图分类号：TU17                                       文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2020）24-0222-02

1  BIM碰撞检测技术在建筑绿色施工中的意义

2020年的到来，让我们看到了日益严重的环境问题，现在自然灾害频发，我们正在艰难地处理一个又一个的灾难。在遥远的非洲也发生一场25年来最大的蝗灾。澳大利亚山火已经持续了四个月，过火面积已经超5.25万平方公里。水污染和水资源短缺、土地退化、沙漠化、水土流失、森林减少等也是发展中国家普遍存在的生态环境问题。随着建筑业的不断发展，也让我国的大气污染、水体污染、固体垃圾扩散等环境问题更加的严重，所以绿色施工是时代的需要。运用先进的施工管理理念、先进技术，减少施工过程中的资源消耗，同时降低噪音，空气、土壤和水的污染。绿色施工是非常必要的。

运用BIM技术，检查不同专业之间的碰撞情况。根据导出碰撞检查报告优化模型，减少返工，达到装配式建筑绿色施工中节能、节材和环境保护的目标。减少各专业间的协调不当，在施工中造成的材料浪费、人力浪费、资源浪费等情况，真正实现绿色施工。

2  碰撞检测的概念及技术路线

运用二维图纸设计时，建筑各专业一般是分别设计，导致设计往往存在专业间的碰撞。在机电和管线的安装方面还存在软碰撞的问题，即设备和管线没有实际的碰撞，但会造成施工人员、机具不能达到指定安装位置的问题。将不同专业的BIM模型组合起来，通过软件提供的空间冲突检测功能，找出不同专业的空间冲突点，反复地进行“冲突检测、修改、更新模型”的过程，修正设计。碰撞检测主要是运用于Navisworks Manage软件当中的Clash Detective模块，运用此模块可进行硬碰撞检测，硬碰撞（保守）检测、间隙检测、重复项检测。硬碰撞和间隙是最常用的两种方式，硬碰撞用于查找两个模型图元间发生交叉、接触方式的干涉和碰撞冲突，而间隙的方式是用于检测所指定未发生空间接触的两个模型图元自检的间距是否满足要求，所有小于指定间距的图元均被视为碰撞。重复项方式则是用于查找模型场景中是否有完全重叠的模型图元，以检测文件模型的正确性。碰撞检测的流程为：先构建建筑BIM模型、结构BIM模型、管线BIM模型，在模型导出“nwc”格式，模型附加。最后进行碰撞检查。

3  BIM碰撞技术在工程项目绿色施工中的应用

本文结合实际工程案例介绍了基于BIM碰撞技术的检测情况，并根据检测结果优化设计模型，提高施工建造效率，达到绿色施工、节能环保的目的。

3.1 工程概况

某实验小学项目总用地面积为45763m2，总建筑面积为24289.81m2，总投资约1.25亿。项目于2017年9月22日开标，10月进场开工，施工过程中质量、安全情况控制良好，2017年12月底已完成科技楼、食堂及风雨操场主体封顶。为响应国家推广绿色节能建筑的政策，以装配式方式建设。预制结构包括预制梁、预制外挂板、预制叠合板、预制楼梯，预制装配率达80%。项目效果图见图1所示。

3.2 各专业BIM模型的创建

本实验小学包含教学楼、科技楼、综合楼报告厅、食堂及风雨操场。在一个Revit模型里创建完整的BIM模型，目前不论是软件技术还是电脑硬件性能都较难实现，所以采用分专业用Revit建模，需要专业协调时通过链接方式分别链接相关模型进行协调，避免所有模型都在Revit里打开导致性能下降。如图2-图3所示，为教学楼的结构、建筑、管线的模型。

3.3 模型导出并整合

将revit格式的模型文件转换成nwc格式的文件，用Revit2019软件打开建筑BIM模型，选择附加模块选项卡→“外部工具”→“Navisworks2019”，在弹出的对话框中，选择保存为“nwc”格式。在Navisworks软件中打开nwc格式的模型文件，选择碰撞检测对设计成果进行检查。

打开建筑BIM文件（实验小学教学楼-ARC.nwc）。点击Navisworks Manage “附加”，加入结构BIM文件（实验小学教学楼-STR.nwc），并附加管线BIM文件（实验小学教学楼-MEP.nwc）。完成模型链接和整合。

3.4 基于Navisworks软件碰撞检测

遵循以下顺序对项目进行碰撞检测：①土建结构碰撞检测;②设备内部各专业碰撞检测;③结构与电缆管线等专业碰撞检测;④管线之间问题检测。

该实验小学的碰撞检测包含如下项目：上下两层外挂墙板之间碰撞检测，排风系统与消防系统碰撞检测，电缆管线与给水管线碰撞检测，给水管道碰撞检测，结构与结构重复项检测，建筑与建筑重复项检测。

在设置碰撞前，进行模式和背景的设置以便于更直观地了解实验小学模型。模式选择“着色”。单击背景，将模式选为渐变。在常用处选中“Clash Detective”，弹出对话框。单击“添加测试”，可以对整个完整模型进行碰撞检测，也可对部分模型甚至单个构件进行碰撞检测。在本项目中，对电缆管线与给水管线进行碰撞检测，发现冲突部分20项，根据结果对图纸进行修改后，减少了材料和人工的浪费，达到绿色施工的目的。

除了对管道进行接触式碰撞检测，还可以检测管道的间距是否符合要求。添加新测试，命名为“管道净空检查”，先在模型中选中要进行检测的图元，选中碰撞类型为“间隙”，设置公差，单击“运行测试”。针对碰撞问题，项目通过多次召集各专业主要骨干参加三维可视化协调会，优化设计，将碰撞问题降到0，根据碰撞检测结果提交设计修改，减少返工。

4  结语

将BIM碰撞技术应用于装配式实验小学项目，避开了二维设计盲区，解决了错、漏、碰、缺问题，通过Navisworks Manage2019实现多专业之间的协调工作，检查建筑、结构、管道等多个专业之间是否有冲突的情况。在施工前，对于项目中的可能出现返工的部分進行了检查和修改，达到了节能和节材的绿色施工的目标，有效节约建筑材料，减少建筑垃圾，保护了环境。

参考文献：

[1]李广辉，邓思华，李晨光.装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化[J].建筑技术，2016，47（7）：645-647.

[2]张凯.预制装配式框架剪力墙住宅技术与实践[J].住宅产业，2012（8）：49-52.

[3]吴子昊.BIM技术在建筑施工进程中的碰撞研究[D].武汉：武汉科技大学，2013.

[4]丁烈云，龚剑，陈建国.BIM应用·施工[M].二版.上海：同济大学出版社，2016：92-107.

[5]杰里·莱瑟林，王新.美国BIM应用的观察与启示[J].时代建筑，2013（2）：16-21.

[6]JGJ 1-2014，装配式混凝土结构技术规程[S].

[7]徐驰，庄二飞，苏京，谭春磊.装配式建筑对绿色施工的影响[J]建筑安全，2018（8）.