浅谈BIM技术在高层复杂管线碰撞检查的应用

随着建筑信息化的发展，我国BIM技术也提升发展到了新的高度。BIM模型是对整个建筑设计的一次“预演”，建模的过程同时也是一次全面的“三维校审”过程。在此过程中可发现大量隐藏在设计中的问题。因此在真实建造施工之前理论上能100%消除管线碰撞，减少返工及损失。

复杂管线碰撞检查优势及应用 

碰撞损失调查

美国建筑行业研究院研究表明工程建设行业的浪费高达57%，而因图纸错误导致的设计变更或者返工造成的进度与成本的浪费与损失也是司空见惯。2010年《中国商业地产BIM应用研究报告》通过调查问卷发现，77%的设计企业遭遇因图纸不清或混乱而造成项目或投资损失，其中有10%的企业认为该损失可达项目建造投资的10%以上，43%的施工企业遭遇过招标图纸中存在重大错误，改正成本超过100万元。

建筑业是消耗地球资源最严重的产业之一，而高达57%的浪费使得低碳经济时代建筑业的压力骤增，而BIM就是新时代的降耗利器。美国斯坦福大学在总结BIM技术价值时发现，使用BIM技术可以消除40%的预算外变更，通过及早发现和解决冲突可降低10%合同价格。消除变更与返工的主要工具就是利用BIM技术进行建筑模拟建造的过程，并且进行碰撞检查。

碰撞检查的定义

碰撞检查是指在提前查找和报告在工程项目中不同部分之间的冲突，重点在未开始建造前的图纸会审阶段。碰撞分硬碰撞和软碰撞（间隙碰撞）两种，硬碰撞指实体与实体之间交叉碰撞，软碰撞指实体间实际并没有碰撞，但间距和空间无法满足相关施工要求。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。

碰撞检查的需求

那么，谁最应该做碰撞检查？很多人第一个联想到的是设计单位，因为图纸是设计单位设计的，他们应该保证图纸设计的准确性。但事实恰恰相反，做碰撞检查服务的都是开发商和施工单位。原因很简单，设计院出图有错误出现碰撞这是大家都公认的，碰到问题设计院无非是浪费些墨水出个设计变更了事，毋需承担什么责任。但对开发商而言，出现碰撞问题直接影响到建造成本的增加和进度的延后，损失较为严重。有些开发商把一部分图纸问题引起的返工责任转嫁给施工单位，要求施工单位会审图纸的时候纠正这些错误，导致施工单位也不得不关注这方面。

碰撞检查流程

利用BIM模型的碰撞检查服务是指利用Revit，ArchiCAD等BIM软件建立BIM模型，通过碰撞检查系统整合各专业模型并自动查找出模型中的碰撞点，可获得需要的碰撞检查的报告。主要工作分为以下5个阶段：

第一阶段：各个专业模型提交；

第二阶段：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；

第四阶段：专家人工核对并查找相关图纸；

第五阶段：撰写并提供碰撞检查报告。

BIM技术进行碰撞检查的优势

对于大型复杂的工程项目，采用BIM技术进行三维管线综合设计有着明显的优势及意义。BIM模型是对整个建筑设计的一次“预演”，建模的过程同时也是一次全面的“三维校审”过程。在此过程中可发现大量隐藏在设计中的问题，这些问题往往不涉及规范，但跟专业配合紧密相关，或者属于空间高度上的冲突，在传统的单专业校审过程中很难被发现。与传统2D管线综合对比，三维管线综合设计的优势具体体现在： 

1 BIM模型将所有专业放在同一模型中，对专业协调的结果进行全面检验，专业之间的冲突、高度方向上的碰撞是考量的重点。模型均按真实尺度建模，传统表达予以省略的部分（如管道保温层等）均得以展现，从而将一些看上去没问题，而实际上却存在的深层次问题暴露出来。

2 土建及设备全专业建模并协调优化，全方位的三维模型可在任意位置剖切大样及轴测图大样，观察并调整该处管线的标高关系。

3 BIM软件可全面检测管线之间、管线与土建之间的所有碰撞问题，并反提给各专业设计人员进行调整，理论上可消除所有管线碰撞问题。

运用BIM技术还需注意的问题

BIM在施工企业中的应用是企业和项目部的合作过程，有几个方面需要注意：

公司和项目的合作

从笔者接触的BIM项目来看，大部分是企业引入BIM，然后进入项目应用。那么需要解决企业和项目的矛盾。企业是从企业发展角度出发，需要在公司推广新技术，保持企业的竞争力。而项目的目标很明确，保证质量控制成本增加收入。两个目标具有继承性，需要解决公司和项目两者的关系。根据权责对等原则，企业在电脑硬件、人力等方面对项目提供支持，对项目上的BIM工程师制定免费培训、奖金等政策。

人员协调

在部署BIM技术的实际过程中，BIM团队的人员可能来自不同项目部甚至分公司，人员工作时间很难保证，协调难度很大。因此必须保证BIM负责人对人员具有完全领导权，而且保证核心人员的时间。

避免和生产脱节

在项目部署期间，阶段性成果需要及时沟通，有的BIM应用和项目施工两条线，现场施工管理人员很少进入BIM办公室，不过问BIM，而BIM工程师也是忙于建模，如此一来，BIM将成为单纯为BIM而BIM。这将与BIM服务项目，BIM围绕全过程，BIM贯通全寿命的初衷背道而驰。  

保持BIM工程师的积极性

BIM负责人要充分调动工程师的积极性，只有每个阶段有成果和进度，才能提高建模人员的士气，保持建模的效率。

结束语

三维管线综合碰撞检查技术作为BIM应用于实际工程的一个基本方向，有着双重的意义。一方面它较传统的管线施工方法优势明显，理论上可以100%消除碰撞，有着立竿见影的效果；另一方面，虽然BIM理念渐入人心，但由于人们对于“轻车熟路”的依恋或传统的惯性思维使然。大量项目仍停留在图纸会审时，采用传统的二维施工图检查流程进行检查。在这种情况下，推广BIM技术进行三维管线综合设检查，吸引更多的建筑人采用BIM检查流程，不失为一个行之有效的方法。我们期待越来越多的大型、复杂项目采用BIM技术进行三维的管线综合检查，使设施工人员摆脱传统二维设计方式的羁绊，提高施工效率，减少设计出错率及施工返工、浪费财力物力等现象，使工程施工技术更上一层楼。