吳 丹，李越茂，姚 楓

(中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司，四川 成都 610021)

0 引言

直流輸電工程的大規(guī)模建設(shè)突破了能源輸送瓶頸，解決了我國(guó)能源分布和電力負(fù)荷嚴(yán)重不匹配等問(wèn)題。而換流站是直流輸電的核心，在信息化迅速發(fā)展的大環(huán)境下，對(duì)換流站的三維設(shè)計(jì)也提出了更高要求。目前，因?yàn)槿S設(shè)計(jì)軟件普遍存在建模效率低、出圖功能不齊全以及協(xié)同設(shè)計(jì)功能不完善等問(wèn)題，大部分設(shè)計(jì)院仍然沿用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)手段，導(dǎo)致建筑給排水三維設(shè)計(jì)的推廣進(jìn)展緩慢。針對(duì)這些難點(diǎn)，筆者對(duì)BIMSpace的功能及操作技巧進(jìn)行研究，并將其應(yīng)用于實(shí)際工程的三維設(shè)計(jì)中，提高了建筑給排水三維設(shè)計(jì)的效率，并使專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計(jì)更加深入、細(xì)致。

1 軟件簡(jiǎn)介

Revit是面向建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)計(jì)的一體化建筑信息模型 (building information modeling，BIM)設(shè)計(jì)軟件。使用Revit進(jìn)行建筑給排水三維設(shè)計(jì)，不僅可以實(shí)現(xiàn)智能建模，還能實(shí)現(xiàn)參數(shù)化變更管理。但單純采用Revit進(jìn)行建筑物室內(nèi)給排水三維設(shè)計(jì)存在設(shè)備管道布置效率低、圖面標(biāo)注命令不全、協(xié)同設(shè)計(jì)功能不完善等缺點(diǎn)[1]。

BIMSpace是針對(duì)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)、基于Revit平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)軟件，內(nèi)置符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的設(shè)計(jì)樣板和本地化族庫(kù)，并提供設(shè)備快速布置、管道智能連接、批量注釋等高效的建模輔助工具。通過(guò)在換流站工程建筑給排水三維設(shè)計(jì)中使用BIMSpace，可彌補(bǔ)Revit的不足，大大提高建模和出圖的效率。

2 換流站工程建筑給排水三維設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

以某換流站工程中的綜合樓為建筑實(shí)例，采用Revit軟件結(jié)合BIMSpace插件，對(duì)它的建筑給排水系統(tǒng)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，并根據(jù)模型抽取相關(guān)圖紙，解決管道的碰撞交叉問(wèn)題及用量統(tǒng)計(jì)問(wèn)題。

2.1 項(xiàng)目定制

2.1.1 項(xiàng)目模板定制

在設(shè)計(jì)開(kāi)始之初，根據(jù)該工程特點(diǎn)定制相應(yīng)的圖紙和報(bào)表模板[2]，以便在出圖過(guò)程中直接調(diào)用。通過(guò)模板定制，可減少重復(fù)性的載入工作，且圖紙和表格表達(dá)形式統(tǒng)一，能有效減少后期校審工作量。定制過(guò)程中，可直接調(diào)改BIMSpace自帶的給排水設(shè)計(jì)模板，該模板已依據(jù)給排水工程的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)習(xí)慣開(kāi)展了大量基礎(chǔ)性的定制工作，使用起來(lái)快捷方便。

2.1.2 工程基礎(chǔ)庫(kù)定制

在采用Revit進(jìn)行建模時(shí)，各種管道、管件、設(shè)備族的配置和調(diào)入工作[3]會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間。提前梳理本工程材料概算表，從已建企業(yè)族庫(kù)中選擇所需工程族載入到項(xiàng)目文件中等待設(shè)計(jì)人員建模使用，可以節(jié)省大量重復(fù)性工作。定制模板中加載的族庫(kù)如圖1所示。

圖1 工程族庫(kù)

2.2 布置設(shè)計(jì)

2.2.1 方案布置圖

建模前由專業(yè)主設(shè)人制定出室內(nèi)上下水系統(tǒng)圖紙的設(shè)計(jì)原則并繪制出室內(nèi)上下水布置方案圖用于指導(dǎo)建模工作。圖紙應(yīng)對(duì)本卷冊(cè)涉及到的衛(wèi)生器具和消防器材進(jìn)行選型和布置，并確定主要管道和管件的尺寸和材料，對(duì)主要管道進(jìn)行布置、定位。通過(guò)制定方案布置圖可避免后期校審過(guò)程中出現(xiàn)顛覆性的模型重建工作，有利于在設(shè)定的工期內(nèi)保質(zhì)保量完成設(shè)計(jì)成品。

2.2.2 三維布置模型

在模型布置工作中，主要使用BIMSpace集成的一些快捷工具來(lái)提高建模速度。在鏈接的建筑項(xiàng)目圖中，利用設(shè)備快速布置命令將衛(wèi)生器具族放置在相應(yīng)的位置上。大便器、地漏等在地坪平面上安裝，壁式小便器、洗臉盆等在距離地面一定高度的墻壁上安裝[4]。如放置的衛(wèi)生器具沒(méi)有連接件，則需要為其添加相應(yīng)的連接件或者替換為指定的MEP 族。

借助布置好的設(shè)備模型，采用自動(dòng)連接命令進(jìn)行管線智能連接。連接前需要對(duì)管道進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置，包括管材、管徑、標(biāo)高及坡度等。管道連接后，建筑物室內(nèi)的給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)模型就基本完成了。等各專業(yè)間協(xié)同設(shè)計(jì)后，再具體完成細(xì)致化的管道設(shè)計(jì)和設(shè)備模型的調(diào)整，并在管道和設(shè)備模型中加載相關(guān)的技術(shù)屬性信息[5]。某換流站工程綜合樓給排水系統(tǒng)布置模型如圖2所示。

圖2 某換流站工程綜合樓給排水系統(tǒng)布置模型

2.3 碰撞檢查

在Revit中將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電的模型整合在一起，利用BIMSPace的碰撞檢查功能進(jìn)行專業(yè)間碰撞檢查，找出復(fù)雜的交叉位置，發(fā)現(xiàn)各專業(yè)在設(shè)計(jì)上存在的矛盾，對(duì)管線布置及走向不合理的地方提出調(diào)整、協(xié)調(diào)意見(jiàn)，完成管線綜合。供水管線檢查綜合原則如下：大管優(yōu)先，小管讓大管；有壓管讓無(wú)壓管 ；低壓管避讓高壓管；常溫管讓高溫、低溫管；可彎管線讓不可彎管線、分支管線讓主干管線；附件少的管線避讓附件多的管線。

給水管線在上，排水管線在下。保溫管道在上，不保溫管道在下，小口徑管路應(yīng)盡量支撐在大口徑管路上方或吊掛在大管路下方。

BIMSpace支持碰撞報(bào)告以文本形式導(dǎo)出，方便檢查。

2.4 專業(yè)協(xié)同

各專業(yè)協(xié)同文件的參考關(guān)系，可通過(guò)PW平臺(tái)依存關(guān)系查看器進(jìn)行瀏覽，結(jié)構(gòu)清晰、層級(jí)明確，有利于各專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)工作順利開(kāi)展。同時(shí)，基于BIMSpace的一鍵開(kāi)孔功能，土建各專業(yè)還可通過(guò)在PW平臺(tái)上鏈接相關(guān)專業(yè)模型，自動(dòng)生成開(kāi)孔提資文件(格式為xml)，發(fā)布在設(shè)計(jì)協(xié)同平臺(tái)上。資料接收專業(yè)導(dǎo)入開(kāi)孔提資文件后，就可在軟件中自動(dòng)完成樓板及天花板協(xié)同開(kāi)孔，實(shí)現(xiàn)接口數(shù)據(jù)在不同專業(yè)間的傳遞，大大提高專業(yè)協(xié)同的質(zhì)量和效率。

2.5 詳圖設(shè)計(jì)

模型凍結(jié)后，通過(guò)Revit可從布置模型中抽取所需的各種圖紙，包括室內(nèi)給排水管道安裝圖、系統(tǒng)圖及透視圖等。BIMSpace集成的自動(dòng)批量標(biāo)注功能可對(duì)管道、衛(wèi)生器具和消防器材等快速添加必要的文字說(shuō)明和尺寸標(biāo)注，比單純應(yīng)用Revit軟件出圖至少節(jié)約30%的時(shí)間。利用BIMSpace抽取的某換流站工程綜合樓給排水系統(tǒng)平面布置圖如圖3所示。

圖3 某換流站工程綜合樓給排水系統(tǒng)平面布置圖

同時(shí)， BIMSpace可快速準(zhǔn)確地自動(dòng)生成給排水材料設(shè)備清單，并依靠設(shè)置過(guò)濾條件，有選擇地輸出水工元素屬性，大大彌補(bǔ)了Revit在材料統(tǒng)計(jì)方面的不足之處。材料清單信息與模型是相互關(guān)聯(lián)的，添加或刪除元素圖形，材料清單中會(huì)自動(dòng)添加或刪除相應(yīng)數(shù)據(jù)。

3 設(shè)計(jì)難點(diǎn)總結(jié)

3.1 單位和坐標(biāo)

建筑給排水三維設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鲗I(yè)單位和坐標(biāo)的不統(tǒng)一而對(duì)最終的模型整合造成影響。建議項(xiàng)目長(zhǎng)度單位為毫米，標(biāo)高使用相對(duì)標(biāo)高，±0.000即為坐標(biāo)原點(diǎn)Z軸坐標(biāo)點(diǎn)；建筑專業(yè)確定建筑物的相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)，給排水專業(yè)的坐標(biāo)體系與建筑保持一致，使用建筑坐標(biāo)原點(diǎn)、軸網(wǎng)和標(biāo)高。

3.2 自動(dòng)布線

在繪制管道時(shí)，經(jīng)常會(huì)在繪圖區(qū)域右下角區(qū)域出現(xiàn)對(duì)話框，提示找不到自動(dòng)布線解決方案。出現(xiàn)上述情況后，可以在布管系統(tǒng)設(shè)置對(duì)話框中顯示管道構(gòu)件的配置。如果里面已經(jīng)配置了必須的構(gòu)件，出現(xiàn)“找不到自動(dòng)布線解決方案”的原因就可能是平面空間不足。由于空間不足以成管道及其構(gòu)件，因此系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)提示對(duì)話框。假如是這種情況，就可以創(chuàng)建一個(gè)尺寸更小的管道或構(gòu)件來(lái)節(jié)省空間，以達(dá)到順利創(chuàng)建管道的目的。

3.3 協(xié)同開(kāi)洞

BIMSpace一鍵開(kāi)洞功能識(shí)別洞口信息后可自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)表，提供給建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)。但目前這個(gè)輔助功能還不能完全實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能篩選，對(duì)部分墻壁上的洞口還不能進(jìn)行識(shí)別，比如消火栓洞口。所以，需要專業(yè)人員結(jié)合模型進(jìn)行核對(duì)，否則容易遺漏。

3.4 模型輸出格式

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，模型以“.rvt格式”可以滿足絕大部分需求。在最終模型的交付過(guò)程中，需要把模型導(dǎo)出為其他格式，以供電氣專業(yè)進(jìn)行全站模型整合。在嘗試多種格式后發(fā)現(xiàn)，“.ifc格式”基本可以完整保留供水各管道系統(tǒng)的屬性設(shè)置，不會(huì)發(fā)生顏色丟失的情況。所以，最終交付建議采用“.ifc格式”。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)軟件完成了某換流站工程綜合樓給排水系統(tǒng)的三維設(shè)計(jì)。相較傳統(tǒng)的Revit軟件建模，通過(guò)使用BIMSpace插件，有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)自帶基礎(chǔ)性給排水模板，方便了工程特色模板的定制。

2)集成快捷建模工具，管道繪制和設(shè)備布置時(shí)間較原來(lái)節(jié)省三分之一。

3)圖面標(biāo)注功能增強(qiáng)，讓標(biāo)注更加快捷、美觀。

4)自動(dòng)開(kāi)洞功能大大提高了供水專業(yè)與建筑、結(jié)構(gòu)的配合效率。

因此，Revit軟件結(jié)合BIMSpace插件在建筑物室內(nèi)給排水設(shè)計(jì)中具有突出優(yōu)勢(shì)，能夠更好地滿足目前施工圖階段的建模和出圖要求，可廣泛應(yīng)用于換流站工程建筑給排水三維設(shè)計(jì)中。