CN112528384B - 基于bim的机电专业构件综合布置方法、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法，包括：建立功能区域，根据构件排布规则进行机电专业构件空间布置和构件连接，确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，机电专业构件在确定的功能区域归入，根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组，根据分组内优化调整规则计算对系统及构件分组进行计算，将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，消除碰撞。该方法建立在BIM模型的基础上，能快速解决机电专业综合布置和优化问题，大量节约人力、物力、时间成本，减少图纸错误，提高图纸质量，缩短工期，提升建筑生产效率，提升经济效益的效果。

Description

基于BIM的机电专业构件综合布置方法、系统及介质

技术领域

本发明涉及模型构建技术领域，具体涉及一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法、系统及介质。

背景技术

国家大力推广应用BIM(building information model)技术，已经在各建筑领域应用得越来越广泛。由于BIM软件尚处于发展和推广应用阶段，目前虽然基本解决了BIM模型的建模问题，同时配合各种插件能进行快速翻模，并进行修改的简便快速操作，但是对机电专业构件的自动布置及综合布置及优化，存在需要通过人工布置及逐步调整，大量耗费人力及时间资源，且最终图纸错误较多，质量不高的问题。原因在于，目前软件缺乏对机电专业构件自动布置及综合优化排布的功能和方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供基于一种BIM的机电专业构件综合布置方法及系统，能快速解决机电专业综合布置和优化问题，大量节约人力、物力、时间成本，减少图纸错误，提高图纸质量，缩短工期，提升建筑生产效率，提升经济效益的效果。

第一方面，本发明实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法，包括以下步骤：

根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域；

建立确定的功能区域范围和对应的功能区域设定的属性，根据构件排布规则进行机电专业构件自动布置和连接；

确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，得到安装空间报告；

根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域，得到机电专业构件在功能区域的归入报告；

根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组，得到系统及构件分组报告；

根据对系统及构件分组进行调整优化，得到系统及构件优化调整报告和优化调整后的系统及构件分组；

根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，得到分层调整后的系统及构件的分层调整报告；

消除碰撞，确定翻弯构件，形成消除碰撞报告。

第二方面，本发明实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统，包括：功能区域范围模块、自动布置模块、安装空间确定模块、功能区域的归入模块、构件分组模块、优化调整模块、分层调整模块和消除碰撞模块，其中，

所述功能区域范围模块用于根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域；

所述自动布置模块用于获取确定的功能区域范围和对应的功能区域设定的属性，根据构件自动布置规则进行机电专业构件自动布置和连接；

所述安装空间确定模块用于确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，得到安装空间报告；

所述功能区域的归入模块用于根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域或指定功能区域，得到机电专业构件在功能区域的归入报告；

所述构件分组模块用于根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组，得到系统及构件分组报告；

所述优化调整模块用于对系统及构件分组进行调整优化，得到系统及构件优化调整报告和优化调整后的系统及构件分组；

所述分层调整模块用于根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，得到分层调整后的系统及构件的分层调整报告；

所述消除碰撞模块用于消除碰撞，确定翻弯构件，形成消除碰撞报告。

第三方面，本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使处理器执行上述实施例描述的方法步骤。

本发明的有益效果：

本发明实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法和系统，建立在BIM模型的基础上，能快速解决机电专业综合布置和优化问题，大量节约人力、物力、时间成本，减少图纸错误，提高图纸质量，缩短工期，提升建筑生产效率，提升经济效益的效果。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质与基于BIM的机电专业构件综合布置方法出于同样的发明构思，具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了本发明第一实施例所提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法的流程图；

图2示出了本发明第二实施例所提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，示出了本发明第一实施例所提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法的流程图。综合布置包括了机电专业构件的自动布置和综合排布优化。该方法适用于基于BIM的机电专业构件综合布置系统的后台处理器，系统可以以软件的形式的实现，该方法包括：

S1:根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域。

机电专业构件为所有建筑构成部件。例如，梁、柱、板、坑、洞、井、管线、缆线、桥架、管道、设备等。以商业建筑为例，例如：过道，大厅，回廊，商铺，储藏室，后勤通道，车位等，可划分为过道区域，大厅区域等对应各种功能区域，这些都统称为功能区域。划分好的功能区域定义为对象，并具有若干属性。例如，某功能区域定义属性包括：给水流量，噪音控制范围，温度控制范围，湿度控制范围，照度范围及色度要求，设备型号参数，材料库，空间信息，本功能区域与其他功能区域关系，设计规范要求、构件布置面等机电专业的设计要求、材料、空间信息、与其他专业及功能区域关系等若干属性。软件获取用户建立功能区域的请求，根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域范围。

S2:建立确定的功能区域范围和对应的功能区域设定的属性，根据构件自动布置规则进行机电专业构件自动布置和连接。

S3:确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，得到安装空间报告。

具体地，净空标高占比计算的计算规则为在确定的功能区域内计算该区域内的构建到一定义面的投影，按照各标高构建投影面积与定义面面积比，得到净空标高占比。

确定机电专业构件在各功能区域的安装空间的具体步骤包括：根据净空标高占比计算的计算规则计算建筑结构各功能区域净空标高占比，得到各功能区域净空标高；根据设计图纸及设计要求确定各功能区域机电专业构件安装最低标高；根据各功能区域净空标高和构件最低标高计算出机电专业构件在各功能区域安装空间。

净空标高计算过程中，用净空面积占比定义确定最终标高。净空占比定义为：在一个功能区域内，不同标高构件的在某一个平面上投影占功能区域面积的比例，形成报告，通过人工复核，确定合理标高为此功能区域净空标高，同一个功能区域可有多个标高。根据设计图纸及设计要求，确定各功能区域机电专业构件安装最低标高。通过各功能区域净空标高和构件最低标高，计算出机电专业各功能区域安装空间，包括空间尺寸及形状。

S4:根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域或指定功能区域，得到机电专业构件在功能区域的归入报告。

为了在综合布置及优化过程中，使机电专业构件处于设计要求的区域内特定部位或不得移动出本功能区域，例如，属于本房间的灯具，开关，划归本房间区域，不会移动到其他功能区域或固定于定位处，通过确定的功能区域，将设计在本区域的构件归入功能区域。

机电专业构件在功能区域的归入具体包括：以确定的功能区域边界为界限，断开实际机电专业构件中可分割的构件；根据设计功能要求，将不可分割的构件就近分入各功能区域，在可分割构件的断点处增加断点标记；获取调整操作后，通过断点标记重新连接同一断点标记的两个构件。

S5:根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组，得到系统及构件分组报告。

具体地，系统及构建分组计算规则包括按照功能区域、构件尺寸和/或人工干预的方式进行分组。

机电专业有给排水、电气及暖通等子专业，每个子专业包含各个系统，例如给排水包含给水，排水。给水也包含生活用水，消防水等。同时各个专业也有各设备及末端。本过程需对这些系统、设备及末端等构件进行分组。例如，在过道区域，有多专业管道构件通过，强弱电桥架，生活给排水管，消防水管，空调水管，通风管道等，根据编制和设定规则，可将强电桥架分为一组，弱电桥架分为一组，生活给水主管和消防水主管分为一组等，支管分为一组等，(也可在分组内根据需要建立子分组)。分组后，分组内部系统及构件按照编制规则及规范进行调整排布。分组可作为整体，进行调整。调整过程中，形成报告，进行人工干预调整。

S6:对系统及构件分组进行调整优化，得到系统及构件优化调整报告和优化调整后的系统及构件分组。

具体地，根据构件相互的间距按设计、施工和验收规范对系统及构建进行分组内或分组外调整。

S7:根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，得到分层调整后的系统及构件的分层调整报告。

具体地，根据构件及分组的三维尺寸，调整系统及构件分组在功能区域内机电专业安装空间位置，并预留支吊架、分组间以及和建筑结构等间距。

根据施工、验收、设计规范及人工设定调整规则。将各构件分组在步骤S3确定的机电专业安装空间内进行分层调整。例如，从上至下，强电桥架和弱电桥架分组在过道区域调整到最上层，生活给水主管和消防水支管调整到第二层，生活给水主管和消防水支管调整到第三层等，同时，根据分组内管道的尺寸信息和空间预留要求确定每个分层所占空间大小，完成空间上下层的分层调整。调整完成后进行空间检测，如果超出安装空间范围不满足要求的，形成报告，进行人工干预调整。

根据规范及调整规则，在系统及构件分组及分层调整过程中，为避免不满足条件情况下的无限制的计算，调整过程中，对各个区域调整运算次数进行设定，超过规定次数的区域，形成报告，进行人工干预。

S8:消除碰撞，确定翻弯构件，形成消除碰撞报告。

具体地，对碰撞进行检测，检测到碰撞的两个构件，并在该碰撞点附近查找设定距离内的其他碰撞点；对碰撞部位按照设定规则进行翻弯处理，在翻弯处理时，根据翻弯规则及成本核算规则计算确定翻弯构件，通过多种翻弯方案和设定成本核算规则，选取成本最低的方案，形成翻弯报告，人工可以进行手动干预。

上述方法还包括：利用人工智能技术学习在机电安装专业的自动布置及综合排布优化的操作方法，学习最佳布置调整方法，在后续的调整运算中，加速图纸布置调整速度，减少运算次数，减少人工干预。

本发明实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法，建立在BIM模型的基础上，能快速解决机电专业综合布置和优化问题，大量节约人力、物力、时间成本，减少图纸错误，提高图纸质量，缩短工期，提升建筑生产效率，提升经济效益的效果。

在上述的第一实施例中，提供了一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法，与之相对应的，本申请还提供一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统。请参考图2，其为本发明第二实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统的结构框图。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。

如图2所示，示出了本发明第二实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统，该系统包括：功能区域范围模块、自动布置模块、安装空间确定模块、功能区域的归入模块、构件分组模块、优化调整模块、分层调整模块和消除碰撞模块。功能区域范围模块用于根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域；所述自动布置模块用于获取确定的功能区域范围和对应的功能区域设定的属性，根据构件自动布置规则进行机电专业构件自动布置和连接；所述安装空间确定模块用于确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，得到安装空间报告；所述功能区域的归入模块用于根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域或指定功能区域，得到机电专业构件在功能区域的归入报告；所述构件分组模块用于根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组，得到系统及构件分组报告；所述优化调整模块用于对系统及构件分组进行调整优化，得到系统及构件优化调整报告和优化调整后的系统及构件分组报告；所述分层调整模块用于根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，得到分层调整后的系统及构件的分层调整报告；所述消除碰撞模块用于消除碰撞，确定翻弯构件，形成消除碰撞报告。

以上，为本发明第二实施例提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统的实施例说明。

本发明提供的一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统与上述一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法出于相同的发明构思，具有相同的有益效果，此处不再赘述。

本发明第三实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述第一实施例描述的方法步骤。

所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述计算机可读存储介质还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种基于BIM的机电专业构件综合布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域；

建立确定的功能区域范围和对应的功能区域设定的属性，根据构件自动布置规则进行机电专业构件自动布置和连接；

确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，得到安装空间报告；

所述确定机电专业构件在各功能区域的安装空间具体包括：

根据净空标高占比计算的计算规则计算建筑结构各功能区域净空标高占比，得到各功能区域净空标高；

根据设计图纸及设计要求确定各功能区域机电专业构件安装最低标高；

根据各功能区域净空标高、构件最低标高及建筑结构所占空间计算出机电专业构件在各功能区域安装空间；

根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域或指定功能区域，得到机电专业构件在功能区域的归入报告；

根据系统及构件分组计算规则计算所需系统及构件分组，得到系统及构件分组报告；

对系统及构件分组进行调整优化，得到系统及构件优化调整报告和优化调整后的系统及构件分组；

根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，得到分层调整后的系统及构件的分层调整报告；

消除碰撞，确定翻弯构件，形成消除碰撞报告。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述净空标高占比计算的计算规则为在确定的功能区域内计算该区域内的构建到一定义面的投影，按照各标高构建投影面积与定义面面积比，得到净空标高占比。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域具体方法包括：

以确定的功能区域边界为界限，断开实际机电专业构件中可分割的构件；

根据设计功能要求，将不可分割的构件就近分入各功能区域，在可分割构件的断点处增加断点标记；

获取调整操作后，通过断点标记重新连接同一断点标记的两个构件。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组具体包括：所述系统及构建分组计算规则包括按照功能区域、构件尺寸和/或人工干预的方式进行分组。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据分组内优化调整规则计算对系统及构件分组进行计算具体包括：根据构件的三维尺寸相互的间距按设计、施工和验收规范对系统及构件进行分组内或分组外调整。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整具体包括：

根据系统及构件分组的三维尺寸调整系统及构件分组在功能区域内机电专业安装空间位置，并预留安装相应构件所需的空间。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消除碰撞，确定翻弯构件具体方法包括：

对碰撞进行检测，检测到碰撞的两个构件，并在该碰撞点附近查找设定距离内的其他碰撞点；

对碰撞部位按照设定规则进行翻弯处理，在翻弯处理时，根据翻弯规则及成本核算规则计算确定翻弯构件。

8.一种基于BIM的机电专业构件综合布置系统，其特征在于，包括：功能区域范围模块、自动布置模块、安装空间确定模块、功能区域的归入模块、构件分组模块、优化调整模块、分层调整模块和消除碰撞模块，其中，

所述功能区域范围模块用于根据用户设计图纸及机电专业设计要求，在设计图纸上确定功能区域；

所述自动布置模块用于获取确定的功能区域范围和对应的功能区域设定的属性，根据构件自动布置规则进行机电专业构件自动布置和连接；

所述安装空间确定模块用于确定机电专业构件在各功能区域的安装空间，得到安装空间报告；

所述确定机电专业构件在各功能区域的安装空间具体包括：

根据净空标高占比计算的计算规则计算建筑结构各功能区域净空标高占比，得到各功能区域净空标高；

根据设计图纸及设计要求确定各功能区域机电专业构件安装最低标高；

根据各功能区域净空标高、构件最低标高及建筑结构所占空间计算出机电专业构件在各功能区域安装空间；

所述功能区域的归入模块用于根据机电专业构件在功能区域的归入计算规则计算机电专业构件在确定的功能区域归入子功能区域或指定功能区域，得到机电专业构件在功能区域的归入报告；

所述构件分组模块用于根据系统及构件分组计算规则计算系统及构件分组，得到系统及构件分组报告；

所述优化调整模块用于对系统及构件分组进行调整优化，得到系统及构件优化调整报告和优化调整后的系统及构件分组报告；

所述分层调整模块用于根据分层排布计算规则将优化调整后的系统及构件分组在各功能区域安装空间内进行分层调整，得到分层调整后的系统及构件的分层调整报告；

所述消除碰撞模块用于消除碰撞，确定翻弯构件，形成消除碰撞报告。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。