CN112651065B - 一种基于bim的室内家装管线布局方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的室内家装管线布局方法，包括以下步骤：步骤1：利用BIM软件生成室内场景的三维建筑模型数据；步骤2：在三维建筑模型中标记出区域空间的用途信息；步骤3：在三维建筑模型数据中标出室内场景中插座、电器、水管接口位置；步骤4：根据三维建筑模型中墙体数据信息和上一步中输入的管线最终点位信息，按照带约束条件的寻路算法，生成管线布局方案。该基于BIM的室内家装管线布局方法，基于BIM标准数据，在三维数字化建筑模型中根据室内区域空间特性，生成符合国家要求标准的室内管线布局方案，在现场施工时更加容易管理，不容易造成管线碰撞、大大提高空间利用率和减少返工等造成建材浪费，装修成本大大降低。

Description

一种基于BIM的室内家装管线布局方法

技术领域

本发明属于家装技术领域，具体为一种基于BIM的室内家装管线布局方法。

背景技术

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，是由完全和充足信息构成以支持生命周期管理，并可由计算机应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型。是建筑家装行业中的一种标准。现有的室内装修流程具有单向性，不可逆性以及数据不可重复使用。传统的室内装饰装修中采用二维管线综合图不能只管表现各专业管线与建筑主体的空间关系，在现场施工时难以管理，容易造成管线碰撞、空间利用率不高和返工等造成建材浪费，装修成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于BIM的室内家装管线布局方法，以解决目前的传统的室内装饰装修在现场施工时难以管理，容易造成管线碰撞、空间利用率不高和返工等造成建材浪费，装修成本增加的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于BIM的室内家装管线布局方法，包括以下具体步骤：

步骤1：利用BIM软件生成室内场景的三维建筑模型数据；

步骤2：在三维建筑模型中标记出区域空间的用途信息；

步骤3：在三维建筑模型数据中标出室内场景中插座、电器、水管接口位置；

步骤4：根据三维建筑模型中墙体数据信息和上一步中输入的管线最终点位信息，按照带约束条件的寻路算法，生成管线布局方案。

进一步的，在步骤2中，在生成的三维建筑模型中添加模型数据中墙体的性质信息及是否为承重墙体。

进一步的，寻路算法将强弱电的分户配电箱作为起始节点S，将需要按照插座、电器的节点作为终点E，将空间区域中的数据按照1m×1m进行路径单元划分。

进一步的，所述路径单元划分包括水平地面的划分和垂直墙面划分两种类型，且两种类型对于每个路径单元都包含路径距离值信息和标识值。

进一步的，将(S，0)放入用于检索路径的openList列表中，其中(S，0)分别代表的是节点N、节点F(N)值，F(N)＝G(N)+H(N)，G(N)由Dijkstra算法中计算，H(N)在只允许上下左右移动的前提下，优先使用贪婪算法计算当前节点N到目标节点E的曼哈顿距离。

进一步的，对区域内的电线布局进行排布优化，在区域空间中位于同一区域范围内的电线，根据电线路径的矢量信息，判断对同类型电线路径是否平行。

进一步的，所述室内布线中根据区域功能标识，厨房和卫生间的区域在电线路径查找中，选择墙上路径，在路径选择中将位于地面的路径单元权重值置为0。

进一步的，在步骤3中，水管布局中将按照水管给水、污水、废水、雨水四个类型管道进行排布，在给水水管中区分冷热水管，按照冷热水管距离不低于30cm的标准对水管进行管线位置优化修正。

进一步的，当用户未给出具体室内区域空间的插座和水管接口位置时，按照离地面150cm，距离门口150～200mm的位置作为插座位置。在厨房将靠近窗体，离窗体高度为150～200mm的地方作为水管接口位置，将区域不包含门窗的墙体中面积最长墙体接近窗体位置作为插座位置；卫生间门所在墙体距离门口50～150mm位置设置插座，最长墙体的离窗户距离为墙体长度的三分之一处作为水管接口位置。

有益效果：与现有技术相比，本申请具有以下优势：

该基于BIM的室内家装管线布局方法，基于BIM标准数据，在三维数字化建筑模型中根据室内区域空间特性，生成符合国家要求标准的室内管线布局方案，在现场施工时更加容易管理，不容易造成管线碰撞、大大提高空间利用率和减少返工等造成建材浪费，装修成本大大降低。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本申请的基于BIM的室内家装管线布局方法，此方法以BIM模型数据为数据基础、以室内家装的室内3d数据作为参照，根据用户选择的室内插座位置或者室内插座、电器、厨卫设备的默认位置生成室内场景中的水电管线布局结果图。供室内场景装修设计参照、现场施工依据。

利用Revit生成室内场景的BIM空间基础数据，按照BIM数据格式要求，根据用户要求生成室内中的插座、电器、厨卫等其它区域空间中的水管接口位置。根据室内家装中的水电管线布局要求标准，生成室内场景中的管线布局方案。

本申请的基于BIM的室内家装管线布局方法，包括以下步骤：

步骤1：利用BIM软件生成室内场景的三维建筑模型数据；

步骤2：在三维建筑模型中标记出区域空间的用途信息，如厨房、卫生间、卧室、客餐厅等；

步骤3：在三维建筑模型数据中标出室内场景中插座、电器、水管接口位置；

步骤4：根据三维建筑模型中墙体数据信息和上一步中输入的管线最终点位信息，按照带约束条件的寻路算法，生成管线布局方案。

该方法以室内场景的二维临摹图为依据，利用BIM软件(Revit软件)生成室内场景的三维建筑模型，在生成的三维建筑模型中添加模型数据中墙体的性质信息及是否为承重墙体，添加室内场景中区域标识信息，本文中主要根据室内区域空间的功能作为标识，主要分为厨房、卫生间、卧室、客餐厅，根据区域空间标识设置每个区域中默认的插座、水管、电器等的空间位置；用户也可以在三维建筑模型中根据自己的需要在模型中标识这些点位信息。

根据室内家装水电敷设标准要求中强弱电线不能位于同一管线内，同一类型的电线在同一管线内不能超过8根。根据条件约束寻路算法生成同一空间区域中的强弱电线布局路径并将同一类型的电线合并到同一管线内。将强弱电的分户配电箱作为算法中的起始节点S，将需要按照插座、电器等的节点作为算法的终点E，将空间区域中的数据按照1m×1m进行路径单元划分。

路径单元划分包括水平地面的划分和垂直墙面划分两种类型，对于每个路径单元除了包含路径距离值信息，还包含一个标识是水平地面还是垂直墙面的标识值，其中f代表水平地面，w代表垂直墙面。

将(S，0)放入用于检索路径的openList列表中，其中(S，0)代表的是节点N、节点F(N)值，F(N)＝G(N)+H(N)，其中G(N)是Dijkstra算法中计算的，从起点到当前节点N的移动消耗，H(N)在只允许上下左右移动的前提下，最好优先贪婪算法中当前节点N到目标节点E的曼哈顿距离。

在openList中存放的是节点的优先队列，节点F(N)的值越小，此节点的优先级别越高；根据节点的强弱电标识信息，节点的位置权重值为α，取值为0.2(用户可根据实际需求进行调整)，计算路径选择中每个节点的具体修正优先级别，节点的强弱电标识信息用FP、LP标识，如果节点标识信息为FP即强电标识，根据强电线管尽量走墙，弱电线管尽量走地的敷设要求，则如果中间节点P位于墙面上则其修正的值F(P)′＝β*F(P)，β＝α，如果节点标识为LP，则β＝1-α；以此对openList中优先级别相近或者在一定误差范围内的点进行数据筛选，形成S与E之间的电线最优路径信息。

按照上述步骤计算室内所有电线布局信息，按照同一区域空间中同类电线可以装入同一管线中，且同一管线中电线数目不可超过8根的约束条件，对区域内的电线布局进行排布优化，在区域空间中位于同一区域范围内的电线，根据电线路径的矢量信息，判断对同类型电线路径是否平行，如果平行则按照约束条件进行电线管线布局方案生成；否则计算路径的交叉数据点位，如果是同类型的电线且此电线数目总和不超过8根，则可设置管线接口，连接交叉管线，如果超过8根则不合并管线，管线按照原本走向布局；按照强弱电线管间距大于15mm要求，对不同类型的电线管线进行布局优化，调整电线布局方案。

室内布线中根据区域功能标识，厨房和卫生间的区域在电线路径查找中，只能选择墙上路径，在路径选择中将位于地面的路径单元权重值置为0。

室内空间区域水管布局，按照以上路径搜索算法，根据室内水槽或者水管接口的位置，生成室内水管布局方案。水管布局中将按照水管给水、污水、废水、雨水四个类型管道进行排布，给水管道进行走墙体或者墙角位置，水管路径选择当此路径单元中存在电线管线，根据水管与电线平行距离不低于30cm，交叉过桥距离不低于10cm的要求，调整水管布局的位置或者过桥接口的位置。在给水水管中区分冷热水管，按照冷热水管距离不低于30cm的标准对水管进行管线位置优化修正。

室内场景区域的插座、水管接口默认位置计算。当用户未给出具体室内区域空间的插座和水管接口位置，根据BIM三维建筑模型中每个区域空间的标识信息，根据三维模型中区域多边形几何数据、区域中门窗信息，在除厨卫之外的区域空间计算区域默认信息，在带有门框信息的区域中根据门框信息，在靠近门把手附近的墙体上，按照离地面150cm，距离门口150～200mm的位置作为插座位置。在厨房将靠近窗体，离窗体高度为150～200mm的地方作为水管接口位置，将区域不包含门窗的墙体中面积最长墙体接近窗体位置作为插座位置；卫生间门所在墙体距离门口50～150mm位置设置插座，最长墙体的离窗户距离为墙体长度的三分之一处作为水管接口位置。

本发明提供了一种基于BIM的室内家装管线布局方法的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：包括以下具体步骤：

步骤1：利用BIM软件生成室内场景的三维建筑模型数据；

步骤2：在三维建筑模型中标记出区域空间的用途信息；

步骤3：在三维建筑模型数据中标出室内场景中插座、电器、水管接口位置；

步骤4：根据三维建筑模型中墙体数据信息和上一步中输入的管线最终点位信息，按照带约束条件的寻路算法，生成管线布局方案；

将(S，0)放入用于检索路径的openList列表中，其中(S，0)分别代表的是节点N、节点F(N)值，F(N)＝G(N)+H(N)，G(N)由Dijkstra算法计算，H(N)在只允许上下左右移动的前提下，使用贪婪算法计算当前节点N到目标节点E的曼哈顿距离,当用户未给出具体室内区域空间的插座和水管接口位置时，按照离地面150cm，距离门口150～200mm的位置作为插座位置，在厨房将靠近窗体，离窗体高度为150～200mm的地方作为水管接口位置，将区域不包含门窗的墙体中面积最长墙体接近窗体位置作为插座位置；卫生间门所在墙体距离门口50～150mm位置设置插座，最长墙体的离窗户距离为墙体长度的三分之一处作为水管接口位置。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：在步骤2中，在生成的三维建筑模型中添加模型数据中墙体的性质信息及是否为承重墙体。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：寻路算法将强弱电的分户配电箱作为起始节点S，将需要按照插座、电器的节点作为终点E，将空间区域中的数据按照1m×1m进行路径单元划分。

4.根据权利要求3所述的基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：所述路径单元划分包括水平地面的划分和垂直墙面划分两种类型，且两种类型对于每个路径单元都包含路径距离值信息和标识值。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：对区域内的电线布局进行排布优化，在区域空间中位于同一区域范围内的电线，根据电线路径的矢量信息，判断对同类型电线路径是否平行。

6.根据权利要求1所述的基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：室内布线中根据区域功能标识，厨房和卫生间的区域在电线路径查找中，选择墙上路径，在路径选择中将位于地面的路径单元权重值置为0。

7.根据权利要求1所述的基于BIM的室内家装管线布局方法，其特征在于：在步骤3中，水管布局中将按照水管给水、污水、废水、雨水四个类型管道进行排布，在给水水管中区分冷热水管，按照冷热水管距离不低于30cm的标准对水管进行管线位置优化修正。

Images