CN114547750B - 基于bim的复杂部位管线避免碰撞的排布方法 - Google Patents

基于bim的复杂部位管线避免碰撞的排布方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，属于BIM管线设计技术领域。为解决现有的高层建筑的管线结构主要分布在底层区域以及各层的天花板区域，其中以各层顶部区域为示例，管线设计需要避开承重墙面，且管线之间都要需要依照规定进行规避设计，所以经常会出现实际施工与图纸数据不符的情况的问题，将建筑单层的二维平面系统导入到BIM软件中，并将建筑平面图引入到二维平面坐标轴中，坐标轴以等距网格线的方式呈现，在系统内部创建一组管线数据库，然后将该层建筑中需要用到的管线参数导入到数据中，管线参数包括管道的种类和口径，且每组管线数据的都对应一组单一线条颜色。

Description

基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法
技术领域
本发明涉及BIM管线设计技术领域，具体为基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法。
背景技术
BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用，其中最为重要的设计便是管线的排布，根据各系统设计规范及各建筑单体的使用要求,布置相应的管线。由于管线复杂,空间有限,有一些管线相对集中的部位,如技术夹层、设备转换层、走道吊顶,各类管线常常会在同一位置上发生冲突。所以,在各专业管线设计后,要由设计总负责人汇总各专业管线,进行综合管线设计，其目的就是在符合各管线设计技术规范的前提下,将建筑物内的各类管线统筹安排,发现各专业管线设计中存在的矛盾。
但是，现有的高层建筑的管线结构主要分布在底层区域以及各层的天花板区域，其中以各层顶部区域为示例，管线设计需要避开承重墙面，且管线之间都要需要依照规定进行规避设计，所以经常会出现实际施工与图纸数据不符的情况；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法。
发明内容
本发明的目的在于提供基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，在预设之初会根据气管、风管以及水管的数据库将三种管线进行合理的组合搭配，使其满足大口径在上，小口径在下和有压管在下，无压管在上要求的同时满足不同管道口径的上下排列需求，这样交叉的管线在避免时可以形成最优的路线结构，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，包括如下步骤：
步骤一：将建筑单层的二维平面系统导入到BIM软件中，并将建筑平面图引入到二维平面坐标轴中，坐标轴以等距网格线的方式呈现；
步骤二：在系统内部创建一组管线数据库，然后将该层建筑中需要用到的管线参数导入到数据中，管线参数包括管道的种类和口径，且每组管线数据的都对应一组单一线条颜色；
步骤三：数据库建立完成后将其与二维平面坐标轴进行关联，关联后可以直接将管线数据插入到坐标轴内部的建筑平面视图中，常规情况下管线之间采用十字交错的方式进行排布，特殊情况下可以进行斜向布置；
步骤四：排布前系统会将管线口径进行分类，一共可以分为三组口径，分别大口径管线、中口径管线和小口径管线，其中中口径管线又可以细分为中大口径管线和中小口径管线，当大口径管线和小口径管线为上下组合，中口径管线穿插在上方和下方以及中间，当中口径管线和小口径管线为上下组合，大口径管线穿插在上方和下方，当大口径管线和中口径管线为上下组合，小口径管线穿插在中间；
步骤五：管线布置结束后，将局内所用到的管线总数与施工要求的管线参数进行核对，如出现不符合实际施工参数的情况时，系统会根据管线的颜色来分析判断出所缺失的部分并进行修正；
步骤六：核对无误后，系统会自动扫描二维平面视图并生产三维模型结构，与此同时需要输入预设的管线间距，在建筑三维模型建设完成后，系统根据先前的管线口径将平面图中的管线替换为对应的模型，而交叉的管道会有系统根据管线口径的穿插原理进行避让设计。
优选的，所述步骤一中，平面坐标轴由x轴和y轴组成，其中x轴的坐标系包括x1、x2、x3、x4、x5、x6、x...，y轴的坐标系包括y1、y2、y3、y4、y5、y6、y...。
优选的，所述步骤二中，管道的种类包括风管、水管和气管，其中风管包括通风管道和空调管道等，水管包括排污管道、供水管道和消防管道等，气管包括燃气管道和电气线路管道等。
优选的，所述步骤三中，参数插入模式有两种，分别为人工辅助模式和AI智能模式；
人工辅助模式：由人工主导，BIM系统进行辅助，可以帮助人工对管线之间的间距以及提示建筑的承重结构；
AI智能模式：是由BIM系统内部的AI智能根据自身云数据库中的资料学习后所生产的最优管线来进行自动设计。
优选的，所述步骤三中，单一管道结构或者水平并列管道结构通过单色线条显示，而当上下并列的管道则是采用对应管道颜色的双色线条显示。
优选的，所述双色管线在生产模型的过程中，会依照当前两组管路的自身特性进行上下位调整，调整原则为大口径在上，小口径在下；有压管在下，无压管在上。
优选的，所述步骤四中，位于下方的管道数量小于或等于上方的管道数量，当下方管道数量小于上方时管道数量时，下方管道结构介于上方管道结构之间，数量相同时则保持垂直同步。
优选的，所述步骤五中，在校对管线参数时，系统会提前根据建筑的墙体厚度来调整一些贴靠墙体的管线中心位置，并协调整个平面管线结构。
优选的，所述步骤六中，模型管道生成后，需要由人工进行管架的预设，上下管道直接需要由独立的管架进行支撑，上下管道之间的管架需要相互错开。
优选的，所述步骤六中，管道之间的横向间距在10-15cm,横向间距在5-20cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，将管线口径进行分类，一共可以分为三组口径，分别大口径管线、中口径管线和小口径管线，其中中口径管线又可以细分为中大口径管线和中小口径管线，当大口径管线和小口径管线为上下组合，中口径管线穿插在上方和下方以及中间，当中口径管线和小口径管线为上下组合，大口径管线穿插在上方和下方，当大口径管线和中口径管线为上下组合，小口径管线穿插在中间，位于下方的管道数量小于或等于上方的管道数量，当下方管道数量小于上方时管道数量时，下方管道结构介于上方管道结构之间，数量相同时则保持垂直同步，同时系统在预设之初会根据气管、风管以及水管的数据库将三种管线进行合理的组合搭配，使其满足大口径在上，小口径在下和有压管在下，无压管在上要求的同时满足不同管道口径的上下排列需求，这样交叉的管线在避免时可以形成最优的路线结构，管线从下方经过时，因为小口径的管口在下大口径在上，会形成一个梯形弯折结构，不仅提升了管道的抗压性能，还缩短了管道的布置总长，而从中间穿插的管线则在保持间距的同时，实现无弯折设计，最后从上方的穿插的管线则同传统的直角弯折避让结构相同；
2、本发明，将建筑单层的二维平面系统导入到BIM软件中，并将建筑平面图引入到二维平面坐标轴中，坐标轴以等距网格线的方式呈现，在系统内部创建一组管线数据库，然后将该层建筑中需要用到的管线参数导入到数据中，管线参数包括管道的种类和口径，且每组管线数据的都对应一组单一线条颜色，单一管道结构或者水平并列管道结构通过单色线条显示，而当上下并列的管道则是采用对应管道颜色的双色线条显示，数据库建立完成后将其与二维平面坐标轴进行关联，关联后可以直接将管线数据插入到坐标轴内部的建筑平面视图中；
3、本发明，管线布置结束后，将局内所用到的管线总数与施工要求的管线参数进行核对，如出现不符合实际施工参数的情况时，系统会根据管线的颜色来分析判断出所缺失的部分并进行修正，核对无误后，系统会自动扫描二维平面视图并生产三维模型结构，程序会根据施工墙体的厚度对平面线条进行双向拉伸，这样可以缩短建模所需的时间，与此同时需要输入预设的管线间距，在建筑三维模型建设完成后，系统根据先前的管线口径将平面图中的管线替换为对应的模型，而交叉的管道会有系统根据管线口径的穿插原理进行避让设计，在校对管线参数时，系统会提前根据建筑的墙体厚度来调整一些贴靠墙体的管线中心位置，并协调整个平面管线结构，模型管道生成后，需要由人工进行管架的预设，上下管道直接需要由独立的管架进行支撑，上下管道之间的管架需要相互错开。
附图说明
图1为本发明的整体流程图；
图2为本发明的平面坐标结构示意图。
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，包括如下步骤：
步骤一：将建筑单层的二维平面系统导入到BIM软件中，并将建筑平面图引入到二维平面坐标轴中，坐标轴以等距网格线的方式呈现；
步骤二：在系统内部创建一组管线数据库，然后将该层建筑中需要用到的管线参数导入到数据中，管线参数包括管道的种类和口径，且每组管线数据的都对应一组单一线条颜色，单一管道结构或者水平并列管道结构通过单色线条显示，而当上下并列的管道则是采用对应管道颜色的双色线条显示；
步骤三：数据库建立完成后将其与二维平面坐标轴进行关联，关联后可以直接将管线数据插入到坐标轴内部的建筑平面视图中，常规情况下管线之间采用十字交错的方式进行排布，特殊情况下可以进行斜向布置；
步骤四：排布前系统会将管线口径进行分类，一共可以分为三组口径，分别大口径管线、中口径管线和小口径管线，其中中口径管线又可以细分为中大口径管线和中小口径管线，当大口径管线和小口径管线为上下组合，中口径管线穿插在上方和下方以及中间，当中口径管线和小口径管线为上下组合，大口径管线穿插在上方和下方，当大口径管线和中口径管线为上下组合，小口径管线穿插在中间，位于下方的管道数量小于或等于上方的管道数量，当下方管道数量小于上方时管道数量时，下方管道结构介于上方管道结构之间，数量相同时则保持垂直同步，同时系统在预设之初会根据气管、风管以及水管的数据库将三种管线进行合理的组合搭配，使其满足大口径在上，小口径在下和有压管在下，无压管在上要求的同时满足不同管道口径的上下排列需求，这样交叉的管线在避免时可以形成最优的路线结构，管线从下方经过时，因为小口径的管口在下大口径在上，会形成一个梯形弯折结构，不仅提升了管道的抗压性能，还缩短了管道的布置总长，而从中间穿插的管线则在保持间距的同时，实现无弯折设计，最后从上方的穿插的管线则同传统的直角弯折避让结构相同；
步骤五：管线布置结束后，将局内所用到的管线总数与施工要求的管线参数进行核对，如出现不符合实际施工参数的情况时，系统会根据管线的颜色来分析判断出所缺失的部分并进行修正；
步骤六：核对无误后，系统会自动扫描二维平面视图并生产三维模型结构，程序会根据施工墙体的厚度对平面线条进行双向拉伸，这样可以缩短建模所需的时间，与此同时需要输入预设的管线间距，在建筑三维模型建设完成后，系统根据先前的管线口径将平面图中的管线替换为对应的模型，而交叉的管道会有系统根据管线口径的穿插原理进行避让设计。
进一步，步骤一中，平面坐标轴由x轴和y轴组成，其中x轴的坐标系包括x1、x2、x3、x4、x5、x6、x...，y轴的坐标系包括y1、y2、y3、y4、y5、y6、y...。
进一步，步骤二中，管道的种类包括风管、水管和气管，其中风管包括通风管道和空调管道等，水管包括排污管道、供水管道和消防管道等，气管包括燃气管道和电气线路管道等。
进一步，步骤三中，参数插入模式有两种，分别为人工辅助模式和AI智能模式；
人工辅助模式：由人工主导，BIM系统进行辅助，可以帮助人工对管线之间的间距以及提示建筑的承重结构；
AI智能模式：是由BIM系统内部的AI智能根据自身云数据库中的资料学习后所生产的最优管线来进行自动设计。
进一步，步骤三中，单一管道结构或者水平并列管道结构通过单色线条显示，而当上下并列的管道则是采用对应管道颜色的双色线条显示，双色管线在生产模型的过程中，会依照当前两组管路的自身特性进行上下位调整，调整原则为大口径在上，小口径在下；有压管在下，无压管在上。
进一步，步骤四中，位于下方的管道数量小于或等于上方的管道数量，当下方管道数量小于上方时管道数量时，下方管道结构介于上方管道结构之间，数量相同时则保持垂直同步。
进一步，步骤五中，在校对管线参数时，系统会提前根据建筑的墙体厚度来调整一些贴靠墙体的管线中心位置，并协调整个平面管线结构，模型管道生成后，需要由人工进行管架的预设，上下管道直接需要由独立的管架进行支撑，上下管道之间的管架需要相互错开。
进一步，步骤六中，管道之间的横向间距在10-15cm,横向间距在5-20cm。
综上，将建筑单层的二维平面系统导入到BIM软件中，并将建筑平面图引入到二维平面坐标轴中，坐标轴以等距网格线的方式呈现，在系统内部创建一组管线数据库，然后将该层建筑中需要用到的管线参数导入到数据中，管线参数包括管道的种类和口径，且每组管线数据的都对应一组单一线条颜色，单一管道结构或者水平并列管道结构通过单色线条显示，而当上下并列的管道则是采用对应管道颜色的双色线条显示，数据库建立完成后将其与二维平面坐标轴进行关联，关联后可以直接将管线数据插入到坐标轴内部的建筑平面视图中，参数插入模式有两种，分别为人工辅助模式和AI智能模式，人工辅助模式：由人工主导，BIM系统进行辅助，可以帮助人工对管线之间的间距以及提示建筑的承重结构，AI智能模式：是由BIM系统内部的AI智能根据自身云数据库中的资料学习后所生产的最优管线来进行自动设计，常规情况下管线之间采用十字交错的方式进行排布，特殊情况下可以进行斜向布置，排布前系统会将管线口径进行分类，一共可以分为三组口径，分别大口径管线、中口径管线和小口径管线，其中中口径管线又可以细分为中大口径管线和中小口径管线，当大口径管线和小口径管线为上下组合，中口径管线穿插在上方和下方以及中间，当中口径管线和小口径管线为上下组合，大口径管线穿插在上方和下方，当大口径管线和中口径管线为上下组合，小口径管线穿插在中间，位于下方的管道数量小于或等于上方的管道数量，当下方管道数量小于上方时管道数量时，下方管道结构介于上方管道结构之间，数量相同时则保持垂直同步，同时系统在预设之初会根据气管、风管以及水管的数据库将三种管线进行合理的组合搭配，使其满足大口径在上，小口径在下和有压管在下，无压管在上要求的同时满足不同管道口径的上下排列需求，这样交叉的管线在避免时可以形成最优的路线结构，管线从下方经过时，因为小口径的管口在下大口径在上，会形成一个梯形弯折结构，不仅提升了管道的抗压性能，还缩短了管道的布置总长，而从中间穿插的管线则在保持间距的同时，实现无弯折设计，最后从上方的穿插的管线则同传统的直角弯折避让结构相同，管线布置结束后，将局内所用到的管线总数与施工要求的管线参数进行核对，如出现不符合实际施工参数的情况时，系统会根据管线的颜色来分析判断出所缺失的部分并进行修正，核对无误后，系统会自动扫描二维平面视图并生产三维模型结构，程序会根据施工墙体的厚度对平面线条进行双向拉伸，这样可以缩短建模所需的时间，与此同时需要输入预设的管线间距，在建筑三维模型建设完成后，系统根据先前的管线口径将平面图中的管线替换为对应的模型，而交叉的管道会有系统根据管线口径的穿插原理进行避让设计。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将建筑单层的二维平面系统导入到BIM软件中，并将建筑平面图引入到二维平面坐标轴中，坐标轴以等距网格线的方式呈现；
步骤二：在系统内部创建一组管线数据库，然后将该层建筑中需要用到的管线参数导入到数据中，管线参数包括管道的种类和口径，且每组管线数据的都对应一组单一线条颜色；
步骤三：数据库建立完成后将其与二维平面坐标轴进行关联，关联后可以直接将管线数据插入到坐标轴内部的建筑平面视图中，常规情况下管线之间采用十字交错的方式进行排布，特殊情况下可以进行斜向布置；
步骤四：排布前系统会将管线口径进行分类，一共可以分为三组口径，分别大口径管线、中口径管线和小口径管线，其中中口径管线又可以细分为中大口径管线和中小口径管线，当大口径管线和小口径管线为上下组合，中口径管线穿插在上方和下方以及中间，当中口径管线和小口径管线为上下组合，大口径管线穿插在上方和下方，当大口径管线和中口径管线为上下组合，小口径管线穿插在中间；
步骤五：管线布置结束后，将局内所用到的管线总数与施工要求的管线参数进行核对，如出现不符合实际施工参数的情况时，系统会根据管线的颜色来分析判断出所缺失的部分并进行修正；
步骤六：核对无误后，系统会自动扫描二维平面视图并生产三维模型结构，与此同时需要输入预设的管线间距，在建筑三维模型建设完成后，系统根据先前的管线口径将平面图中的管线替换为对应的模型，而交叉的管道会有系统根据管线口径的穿插原理进行避让设计。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤一中，平面坐标轴由x轴和y轴组成，其中x轴的坐标系包括x1、x2、x3、x4、x5、x6、x...，y轴的坐标系包括y1、y2、y3、y4、y5、y6、y...。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤二中，管道的种类包括风管、水管和气管，其中风管包括通风管道和空调管道等，水管包括排污管道、供水管道和消防管道等，气管包括燃气管道和电气线路管道等。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤三中，参数插入模式有两种，分别为人工辅助模式和AI智能模式；
人工辅助模式：由人工主导，BIM系统进行辅助，可以帮助人工对管线之间的间距以及提示建筑的承重结构；
AI智能模式：是由BIM系统内部的AI智能根据自身云数据库中的资料学习后所生产的最优管线来进行自动设计。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤三中，单一管道结构或者水平并列管道结构通过单色线条显示，而当上下并列的管道则是采用对应管道颜色的双色线条显示。
6.根据权利要求5所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述双色管线在生产模型的过程中，会依照当前两组管路的自身特性进行上下位调整，调整原则为大口径在上，小口径在下；有压管在下，无压管在上。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤四中，位于下方的管道数量小于或等于上方的管道数量，当下方管道数量小于上方时管道数量时，下方管道结构介于上方管道结构之间，数量相同时则保持垂直同步。
8.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤五中，在校对管线参数时，系统会提前根据建筑的墙体厚度来调整一些贴靠墙体的管线中心位置，并协调整个平面管线结构。
9.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤六中，模型管道生成后，需要由人工进行管架的预设，上下管道直接需要由独立的管架进行支撑，上下管道之间的管架需要相互错开。
10.根据权利要求1所述的基于BIM的复杂部位管线避免碰撞的排布方法，其特征在于：所述步骤六中，管道之间的横向间距在10-15cm,横向间距在5-20cm。
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CN111310942A (zh) * 2020-02-07 2020-06-19 清华大学 一种评估探漏节省漏量的方法、装置及设备
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BIM技术在数据中心管线综合中的应用;孙大胜;程森涛;牛建生;胡孝俊;;邮电设计技术;20200720(第07期);全文 *

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