三维仿真技术在建筑给排水管道工程中的应用研究

摘要

建筑是一个由多专业参与的复杂的系统工程，建筑内部的管道工程更是具有多种类、多用途、结构复杂、涉及面广的特点，其中建筑给排水系统的管道工程具有代表性。由于近年来建筑给排水系统的管道种类越来越多，管道工程的变化因素越多越多，而常规的二维平面设计在管道工程的实际设计工作中的表现并不十分理想，尤其是在管道碰撞和交叉问题上更显得束手无策。因此，使用三维仿真软件构建管道工程的建筑信息模型成为人们在管道工程设计工作中的新亮点，建筑信息模型技术具有三维立体、虚拟仿真、参数模型以及信息传递与共享的优点，特别适应于解决需要多视角观察、参数化管理、资源共享的工程问题。本文从建筑信息模型技术出发，采用Autodesk Revit MEP三维仿真软件对建筑内部的排水管道系统进行三维建模，对解决管道的碰撞和交叉问题具有重要的指导意义。
　　针对现在建筑内部给排水系统的管道工程设计的影响因素越来越多，管道碰撞和交叉问题时有发生，而常规二维设计不能完全满足设计人员要求的现状，本文以建筑信息模型(BIM)技术为理论基础，从解决管道工程设计过程中的实际问题出发，创新性地提出三维仿真技术构建建筑信息模型的理念，并采用Autodesk Revit MEP三维仿真软件为某建筑实例的排水管道系统构建建筑信息模型，以实际应用经验为管线综合设计提供科学的依据。
　　研究内容主要概括如下:
　　(1)通过对Maya、3DsMax、三维CAD以及Autodesk Revit MEP四种常见三维仿真软件进行优缺点、适应范围的对比分析，论证了它们在解决管道碰撞和交叉问题中的应用可行性，并最终选择Autodesk Revit MEP 2013三维仿真软件作为构建建筑信息模型的应用软件。
　　(2)从功能概况、系统组成及分类、排水定额和排水设计秒流量、排水管道的水力计算方法等四方面出发，详细介绍了排水管道设计的相关理论知识，同时为排水管道系统的水力计算和设计绘图奠定了理论基础。
　　(3)以某高层商住楼的排水管道设计工作为研究实例，通过排水管道系统的理论研究，以Auto CAD二维平面设计软件为工具，利用该高层商住楼的原始设计资料完成了其排水管道系统的二维平面设计，设计成果最终以二维图纸的形式进行呈现，二维设计任务完成后需要对设计成果进行检查和修改。
　　(4)以某高层商住楼的排水管道设计工作为研究实例，依托建筑信息模型(BIM)技术的基本思想，采用Autodesk Revit MEP 2013三维仿真软件构建该高层商住楼排水管道系统的建筑信息模型。利用该三维仿真模型对后续的施工过程进行模拟，消除设计过程中管道碰撞和交叉的问题隐患，并对整个排水管道系统的管材用量进行统计。研究结果表明，三维仿真技术在构建建筑给排水系统的建筑信息模型的过程中，不仅可以为项目各参与方提供全新的沟通平台，而且在管线综合设计的过程中具备全面而细致的效能。本研究致力于将三维仿真技术，尤其是Autodesk Revit MEP 2013三维仿真软件，在管道工程设计领域中优势体现在实际工程项目的应用之中。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文的研究背景及意义

1．2 建筑给排水的发展概况

1．3 建筑给排水设计技术的发展概况

1．4 三维仿真技术平台的现状概况

1．5 论文研究内容及技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

第2章 三维仿真软件的特征研究及其比选

2．1 常见三维仿真软件及其特点研究

2．1．1 Maya软件

2．1．2 3Ds Max

2．1．3 三维CAD

2．1．4 Autodesk Revit MEP

2．2 三维仿真软件的比选

2．2．1 管道碰撞问题的产生及危害

2．2．2 解决管道碰撞问题的最佳软件

2．3 本章小结

第3章 建筑给排水系统二维设计的研究

3．1 排水子系统的理论研究

3．1．1 排水子系统概况

3．1．2 排水子系统的组成及分类

3．1．3 排水定额和排水设计秒流量

3．1．4 排水管道的水力计算

3．2 排水管道设计实例研究

3．2．1 建筑实例的工程概况

3．2．2 排水方式的选择

3．2．3 排水管道的水力计算和设计

3．2．4 检查及修改

3．3 本章小结

第4章 三维仿真模型的构建及其应用研究

4．1 排水管道工程的三维仿真建模

4．2 三维仿真模型的构建

4．2．1 项目准备

4．2．2 模型的构建

4．3 碰撞检查

4．4 管材用量统计

4．5 本章小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢