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本文來源微信公眾號：慧遠BIM，作者—劉保石
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現代建筑中主體結構設計成弧形的越來越多，安裝專業設計的管道為配合建筑主體外形也要設計成弧形，管道三維模型也就要求為弧形。弧形管道無論是現場施工、三維模型創建都是一個技術難題，今天老劉就帶大家一起探索一下弧形管道的施工工藝及Revit軟件中弧形管道的建模方法。
圖1 弧形管道現場圖片
目前弧形管道常規的施工工藝有兩種：一種是根據弧形管道的曲率對管材進行煨彎，然后組裝，安裝完畢后，管線整體為圓弧形，老劉稱其為“機械煨彎弧形管道”施工法；另一種是沿弧形管廊用直管段加小曲率管道配件進行拼裝施工，老劉稱其為“小曲率配件弧形管道”施工法。
“機械煨彎弧形管道”施工法
圖紙深化
根據原設計圖紙進行管線綜合深化，盡量將各專業管線弧度統一，同時確定管道標高及分支管位置，進行管線綜合布置，確定弧形管道的彎曲半徑，這一步驟可視為弧形管道施工的起始點，為后期各道工序的順利實施奠定基礎，決定著整個弧形管道施工的其它技術數據，因此最為重要，故要求必須確保其精確度和與其它管線的空間合理分配，這樣既增加觀感效果又方便操作，另外，在圖紙深化過程中，將管道按照規格型號進行編號，形成流水生產線，可提高施工質量及進度。
管道定位
在土建結構澆筑完成后，對現場尺寸進行復核，并在CAD圖紙上對管道進行精確定位，確定支架的具體坐標位置及樣式，作為統籌排料的依據。
統籌排料
根據管道精確的定位位置在CAD圖紙上進行精確弧段劃分，并將各分段管段進行編號記錄其管徑、長度、彎曲半徑等加工所需參數提供給工人進行下料加工。需要特別說明的是，根據現場實際情況，盡可能將同部位的各專業管線綜合為同一曲率半徑，確保管線安裝完成后的美觀度。
管道試彎
首先在彎管機限位處安裝標尺，進行管道試彎，計算管道實際偏移量m與標尺顯示數據n之差，即可得出管道偏移量的標尺數據M，“管道試彎”是為了確定管道偏移量的標尺數據M，此數據應在彎管機使用過程中多次校驗并修正，避免因更換模具及設備磨損等出現累計誤差，確定彎管機或自制彎管器的限位。
管道彎制、弧度校驗
管道初步試彎后，進行弧度檢查，校核各頂彎點是否滿足尺寸要求，如不滿足，重新調整限位，彎制時將設備中心線與管道中心線對齊，調整限位至相應的標尺數據M，啟動設備倒順開關向前，在管道即將滑出模具前停止，然后將開關調至相反方向，來回2-3遍，即可進行弧度校驗。相同彎曲半徑或相同規格的管道盡量成批彎制，避免反復調整限位或更換模具，管道彎制完成后必須進行校驗，若出現誤差須調整限位進行二次彎制，并更新實際偏移量的標尺數據M。
現場組裝
弧形管道現場組裝與傳統直管段組裝類似，不在贅述。
煨彎弧形管道的BIM模型創建
熟悉Revit@ MEP 軟件的BIMer一定知道軟件是無法直接采用系統族來創建“煨彎弧形管道”的模型的，這個主要是因為軟件的底層架構問題，不是本文闡述的重點。要創建“煨彎弧形管道”的三維模型，我們只有通過變通的方法，下面逐個介紹。
“軟管替代弧形管道”法
眾所周知，軟管幾乎是可以隨便彎曲的，采用軟管替代剛性煨彎弧形管，可以做到與建筑主體弧度完全一致的弧形管道模型，建模過程中主要注意以下幾個問題：
1）軟管是無法自動設置三通、四通等管道配件的，當管道有支路管線時，必須一段一段的創建弧形管道，并插入所需要的三通、四通等管道配件，以便支管模型的創建；
2）軟管無法添加閥門等水管附件，遇到閥門位置時，軟管也要正常的一小段直管段替代，便于后面管路閥門的添加。
以某工程一層空調水系統（圖2所示）為例，采用軟管代替剛性煨彎弧形管道的三維模型如圖3所示。
圖2 某項目一層空調水局部平面布置圖
圖3 某工程一層空調水系統局部三維模型
“自適應族替代弧形管道”法
看了方法一，肯定有熟悉Revit 軟件的BIMer一定會想到用自適應族來做弧形管道。筆者不可否認，采用自適應參數化族來替代弧形管道，建筑的模型外觀也很符合要求，但存在以下幾個問題：
1）自適應族來代替弧形管道，同樣存在方法一中所存在的所有問題。
2）自適應的族無法添加管道連接件，不同管段只能是假連接，一個系統模型上可以做到看似一個整體，而本質上是分裂的，整個管路無法形成一個系統。
“常規弧形管道族替代弧形管道”法
了解了方法二，很多BIMer也許會聯想到用常規模型族可以解決管道連接件的問題。常規模型是可以添加管道連接件，老劉也做了一個這樣的參數化的族，主要步驟如下：
→新建族文件，選擇“公制常規模型”族樣板。
→切換至前立面視圖，繪制一條參照平面，添加尺寸標注，并添加參數H。
圖4 參照平面
→設置工作平面,選擇“拾取一個平面”，拾取繪制好的參照平面，彈出“轉到視圖”對話框，選擇樓層平面：參照標高視圖。
圖5 拾取工作平面
→創建模型線，選擇“起點終點半徑弧”的繪制方式，繪制一段弧線，然后選擇“直線”的繪制方式，捕捉弧的中點，繪制一條切線。選擇兩條模型線，在屬性欄中取消勾選可見性。
圖6創建模型線
→繪制三條參照平面，并且與模型線鎖定。注：弧線的端點與模型線鎖定。
圖7鎖定端點
→添加尺寸標注及參數。
圖8 添加標準及參數
→創建放樣，并添加管徑參數、弧長參數及曲率半徑參數。
圖9放樣
→根據族的需求，更改族的插入點及變化方向。
族的插入點：選擇垂直或平行原參照平面的兩條參照平面。
圖10鎖定族插入點
變化方向：刪除“EQ”約束，根據需求鎖定對應是參照平面即可。
圖11鎖定參照平面
實際模型創建時，需要一段一段去計算、調整弧形的長度，工作相當繁瑣，老劉認為此方法不可取，試驗也以失敗告終。
“Dynamo識別弧形線轉化”法
采用Dynamo進行可視化編程，拾取CAD底圖中的管道中心線（弧形），并將每段弧線轉化成公制常規模型，程序如圖12所示。
圖12 Dynamo 拾取線轉常規模型程序
然后將公制常規模型兩端添加管段連接件，逐段連接，形成管路系統。Dynamo轉化后的每段弧形管道公制常規模型族如圖13所示。
圖13 弧形管段公制常規模型
最后將每段弧形管道相連接，形成完整的弧形管路系統。
因為老劉水平問題，目前只想到并嘗試了上述四種方法來創建煨彎弧形管道的三維模型，而且認為只有方法一及方法四是比較方便及靠譜的，讀者們若有更好的方法，可在下方留言，與老劉一起探討分享！
“小曲率彎頭弧形管道”建模法
這種弧形管道的施工與傳統的直管段施工沒有太大的差別，唯一的難點是在進行深化設計時如何盡量統一各專業管線的曲率半徑，水系統管道主要是小曲率管道配件選擇的問題，而風系統、電氣橋架等的小曲率配件的制作要根據水系統彎頭配件的曲率半徑來加工制作，同樣不在贅述。
此次老劉對于弧形管道的施工工藝及Revit軟件中弧形管道的建模方法的探索希望能給讀者啟發，更多精彩，下期敬請期待~
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