NavisWorks在项目设计和施工中的应用

摘要：介绍了NavisWorks在项目设计和施工中的应用：多种来源的专业设计模型整合为统一的项目三维模型；利用实时漫游工具体验虚拟项目；利用碰撞检测查找碰撞点，并生成碰撞报告反馈给各专业设计修改；4D施工模拟全面提供设计施工信息；为设施运营管理者提供准确的基础信息。该软件提供了项目相关方的沟通平台，有效的预防了项目设计和施工中可能出现的各专业设备碰撞的发生，提升了设施运营管理的质量和效率。

关键词：项目设计与施工；NavisWorks三维软件；实时漫游；碰撞检测；4D施工模拟；设施运营管理

中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：

引言

传统的项目设计和施工流程是从建筑设计开始，结构工程师进行建筑物的结构设计，而后再由暖通空调、给排水、消防和电气专业等各专业工程师完成专业设计，最后由施工部门按照图纸进行施工。在这样的设计、施工过程中，由于各专业工程师各自独立进行设计, 设计过程中不可避免的出现各专业协同设计之间的矛盾。

由于设计不协调的问题不可避免，在各专业设计图纸汇总后，要求设计人员和总图人员人工发现和解决不协调问题，这将耗费建筑结构设计师和安装工程设计师大量的时间和精力，影响工程进度和质量。同时，由于采用二维设计图来进行会审，人为的失误在所难免，使施工出现返工现象，造成建设投资的极大浪费，并且还会影响施工进度。

NavisWorks介绍

NavisWorks的出现为我们解决了这些难题，它是可视化和仿真、分析多种格式的三维设计模型，可以将各种重要的数字模型信息整合为单一的建筑信息模型，为所有项目相关人员提供整体项目直观的视图，以促进设计决策、施工图纸管理、施工情况预测与规划，以及日后对设施的管理与运营。

NavisWorks支持所有项目相关方可靠地整合、分享和审阅详细的三维设计模型，在虚拟设计与施工(VDC)工作流中处于核心地位。VDC的意义在于，在设计与施工阶段及之后，创建并使用与建筑项目有关的相互一致且可计算的信息。

NavisWorks能够将AutoCAD和Revit系列等应用创建的设计数据，与来自其它设计工具的几何图形和信息相结合，将其作为整体的三维项目，通过多种文件格式进行实时审阅，而无需考虑文件的大小。NavisWorks可以帮助所有相关方将项目作为一个整体来看待，从而优化从设计决策、建筑施工、性能预测和规划直至设施管理和运营等各个环节。

NavisWorks能够精确地再现设计意图，制定准确的四维施工进度表，超前实现施工项目的可视化。在实际动工前，您就可以在真实的环境中体验所设计的项目，实施冲突检测，提供审阅解决方案，提高施工文档的一致性、协调性、准确性，简化贯穿企业与团队的整个工作流程，帮助减少浪费、提升效率，同时显著减少设计变更，更加全面地评估和验证所用材质和纹理是否符合设计意图。

项目应用

某农副产品加工设备制造厂工业园项目，项目内容为建设一座包括农机产品制造系统、农副产品加工设备制造系统及其他辅助系统的综合工业园。

多种来源数据整合

项目厂房主体采用轻钢结构，钢筋混凝土基础。钢结构设计采用Tekla公司的钢结构详图设计软件，实现3D实体结构模型与结构分析完全整合；基础、建筑、采暖、通风、给排水、消防管道、电力、照明等专业设计最初采用AutoCAD二维设计，为实现3D模型的碰撞检测和施工模拟，后期转换为Revit三维设计和3D Max模型。

NavisWorks中使用命令将以上这些模型整合，生成完整的车间模型，如图3.1所示。在图中左侧的上，第1级显示集成的模型名字，第2级显示各专业模型的名字，随后几级依次显示该专业模型的组、层、块。

图3.1工业园锻造车间完整模型

数据实时漫游

利用NavisWorks先进的导航工具（包括导航模式、渲染样式、模型视图、导航工具栏等）来浏览模型，让参观者体验虚拟车间，通过漫游工具可以实现在虚拟车间中自由移动和旋转，而且速度可以通过鼠标来控制，效果如图3.2所示。

参观者可以使用选择功能来选择模型中的物体（图中蓝色物体为选中物体），对选中的物体可以隐藏，也可将未选中的物体隐藏，只显示选中的物体。

在模式下，同时开启重力、碰撞和蹲伏，第3人会产生重力感和碰撞感，即当前方有障碍物时，会蹲伏通过或被阻止通行。

NavisWorks可以将漫游的路径和场景以动画的方式记录，并输出为图片格式或视频格式,向其他参观者展示设计效果。

图3.2第三人模式下漫游车间

碰撞检测

NavisWorks的碰撞检测功能可以有效的识别、检验和报告三维项目模型中的碰撞，降低模型检验过程中出现人为错误的风险，并给出项目审核报告，对碰撞进行管理和跟踪，直至各专业之间协调修改完成，效果如图3.3所示。

碰撞检测类型共有以下四种可供选择：

硬碰撞--检测几何图形之间的实际相交。

硬碰撞(固定的)--执行与相同的碰撞检测，但是它应用了“固定的”相交策略。

间隙碰撞--检查在距其他几何图形特定距离内的几何图形。

副本碰撞--检测重复的几何图形。

图3.3 碰撞检测

4D施工模拟

4D施工模拟是在3D施工模拟的基础上加上时间轴，即进度信息，能够更直观、全面地为用户提供施工信息。施工模拟过程可以输出为视频格式，并与实际施工情况对照，发现存在的问题，以便及时调整进度计划和施工进度，效果如图3.4所示。

设施运营管理

项目建设竣工后，需要一套先进的平台应用于生产运营管理，提升管理的效率。NavisWorks的出现正好也解决了这一难题，它涵括所有的专业系统，包括结构、建筑、空间、管线、设备等，所有的数据传承于设计、施工阶段的成果。在此基础上建设的设施运营管理系统，可以满足不同层级和部门的管理需求，汇聚管理焦点，提升管理效率，满足管理需求。既降低系统建设成本，又很好的保证了数据的准确性。

结语

NavisWorks能够实时提供整体项目视图，以支持高效三维协作、可视化、动态仿真与精确分析。它将各类模型的可视化、精确的设计复用与强大的碰撞检测等工作在项目中无缝结合，确保所有项目相关人员在创建、查看与审阅三维模型时使用一致的数据，这在各种复杂的民用建筑和高层建筑施工图中应用优势更加明显，可以大大降低参与项目人员的时间和精力。4D施工模拟更是在施工过程提供了项目的管理方、设计方和施工方沟通交流的平台。基于NavisWorks 开发的设施运营管理平台，其高效的图形效率、开放的开发接口，必将在设施运营管理中发挥巨大的作用。

参考文献：

Mastering Autodesk NavisWorks 2013 - Jason Dodds, Scott Johnson.

John Wiley & Sons Inc.