BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

楊敬煊

（廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司　廣東　佛山　528312）

BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

楊敬煊

（廣東博意建筑設(shè)計(jì)院有限公司廣東佛山528312）

以往的建筑工程設(shè)計(jì)多數(shù)依靠CAD技術(shù)，這一技術(shù)存在一定的弱點(diǎn)和不足。近年來，BIM技術(shù)得到了積極推廣，經(jīng)過實(shí)際的利用，體現(xiàn)出一定的性能優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了CAD技術(shù)中的一些不足，體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)的功能和地位。本文首先簡(jiǎn)單介紹了BIM技術(shù)，然后具體分析了其在建筑工程給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

BIM技術(shù)；建筑給排水；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

作為一項(xiàng)新型的工程設(shè)計(jì)軟件技術(shù)，BIM技術(shù)的使用與發(fā)展依然處于探索階段。同傳統(tǒng)的CAD技術(shù)比較，BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)，有效解決設(shè)計(jì)中的一些沖突問題，具有一定的優(yōu)勢(shì)性能，然而，這一技術(shù)由于依然存在一些問題和不足，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中并未實(shí)現(xiàn)徹底地利用，而是同CAD技術(shù)有效配合運(yùn)用，用來彌補(bǔ)CAD技術(shù)在設(shè)計(jì)中的不足。

1　BIM技術(shù)的內(nèi)涵和作用

BIM技術(shù)的全稱為：建筑信息模型。是把建筑工程的某一局部結(jié)構(gòu)或零件作為基本元素，再通過對(duì)這一基本元素的描繪、論述將各種信息集中匯集與有效組織，成立一個(gè)數(shù)字化信息模型系統(tǒng)。這其中的信息主要包括：工程結(jié)構(gòu)與部件的物理性質(zhì)、規(guī)格尺寸、市場(chǎng)價(jià)位等等以及各類信息之間的關(guān)系。將這一數(shù)據(jù)信息模型作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫，為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工提供查詢服務(wù)，為建筑工程的設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。

BIM技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)CAD技術(shù)的發(fā)展與完善，這是因?yàn)锽IM技術(shù)所提供的信息更具有關(guān)聯(lián)性、協(xié)調(diào)性、真實(shí)性，而且能夠用來運(yùn)算和分析，一些設(shè)計(jì)過程中的重要信息，在BIM技術(shù)的輔助下可以自行產(chǎn)生。然而，傳統(tǒng)的CAD技術(shù)則不具備這一功能。

目前，BIM技術(shù)已經(jīng)得到了建筑工程設(shè)計(jì)行業(yè)的認(rèn)可，而且其能發(fā)揮多元化的功能，不局限于運(yùn)算功能，也不是單純的繪圖軟件，BIM技術(shù)已經(jīng)上升到工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，用在建筑工程項(xiàng)目的初步設(shè)計(jì)與構(gòu)想中，對(duì)于某些人力無法完成的圖紙與結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計(jì)，BIM技術(shù)能夠輔助其完成，一方面確保了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，另一方面也控制了工程施工成本。

2　BIM技術(shù)在給排水設(shè)計(jì)中的弊端

（1）由于BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的參數(shù)，這些參數(shù)覆蓋施工、預(yù)算和概算、設(shè)計(jì)以及施工管理等等，參數(shù)的類別過多會(huì)出現(xiàn)更多的層次分類以及數(shù)據(jù)分層分析等等，這無疑為實(shí)際的設(shè)計(jì)工作帶來了難度和挑戰(zhàn)，而且一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，也會(huì)有修改困難。

（2）利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑給排水設(shè)計(jì)，主要包括兩大方面：鏈接模式與工作集。前者在實(shí)際運(yùn)作過程中，在管道全面、綜合處理時(shí)，會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的調(diào)整問題，后者操作實(shí)施時(shí)，會(huì)存在權(quán)限方面的問題。

此外，BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新型的軟件技術(shù)，在實(shí)際使用操作過程中依然有待完善和優(yōu)化，這需要經(jīng)歷大量的設(shè)計(jì)工作實(shí)踐去體會(huì)和發(fā)覺，任何一項(xiàng)新型軟件技術(shù)的發(fā)明都有一個(gè)完善的過程。

3　BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1安裝模擬的設(shè)計(jì)

建筑給排水設(shè)計(jì)要參照建筑物結(jié)構(gòu)、地形條件、管線布設(shè)狀況等進(jìn)行，整體來看給排水管道的設(shè)計(jì)與施工相對(duì)復(fù)雜，例如：建筑吊頂部分的管線施工程序繁瑣、布設(shè)復(fù)雜，以往采用的CAD軟件只能呈現(xiàn)二維畫面，然而，BIM技術(shù)則可以具有安裝模型設(shè)計(jì)功能，能夠?qū)?fù)雜的現(xiàn)實(shí)空間放到安裝模型區(qū)，從而模擬化的管線安裝設(shè)計(jì)，這其中需要引入時(shí)間維度，這樣才能確保施工進(jìn)度，通過模型能夠達(dá)到一個(gè)初步的可視化模擬視覺效果，能夠一覽全局，從而對(duì)給排水設(shè)計(jì)施工提供全局性的規(guī)劃與部分區(qū)位的指導(dǎo)在，這樣就確保了設(shè)計(jì)施工的科學(xué)性，控制施工變更問題。

3.2協(xié)同設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的建筑給排水工程設(shè)計(jì)中通常采用CAD軟件進(jìn)行輔助繪圖，CAD繪圖軟件在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮了一定的積極作用，然而同BIM技術(shù)相比也存在一些缺陷，具體體現(xiàn)為：無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜設(shè)計(jì)內(nèi)容的加載，而且通過相互引用的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)設(shè)計(jì)圖經(jīng)人為地修改或變化時(shí)，CAD則無法呈現(xiàn)出這些變化性信息，對(duì)于一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造復(fù)雜的模塊，也無法全面、徹底地呈現(xiàn)其細(xì)微環(huán)節(jié)的信息，從而影響了信息的真實(shí)度與精準(zhǔn)性。而且CAD技術(shù)無法配合其他軟件設(shè)計(jì)同步工作，只能單獨(dú)運(yùn)用。

BIM技術(shù)則是對(duì)CAD技術(shù)的優(yōu)化、完善與發(fā)展，它能夠創(chuàng)建一個(gè)建筑信息系統(tǒng)模型，其中包括了給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工的所有信息，例如：所選管道的材質(zhì)、型號(hào)、數(shù)量、長度、直徑等等，以及水泵的耗電量各類信息，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)不同項(xiàng)目信息處理工作的同步開展。

BIM技術(shù)為建筑給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)有效的模型平臺(tái)，使給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加方便、簡(jiǎn)單，減少了工作流程，實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)設(shè)計(jì)施工的同步開展，達(dá)到了一種協(xié)同協(xié)調(diào)工作的效果。更重要的是，BIM技術(shù)的運(yùn)用是為整個(gè)給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了統(tǒng)一的模型，這樣就將所有的設(shè)計(jì)方聯(lián)系起來，任何一方修改信息，其他設(shè)計(jì)方都能得到通知，有利于設(shè)計(jì)工作的協(xié)調(diào)開展。

3.3可視化設(shè)計(jì)

同建筑工程設(shè)計(jì)不一樣，建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜、具體，它是以建筑的給排水系統(tǒng)為核心進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)與規(guī)劃的，給排水系統(tǒng)會(huì)遍布整個(gè)樓房建筑，而且可能會(huì)因樓層的不同定位不同，任何一個(gè)局部設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的變動(dòng)都可能造成整個(gè)樓層的不良影響，傳統(tǒng)的CAD軟件不方便局部細(xì)微處的修改，BIM技術(shù)則有效地解決了這一問題。

而且以往的CAD繪圖設(shè)計(jì)軟件提供給設(shè)計(jì)人員的信息量也十分有限，對(duì)于建筑給排水系統(tǒng)來說，需要操作者對(duì)平面圖、剖面圖等進(jìn)行再次分析、整理與歸類集中，這無疑為設(shè)計(jì)師提出了新的思維挑戰(zhàn)，而且還需還原建筑圖，同時(shí)也要確保位置與梁高相符合，總體來看是一個(gè)相對(duì)繁瑣的工作、一個(gè)復(fù)雜的過程。如果出現(xiàn)建筑物構(gòu)造十分繁瑣、復(fù)雜，短時(shí)間施工的給排水工程，CAD軟件技術(shù)則顯得不足，主要是信息的真實(shí)性可能面臨挑戰(zhàn)。

BIM技術(shù)能夠有效克服這些缺點(diǎn)，通過創(chuàng)建信息模型，從中清晰地獲取各項(xiàng)信息，從而提高信息的真實(shí)度，也能控制信息傳輸中的失真問題，確保信息的客觀、完整與真實(shí)。

3.4參數(shù)化設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)所采用的軟件主要為Revit系列軟件，經(jīng)過實(shí)踐證明這一軟件系統(tǒng)能夠?yàn)榻ㄖo排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供更加有力的設(shè)計(jì)平臺(tái)，打造出更加高質(zhì)量的工程設(shè)計(jì)。

對(duì)于Revit軟件來說，設(shè)計(jì)中涉及到的一些圖表，例如：三維視圖、二維視圖、明細(xì)表等都能以信息的方式呈現(xiàn)出來。出現(xiàn)參數(shù)修改問題時(shí)，引擎可以發(fā)揮整體上的協(xié)調(diào)功能，各個(gè)圖表中的信息也都會(huì)隨之修改，而且這種修改不受時(shí)間、空間的限制，只要修改一處，就會(huì)帶動(dòng)其他部分的適應(yīng)性更新。

對(duì)于建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，實(shí)際設(shè)計(jì)中很容易出現(xiàn)局部修改問題，例如：水管平面位置的修改，此時(shí)在BIM技術(shù)支持下，其他部位，如：消防設(shè)施也會(huì)對(duì)應(yīng)進(jìn)行更新，這樣就省去了重復(fù)修改、人為修改的麻煩。

BIM技術(shù)的引入使得參數(shù)化的設(shè)計(jì)體現(xiàn)的尤為明顯，例如：給水壓力計(jì)算是給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的重要環(huán)節(jié)，在沒有BIM技術(shù)的輔助下，設(shè)計(jì)師只能通過借助專門的計(jì)算軟件來編公式、計(jì)算，有了BIM技術(shù)設(shè)計(jì)師就可以通過模型方便地獲取各類給水系統(tǒng)與設(shè)備的各項(xiàng)信息，從而對(duì)給水管道的水力、水壓等設(shè)定參數(shù)，隨之也更正了管道的規(guī)格和尺寸。

3.5管道綜合設(shè)計(jì)

在BIM技術(shù)支持下，管道系統(tǒng)能夠呈現(xiàn)出一個(gè)真實(shí)的三維空間模型，為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)真實(shí)的管道空間分布情況，這樣就可以更加清晰地發(fā)現(xiàn)矛盾碰撞的管道，或者在實(shí)際的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，通過碰撞檢測(cè)的方法來發(fā)現(xiàn)沖突性管道，從而有效避讓這些沖突和碰撞環(huán)節(jié)，提供更合理的設(shè)計(jì)。

4　BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑給排水設(shè)計(jì)的成效

4.1圖紙的智能化管理

以往的建筑給排水工程設(shè)計(jì)需要對(duì)各種圖紙進(jìn)行分類、歸納和整理并形成目錄，這無疑加重了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)，特別是一些頻繁出現(xiàn)修改的圖紙，管理更是難上加難，在BIM技術(shù)的支持下，不僅節(jié)省了人工圖紙管理的復(fù)雜流程，提高了圖紙管理工作效率，同時(shí)能夠在圖紙目錄與單頁圖紙之間建立動(dòng)態(tài)的鏈接關(guān)系，使圖紙管理朝著智能化方向發(fā)展。

4.2圖紙表達(dá)更加精準(zhǔn)

設(shè)計(jì)圖紙必須保證清晰、易懂，而且要遵循一定的精度與標(biāo)準(zhǔn)，從而為施工提供指導(dǎo)。以BIM技術(shù)為核心的設(shè)計(jì)軟件，依托于參數(shù)化設(shè)計(jì)理念，并采用設(shè)置工作集、靈活利用過濾器等提高了給排水圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的精度，并達(dá)到了一種標(biāo)準(zhǔn)化表達(dá)的效果。

5　總結(jié)

BIM技術(shù)的產(chǎn)生是信息軟件技術(shù)不斷發(fā)展的結(jié)果，在建筑工程設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用，體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)和地位，然而，作為一項(xiàng)新型的設(shè)計(jì)軟件，在實(shí)際運(yùn)用中必然會(huì)出現(xiàn)一些問題，依然需要人們?nèi)ジ倪M(jìn)與完善，但是BIM技術(shù)作為一項(xiàng)工程設(shè)計(jì)軟件技術(shù)未來的發(fā)展?jié)摿κ遣豢晒懒康摹?/p>

[1]顧海玲，歸談純.BIM技術(shù)在上海中心大廈建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].給水排水，2012.

[2]王紅玉，羅智華，等.廣州白云國際會(huì)議中心地下室管線綜合設(shè)計(jì)[J].給水排水，2007.

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1673-0038（2015）07-0015-02

2015-1-26