BIM技術(shù)在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

查湘義

（遼寧省交通高等專(zhuān)科學(xué)校 建筑工程系，遼寧 沈陽(yáng) 110122）

BIM又稱(chēng)建筑信息模型（Building Information Model）[1]。在BIM上構(gòu)建各個(gè)專(zhuān)業(yè)相互協(xié)同的平臺(tái)，將與建筑相關(guān)的信息儲(chǔ)存在這個(gè)平臺(tái)上，從而可以實(shí)現(xiàn)建筑各個(gè)專(zhuān)業(yè)準(zhǔn)確傳遞信息、及時(shí)共享資料。從建設(shè)項(xiàng)目決策開(kāi)始，到項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和管理等各個(gè)階段，每一個(gè)階段的技術(shù)人員可以根據(jù)自己的需求從BIM中得到自己所需要的信息，同時(shí)把各個(gè)階段的信息在BIM 平臺(tái)上相互傳遞和有效共享，從而可以大大提高建設(shè)項(xiàng)目的生產(chǎn)效率，并降低建設(shè)項(xiàng)目的生產(chǎn)成本。

一、BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

對(duì)于以CAD為主要制圖工具的設(shè)計(jì)時(shí)期，CAD是用來(lái)繪制建筑的設(shè)計(jì)圖紙，其圖形中所表現(xiàn)的建筑信息是有限的，缺乏可以相互協(xié)同和運(yùn)算的信息。BIM技術(shù)所創(chuàng)建的建筑信息模型可以實(shí)現(xiàn)以參數(shù)為基準(zhǔn)的建筑構(gòu)件的互動(dòng)關(guān)系，整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容都是相互關(guān)聯(lián)的，若設(shè)計(jì)中某一個(gè)部位需要修改，則與之相關(guān)的其他構(gòu)件自動(dòng)變更參數(shù)，從而使建筑設(shè)計(jì)變得更為便利和高效。澳大利亞墨爾本的Eureka大廈，總高度300m，是利用BIM理念設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目之一。設(shè)計(jì)圖紙基于BIM的3D模型直接生成，模型上的任何建筑構(gòu)件的修改都會(huì)使相應(yīng)的施工圖自動(dòng)更新。這樣就為這個(gè)規(guī)模和成本巨大的項(xiàng)目中節(jié)省了大量時(shí)間并獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)的奧運(yùn)會(huì)國(guó)家游泳中心工程由中國(guó)建筑工程總公司、澳大利亞 PTW 公司、澳大利亞Arup公司協(xié)作完成，應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)軟件完成世界上唯一一個(gè)完全由膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行封閉的公共建筑[2]。

二、建筑給排水設(shè)計(jì)特點(diǎn)

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑給水排水的功能需求越來(lái)越高，不同種類(lèi)、不同管徑和輸送不同介質(zhì)的管道越來(lái)越多，并且不同管道其安裝的要求也不同，比如排水管道安裝坡度、排水管和給水管的安裝間距等，往往會(huì)導(dǎo)致管道之間、管道與建筑結(jié)構(gòu)之間發(fā)生沖突，造成施工工期滯后，既浪費(fèi)人力又浪費(fèi)物力。再者，給排水在建筑中雖然屬于附屬工程，投資成本不高，然而給排水設(shè)計(jì)往往影響建筑安全性和舒適度，安全用水、順暢排水在生活當(dāng)中顯得格外重要。在給排水工程設(shè)計(jì)中，以CAD為工具所繪制的二維設(shè)計(jì)圖，可視化程度差，圖紙難以反映建筑空間中多而復(fù)雜的各種管線(xiàn)和設(shè)備的布置情況，使設(shè)計(jì)的出錯(cuò)率大大增加，設(shè)計(jì)參數(shù)的一致性和設(shè)計(jì)質(zhì)量得不到保證。從社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，這種設(shè)計(jì)方式已經(jīng)很難滿(mǎn)足大型復(fù)雜建筑的給水排水工程的設(shè)計(jì)需求。

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

綜合上文所述，采用以CAD為制圖工具的二維設(shè)計(jì)存在工作效率低、可視化差、常與其它專(zhuān)業(yè)發(fā)生沖突等問(wèn)題，而解決這些問(wèn)題更為有效的辦法是采用BIM技術(shù)進(jìn)行多專(zhuān)業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息共享。目前比較成熟的BIM軟件主要有Autodesk公司的開(kāi)發(fā)的Revit等系列軟件[3]。

（一）不同類(lèi)型管道設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在建筑給排水設(shè)計(jì)中，管道設(shè)計(jì)是重要的組成部分，也是給水排水設(shè)計(jì)圖中需重點(diǎn)表達(dá)的內(nèi)容。給水排水專(zhuān)業(yè)管道種類(lèi)繁多，且常在管井、走道等位置集中敷設(shè)，在設(shè)計(jì)圖中需能明確區(qū)分管道的類(lèi)別。在CAD軟件設(shè)計(jì)中，需要通過(guò)設(shè)置不同的圖層來(lái)繪制不同類(lèi)型的管道，并在各個(gè)圖層中用不同的線(xiàn)型、不同顏色的管線(xiàn)進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的給水、排水、消防等管道在同一張圖紙中能夠得以區(qū)分。Revit MEP作為一個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)置不同的工作集和對(duì)Revit MEP軟件中的過(guò)濾器功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類(lèi)的管道的顯示效果進(jìn)行區(qū)分。

（二）各專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在Revit系列軟件中采用工作集的方式進(jìn)行多工種三維協(xié)同設(shè)計(jì)，其最大的優(yōu)勢(shì)就是其他工作組成員對(duì)BIM模型的修改儲(chǔ)存在中心文件后，設(shè)計(jì)人員能通過(guò)隨時(shí)更新本地文件，查看到其他工作組成員修改后的BIM 模型。建筑給排水工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM 技術(shù)建立三維建筑信息模型，可以包含給排水設(shè)計(jì)中的所有數(shù)據(jù)，比如給水管道、排水管道的管徑、走向，管道的間距和用水設(shè)備的位置尺寸等信息，不同專(zhuān)業(yè)之間的信息可以直接共享。當(dāng)對(duì)模型中的某些數(shù)據(jù)進(jìn)行更改時(shí)，模型可以自動(dòng)更新。例如建筑專(zhuān)業(yè)在屋頂增加了一條雨水溝，給水排水專(zhuān)業(yè)的圖紙能直接反映圖紙變化情況。因此，利用BIM 技術(shù)，可以大大提高各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同效率，有利于簡(jiǎn)化流程，促進(jìn)工作的聯(lián)動(dòng)性。

（三）各專(zhuān)業(yè)碰撞檢查的應(yīng)用

當(dāng)工程項(xiàng)目大而復(fù)雜時(shí)，以CAD為工具繪制的設(shè)計(jì)圖紙，由于涉及的專(zhuān)業(yè)和設(shè)計(jì)人員眾多，往往容易出現(xiàn)各個(gè)專(zhuān)業(yè)的圖紙不一致的問(wèn)題，在空間上常常存在碰撞，結(jié)果經(jīng)常造成工程項(xiàng)目的返工，工期進(jìn)度落后，施工成本增加。采用基于Revit系列軟件的BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)的源頭上根本地解決管道在空間發(fā)生碰撞的問(wèn)題，而且還能夠在設(shè)計(jì)的過(guò)程中進(jìn)行碰撞檢查，自動(dòng)檢測(cè)建筑信息模型中各工種構(gòu)件存在的沖突，并且能夠顯示沖突的具體位置。這種技術(shù)的應(yīng)用，提前預(yù)防了工程設(shè)計(jì)中不同的設(shè)計(jì)人員在空間使用上存在的沖突，極大地保證了設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性。

（四）軟件漫游功能的應(yīng)用

建筑信息模型（BIM）創(chuàng)建起來(lái)后，通過(guò)“漫游”工具，用戶(hù)可以像在實(shí)際建筑空間中漫游一樣在模型中導(dǎo)航。Revit MEP軟件的漫游功能可以事先設(shè)定漫游路線(xiàn)，也可以任意路線(xiàn)漫游；可以事先設(shè)定漫游的視角，也可以任意視角漫游；可以控制漫游的速度，也可以任意速度漫游。

結(jié)語(yǔ)

BIM 技術(shù)是信息技術(shù)不斷發(fā)展而在建筑業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，它能夠滿(mǎn)足日益多樣化的建筑設(shè)計(jì)需求，并能夠滿(mǎn)足人們對(duì)建筑功能日益強(qiáng)大物質(zhì)生活需求。對(duì)于建筑給水排水工程設(shè)計(jì)而言，BIM 技術(shù)為工程施工提供了有效的建筑信息模型，減少設(shè)計(jì)與施工中出現(xiàn)的返工、各專(zhuān)業(yè)不協(xié)調(diào)等問(wèn)題，能夠極大地提高給排水設(shè)計(jì)工作效率，降低給排水工程建設(shè)成本。