BIM技術在建筑給排水設計中的應用

黃俊寧

摘要：在BIM技術廣泛應用于建筑行業(yè)的情況下，本文結合建筑給排水設計特點，對BIM技術在建筑給排水設計中的應用情況展開了分析，為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：BIM技術；建筑；給排水設計

引言

伴隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們對建筑給排水設計要求也越來越高。面對該種形勢，采用傳統(tǒng)給排水設計方法需要完成復雜步驟，無法達到設計效率和質(zhì)量要求。應用BIM技術，可以在建筑給排水設計中引入先進科學技術，利用軟件的各種功能為設計工作開展提供技術支撐，從而在提高給排水設計效率的同時，保證工程質(zhì)量，因此能夠滿足行業(yè)發(fā)展需求。

一、BIM技術概述

所謂的BIM，其實就是建筑信息化模型，同時被稱之為建筑信息化管理，能夠利用建筑工程項目相關數(shù)據(jù)信息完成建筑仿真模型的建立，為項目相關工作的開展提供共享信息模型，實現(xiàn)建筑設計和施工模擬，為項目精細化和可視化建造提供便利。作為新型管理方法，BIM技術能夠結合建筑各專業(yè)需求進行信息調(diào)取，并對模型進行更新調(diào)整，產(chǎn)生新的工作數(shù)據(jù)，為部門間合作提供平臺，從而使項目得以高效開展。實際采用該技術，需要先將建筑二維CAD圖紙輸入到軟件中，完成強弱電、給排水、建筑、結構等各專業(yè)建模，由各專業(yè)進行模型一致性檢查，確定圖紙和建模是否存在錯誤[1]。通過修改確認后，最終能夠生成BIM模型。

二、BIM技術在建筑給排水設計中的應用方法

傳統(tǒng)建筑給排水設計容易出現(xiàn)管網(wǎng)設計不合格、重力高差不足等問題，導致建筑無法正常進行給排水。而BIM技術的應用能夠提供安裝模擬、管線綜合排布、可視化設計等各種功能，確保工程安裝和檢修順利進行，為工程質(zhì)量提供保障。

（一）可視化設計

采用傳統(tǒng)二維設計方法進行各樓層排水系統(tǒng)設計，需要利用立面圖、剖面圖和平面圖進行給排水安裝位置和管網(wǎng)結構的展示，一旦土建等其他專業(yè)需要進行建筑部分結構修改，將導致整個樓層的給排水設計受到影響。針對給排水復雜的區(qū)域，采用CAD平臺進行數(shù)據(jù)傳遞則會出現(xiàn)三維失真的問題，導致給排水設計質(zhì)量降低。應用BIM，能夠?qū)⒃O計成果直觀表現(xiàn)出來，并且通過軟件進行數(shù)據(jù)傳遞控制，保證給排水設計數(shù)據(jù)的真實有效性。對各專業(yè)數(shù)據(jù)進行集合，完成建筑模型的建立，能夠利用可視化模型直接對局部位置進行修改，因此能夠使設計效率得到提高。

（二）協(xié)同化設計

采用CAD等繪圖軟件進行建筑給排水設計，不能實現(xiàn)系統(tǒng)性數(shù)據(jù)的加載。但實際上，建筑給排水設計涉及較多內(nèi)容，包含電氣電荷計算、結構荷載計算等，通過傳統(tǒng)技術平臺均難以實現(xiàn)[2]。應用BIM技術，能夠在系統(tǒng)中結合各專業(yè)數(shù)據(jù)進行協(xié)同設計，如在修改水泵尺寸后，其他專業(yè)能夠直接在平臺上進行檢查。在各專業(yè)都能按照模型進行數(shù)據(jù)計算的情況下，建筑給排水設計能夠輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)加載，繼而使設計工作量得到有效減少。

（三）參數(shù)化設計

建筑給排水設計需要完成相關設備、衛(wèi)生器具的數(shù)據(jù)計算，過去需要采用Excel等軟件進行公式編寫，一旦有參數(shù)改變需要重新運算。應用BIM實現(xiàn)參數(shù)化設計，能夠在模型中直接進行公式調(diào)用，在參數(shù)修改后相關數(shù)據(jù)也將隨之變化。因此在實際進行給排水設計時，人員只需要完成管道摩擦阻力等參數(shù)的設置就能得到需要的設備數(shù)據(jù)，從而為人員設計提供強有力的數(shù)據(jù)參數(shù)支撐。此外，利用軟件直接進行材料清單數(shù)據(jù)的調(diào)取，也可以避免人員陷入到繁瑣圖紙測量與統(tǒng)計工作中。

（四）綜合排布

給排水設計需要完成管線綜合排布，過去需通過繁瑣拍圖確定管線是否會發(fā)生碰撞問題。因為從二維層面進行管線綜合設計，容易受主觀因素影響，導致復雜管線工程出現(xiàn)排布錯誤。應用BIM技術，能夠從三維層面進行給排水模型生成，使管線凈空高度得到直觀反應，幫助人員了解模型下各管道的真實位置。完成繪圖后，直接利用軟件碰撞檢查功能即可以確定排布的管線能否在物理空間或檢修、安裝過程中發(fā)生碰撞，從而有效避免硬碰撞和軟碰撞的發(fā)生[3]。根據(jù)檢查結果，人員可以及時進行圖紙準確修改，因此能夠使工程整體設計水平得到保證。

（五）安裝模擬

給排水設計還應考慮設備、管線安裝問題，從而為工程施工提供有效指導。實際在給排水施工過程中，由于各工種存在差異，容易出現(xiàn)空間過擠的問題，導致給排水施工進度較慢，造成不必要的資源浪費。應用BIM技術進行安裝模擬，能夠?qū)o排水安裝過程進行直觀查看，確定安裝內(nèi)容是否合理，從而完成科學安裝進度表設計，使各工種之間形成有效配合，保證現(xiàn)場施工有序進行。采取該種措施，也能減少工程設計變更的發(fā)生，因此能夠為工程帶來更多效益。

三、BIM技術在建筑給排水設計中的應用實踐

（一）工程概況

某衛(wèi)生站在衛(wèi)生間給排水設計中，需進行兩層給排水管道設計，一層高3.9m，二層高3.6m，墻體厚240mm。系統(tǒng)使用PPR管道作為給水管道，距墻體中心距達200mm，排水采用PVC管道，采用熱熔連接方式，衛(wèi)生器具采用明裝方案。

（二）系統(tǒng)參數(shù)設計

工程應用BIM技術為給排水設計提供數(shù)據(jù)源，完成相應信息化模型的建立。在水力分析階段，工程利用含有“管徑”、“流量”等參數(shù)的模型實現(xiàn)了初步方案設計，然后與衛(wèi)生器具進行關聯(lián)分析，實現(xiàn)施工模擬。利用軟件參數(shù)化設計功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)包含的管道、管件等參數(shù)信息進行確認，完成管道排布方案的設計和相關功能修改調(diào)整，最終得到給排水設計圖。

（三）裝置安裝設計

結合工程施工需求，應用BIM技術進行衛(wèi)浴裝置安裝放置模擬后發(fā)現(xiàn)，裝置需要以樓板、墻體等為附著元素。根據(jù)軟件設計功能特點，可以“族”為要素，實現(xiàn)衛(wèi)浴裝飾族建造，然后載入其他項目或廠家族，確定如何進行衛(wèi)浴裝置擺放。通過實現(xiàn)小便器、洗手池、蹲便池等衛(wèi)浴裝置合理擺放，可以加強室內(nèi)外空間規(guī)劃，實現(xiàn)設計方案優(yōu)化。

（四）管線連接設計

在管線連接設計上，不僅需要實現(xiàn)衛(wèi)生器具與管道的物理連接，同時也需進行邏輯連接。應用BIM進行相對應異徑管件族載入后，可以實現(xiàn)器具與管件物理連接。在管道系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)衛(wèi)生器具邏輯連接，確保水龍頭和給水管道在給水系統(tǒng)中得到連接，排水管和地漏在污水排放系統(tǒng)中得到連接。在物理連接過程中，可以對連接部分進行統(tǒng)一移動，在相對位置不變的情況下進行設計調(diào)整。在邏輯連接過程中，需要對相同邏輯的系統(tǒng)進行選擇，然后實現(xiàn)算量統(tǒng)計，確定排污系統(tǒng)中地漏類型、數(shù)量等參數(shù)，明確給水系統(tǒng)中閥門數(shù)量、類型等參數(shù)，實現(xiàn)邏輯關系的建立。

（五）碰撞檢查分析

在工程各專業(yè)設計結束后，利用BIM協(xié)同作業(yè)特點進行給排水設計，對管道系統(tǒng)進行碰撞檢查時發(fā)現(xiàn)，管道與結構、管道凈空高度、各管道交叉情況等各方面均未發(fā)生矛盾。利用生成的碰撞報告表，結合給排水系統(tǒng)設計需求進行微調(diào)整，最終能夠達到工程設計要求。

結論

研究BIM技術在建筑給排水設計中應用問題可以發(fā)現(xiàn)，采用該技術能夠為設計工作開展提供可視化設計、參數(shù)化設計、安裝模擬、管線綜合排布等各種功能，為建筑給排水設計提供便利。在實踐工作中加強BIM技術應用，能夠使各專業(yè)實現(xiàn)協(xié)同設計，在縮短設計周期的同時，保證工程設計質(zhì)量。

參考文獻

[1]宋奎.探析BIM技術在市政給排水管線設計中的應用[J].建材與裝飾，2018（43）：128-129.

[2]王紀婷，嚴超君.BIM在給排水設計中的應用與發(fā)展[J].居業(yè)，2018（08）：32-33.

[3]石玲.BIM技術在建筑給排水工程設計中的應用[J].建筑技術開發(fā)，2018，45（14）：6-7.

（作者單位：華藍設計（集團）有限公司）