BIM技術(shù)在建筑給排水工程中的應(yīng)用

文｜合肥工業(yè)大學(xué) 常思遠(yuǎn)

一、BIM技術(shù)概述

眾所周知，給排水工程在設(shè)計(jì)和施工過程中圖紙的反復(fù)更改,以及現(xiàn)場(chǎng)情況的復(fù)雜極大地干擾了整體工程的進(jìn)程。

當(dāng)今，給排水設(shè)計(jì)人員采用的設(shè)計(jì)方法大多數(shù)僅為平面圖。但這對(duì)于施工人員過于抽象，因此，在建筑設(shè)計(jì)過程和施工中，相關(guān)人員都需要較高的水平與工程經(jīng)驗(yàn)才能保證工程的順利實(shí)施。所以對(duì)一些復(fù)雜項(xiàng)目，為了節(jié)約項(xiàng)目的成本，應(yīng)該嘗試制作3D模型以及動(dòng)態(tài)效果，來模擬現(xiàn)場(chǎng)施工過程，從而使得施工人員全面的認(rèn)識(shí)工程中的關(guān)鍵點(diǎn)，以此保障工程進(jìn)度。

1. BIM技術(shù)的含義

BIM技術(shù)是建筑信息化模型的縮寫，一般指工程項(xiàng)目中各種有關(guān)數(shù)據(jù)及實(shí)施中工作流程進(jìn)行組合，形成工程的信息模型，從而達(dá)到將建筑數(shù)據(jù)匯總的效果。模型的數(shù)據(jù)包含了工程的結(jié)構(gòu)，材料，施工時(shí)間等各方面內(nèi)容。因此BIM在工程建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分方便。龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包含了建筑數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還有建筑工程設(shè)計(jì)之間的相關(guān)性，以便能夠在BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)信息的共享和傳輸。同時(shí)，因?yàn)榻⒘伺c現(xiàn)場(chǎng)相似的3D模型，BIM系統(tǒng)可以極大的提高給排水工程的施工效率，從而起到節(jié)約成本的效果。

2.BIM技術(shù)的特點(diǎn)

（1）綜合性。在過去的設(shè)計(jì)中，圖紙僅能夠部分反映結(jié)構(gòu)的大致構(gòu)造，而所有的細(xì)部構(gòu)造必需要分開繪制詳圖。而在BIM模型中初始便可以設(shè)定材料各種參數(shù)，對(duì)所有的細(xì)部構(gòu)造均可以快速調(diào)用。極大地方便了施工以及對(duì)項(xiàng)目整體造價(jià)的把控。

（2）協(xié)調(diào)性。由于設(shè)計(jì)工作的需要，BIM的協(xié)調(diào)可用于整個(gè)施工的全階段。在以往的設(shè)計(jì)中不同專業(yè)之間的沖突問題在BIM系統(tǒng)下被協(xié)調(diào)和解決，同時(shí)其系統(tǒng)可以同時(shí)進(jìn)行多專業(yè)的設(shè)計(jì)最后進(jìn)行合成。通過碰撞模擬來檢核問題并加以更改，極大的提高了工程效率。

（3）可模擬性。它可以模擬在現(xiàn)實(shí)世界中不能認(rèn)為操縱的東西，比如日照、氣候、風(fēng)等。它可以模擬、導(dǎo)熱、照明，這些不僅有助于確定合理的施工方案，而且可以對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案起到指導(dǎo)和檢核作用。

（4）可視化。在項(xiàng)目的施工過程中，我們只依靠施工圖紙去理解各種結(jié)構(gòu)和工具的施工方法是十分困難的，施工人員只能在大腦中構(gòu)建模型，所以它不僅給實(shí)際操作帶來了十分大的困難和不準(zhǔn)確性， 而BIM的通過3D建模，可以有效地解決整個(gè)過程的可視化問題，從而保證施工項(xiàng)目的設(shè)計(jì)到施工的每個(gè)部分的工作都可以以可視的形式完成。

二、BIM在給排水工程建設(shè)中的應(yīng)用

1.管道的修改

在以前的施工流程中，設(shè)計(jì)出后必須拿去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)圖，防止所設(shè)計(jì)的圖紙無(wú)法對(duì)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的建筑條件，往往經(jīng)過多次修改后才能滿足施工要求，這都將大大的延緩工期，造成成本增加。

而在BIM系統(tǒng)的繪圖過程中，例如Revit在繪圖設(shè)計(jì)中，根據(jù)每個(gè)專業(yè)的工作內(nèi)容不同對(duì)其進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)。只要將各專業(yè)的圖紙合并匯總，就可以找到一些錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)地點(diǎn)并標(biāo)注進(jìn)行處理。

圖1

圖2 頂部管道施工

2. BIM協(xié)同給排水專業(yè)與其他專業(yè)

所謂協(xié)同工作指的是多工程的造價(jià)，內(nèi)力，各專業(yè)設(shè)備的安裝中的碰撞進(jìn)行排查；以及現(xiàn)場(chǎng)的安全狀況、施工進(jìn)度的開展、項(xiàng)目的維護(hù)以及整個(gè)項(xiàng)目在使用后的經(jīng)營(yíng)；以及后期的擴(kuò)改建。BIM可以集成建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)部門，可以為建設(shè)項(xiàng)目的施工過程提供精確的設(shè)計(jì)依據(jù)。

在原先的設(shè)計(jì)周期中，因?yàn)閷I(yè)內(nèi)容以及設(shè)計(jì)的不交叉。以這種方式工作將不可避免地導(dǎo)致不必要的修改、缺乏溝通和其他問題，從而影響設(shè)計(jì)效率以及帶來更多的問題。但是通過BIM，各個(gè)專業(yè)就可以一起工作，建立統(tǒng)一的信息模型極大地提高了效率。之后只要將各專業(yè)的信息如結(jié)構(gòu)信息、管道信息、設(shè)備組件進(jìn)行合并。這樣可以及時(shí)了解各專業(yè)交叉碰撞情況、設(shè)備參數(shù)和設(shè)計(jì)進(jìn)展情況等。

簡(jiǎn)單來說，如圖1所示，管道首次完成。進(jìn)行碰撞檢查后，需要在板上進(jìn)行開洞處理以保證管道可以正常的安裝使用。

3.材料表統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)

編制給排水工程項(xiàng)目的總體材料清單時(shí)，在過去往往需要通過CAD軟件的配合來進(jìn)行造價(jià)統(tǒng)計(jì)，耗時(shí)耗力，毫無(wú)疑問會(huì)拖延進(jìn)度，同時(shí)容易出錯(cuò)，而一旦修改了圖紙，當(dāng)進(jìn)行二級(jí)統(tǒng)計(jì)將變得更加復(fù)雜和麻煩。但是當(dāng)應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，由于BIM技術(shù)本身就具有數(shù)據(jù)庫(kù)特性，因此結(jié)果就截然不同了。我們能快速的導(dǎo)出材料清單，這一點(diǎn)不僅方便了工程建設(shè)，更是有利于工程造價(jià)的預(yù)算工作的進(jìn)行。

4.安裝過程模擬

在給排水工程建設(shè)過程中，施工過程較為復(fù)雜，需要對(duì)線路和管道進(jìn)行安裝，其中，天花板區(qū)域的施工尤其復(fù)雜。這時(shí)在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中最容易造成材料分配不合理的，同時(shí)會(huì)延誤施工進(jìn)度。而在使用BIM技術(shù)后可以對(duì)其進(jìn)行建模和規(guī)劃，為這種在過去較復(fù)雜的給排水工程建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，還可以將施工進(jìn)度應(yīng)該引入BIM模型，從而對(duì)施工進(jìn)度、安裝模型過程達(dá)到項(xiàng)目的可視化效果。通過編輯項(xiàng)目的施工進(jìn)度表可以較為具體的把握整個(gè)給排水系統(tǒng)情況，有利于整體的安裝、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和安裝過程，從而達(dá)到減少變更次數(shù)，提高工程效率的效果。

5.參數(shù)化設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)是隨著時(shí)代發(fā)展和建筑工藝發(fā)展而誕生的系統(tǒng)， BIM系統(tǒng)在發(fā)展中對(duì)模型設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了變更和改進(jìn)，以充分分析各參數(shù)并進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于其他項(xiàng)目的開發(fā)，也有著關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。傳統(tǒng)的給排水設(shè)計(jì)過程中往往采用off i ce軟件進(jìn)行相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)和進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總計(jì)算，但BIM技術(shù)可以應(yīng)用于給排水計(jì)算，并且可以更快地獲得數(shù)據(jù)，從而提高所需的各種數(shù)據(jù)和信息的真實(shí)和準(zhǔn)確性。同時(shí)加以利用互聯(lián)網(wǎng)的多樣性，并融入高效的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，也能實(shí)現(xiàn)一定程度的輔助作用。好比在修改供水和排水圖時(shí)，只需要把相關(guān)的物理參數(shù)改變?cè)O(shè)置好，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果自動(dòng)更新的目的。

6.建筑模型的可視化

過去我們?cè)谶M(jìn)行CAD設(shè)計(jì)時(shí)，工程師需要對(duì)建筑的平、立、剖圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行十分仔細(xì)的檢查，之后再通過電腦繪制三維圖形。但因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)程序限制，給排水設(shè)計(jì)師難以獲得全面的建筑結(jié)構(gòu)圖，這就使得原本完整的工程信息缺失。然而用Revit軟件建立模型，便保證了建筑信息的完整和細(xì)致，使用方便。使得設(shè)計(jì)者對(duì)工程施工系統(tǒng)進(jìn)行控制和理解還有修改都帶來極大的方便。做到了建筑的可視化，對(duì)施工的進(jìn)程也起了一定的指導(dǎo)作用。

三、結(jié)束語(yǔ)

可以說，BIM的使用是給排水設(shè)計(jì)中的一大革新。它極大地提高了給排水工程的設(shè)計(jì)和施工效率。首先，BIM將原本的平面圖紙轉(zhuǎn)換為3D建筑模型，方便施工。此外，給排水工程的設(shè)計(jì)需要與建筑和結(jié)構(gòu)等各個(gè)專業(yè)相互配合，但許多設(shè)計(jì)人員缺乏溝通的渠道，原有的設(shè)計(jì)軟件也不能滿足這點(diǎn)，極大的降低了工程效率。然而，利用BIM技術(shù)可以避免上述問題，并且可以對(duì)該技術(shù)進(jìn)行仿真，保證施工質(zhì)量。BIM將給排水工程中的大量數(shù)據(jù)綜合于一個(gè)大的信息模型中，通過數(shù)據(jù)化的模擬，使得整個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)變得有序高效。