BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

徐康寧

摘 要：我國(guó)的工程建設(shè)一直處于上升階段，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)體系的改變，人民和社會(huì)對(duì)建筑工程的標(biāo)準(zhǔn)也在逐步提高。然而，想在工程建設(shè)中掌握發(fā)展優(yōu)勢(shì)是離不開(kāi)BIM技術(shù)的。建筑企業(yè)需要提高對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，確保工程建筑的高速發(fā)展。基于此，本文主要分析BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑給排水;給排水設(shè)計(jì)

引言

建筑工程給排水的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量具有非常重要的意義，相關(guān)人員應(yīng)充分了解BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑給排水中存在的不足，并尋求科學(xué)合理的解決方案，進(jìn)一步提高建筑道路給排水設(shè)計(jì)水平，有效確保建筑工程的整體施工質(zhì)量。

1關(guān)于BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型技術(shù)。在建筑信息模型中包含了各類參數(shù)和建筑相關(guān)信息，并且可以借助三維數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑信息的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，從而模型化開(kāi)展的建筑工程項(xiàng)目。BIM技術(shù)具備了造價(jià)精準(zhǔn)性、協(xié)調(diào)性、模擬性和可視化性等多個(gè)特點(diǎn)。造價(jià)精準(zhǔn)性指的就是在由BIM技術(shù)構(gòu)造的四維模型當(dāng)中，所有涉及的工程量以及材料等都可以直觀的展示出來(lái)并開(kāi)展管理，這既能對(duì)施工的管理水平實(shí)現(xiàn)大幅度的提高，也能增加預(yù)算的精準(zhǔn)性。協(xié)調(diào)性主要說(shuō)的是對(duì)模型構(gòu)建時(shí)所有參數(shù)碰撞出現(xiàn)的矛盾問(wèn)題進(jìn)行高效的解決，從而減少設(shè)計(jì)方案的變動(dòng)次數(shù)，提高建筑工程項(xiàng)目開(kāi)展的效率。模擬性主要是指在時(shí)間維度的基礎(chǔ)上借助三維模型來(lái)對(duì)立體事物進(jìn)行描述，使用四維的方式來(lái)模擬建筑工程項(xiàng)目施工的過(guò)程，這既能實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的有序開(kāi)展，也能更方便的控制建筑施工的進(jìn)度。而可視化性說(shuō)的是利用BIM技術(shù)可以直觀的呈現(xiàn)出建筑工程項(xiàng)目全部的細(xì)節(jié)和步驟[1]。

2工程建設(shè)運(yùn)用

其實(shí)，BIM技術(shù)早在幾十年前就已經(jīng)出現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)是由美國(guó)的科技人員研發(fā)的。從該項(xiàng)技術(shù)問(wèn)世到經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展和完善，BIM技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，目前國(guó)內(nèi)的很多建筑企業(yè)都在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建。BIM技術(shù)不僅僅可以對(duì)建筑模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，它展現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)是多方面的，該技術(shù)還可以對(duì)工程造價(jià)的計(jì)算進(jìn)行預(yù)估和分析?，F(xiàn)階段，大多數(shù)國(guó)家都已經(jīng)將該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到了建筑工程當(dāng)中并且取得了明顯的成效。雖然BIM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，但由于我國(guó)將BIM技術(shù)引入的時(shí)間較晚，因此，該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)工程建設(shè)方便的實(shí)施還屬于初期萌芽階段。國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)在很多方面仍然需要發(fā)展和完善，而我國(guó)也清楚地認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題，在BIM技術(shù)的研發(fā)方面增加了人力和物力的投入。由此看來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景還是十分樂(lè)觀的[2]。

3建筑給排水工程優(yōu)化設(shè)計(jì)流程

3.1分析問(wèn)題

弄清楚建筑給排水系統(tǒng)中存在的問(wèn)題是對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化的首要步驟，直接影響系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。給排水系統(tǒng)中的問(wèn)題分析可采用逐級(jí)分解的辦法，即先將給排水系統(tǒng)分解成若干層次和子系統(tǒng)，再針對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)特點(diǎn)去分析問(wèn)題，從而建立問(wèn)題層次模型。

3.2明確優(yōu)化目標(biāo)

設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)每個(gè)層次問(wèn)題提出相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)。建筑給排水系統(tǒng)功能優(yōu)化目標(biāo)包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三個(gè)方面。

3.3建立優(yōu)化模型

建立數(shù)學(xué)模型的目的是定量表示建筑給排水設(shè)計(jì)方案，以便對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比分析。建立數(shù)學(xué)模型的最基本要求是表達(dá)出給排水系統(tǒng)的基本屬性，此時(shí)可忽略其次要的特征因素。同時(shí)，應(yīng)確保優(yōu)化模型簡(jiǎn)單，便于與其他專業(yè)模型相互銜接。建筑給排水系統(tǒng)優(yōu)化模型的內(nèi)容包括三個(gè)方面：第一，明確優(yōu)化模型的邊界條件、約束條件;第二，建立系統(tǒng)內(nèi)部各變量間的關(guān)系模型;第三，建立系統(tǒng)內(nèi)各變量與相應(yīng)優(yōu)化目標(biāo)間的目標(biāo)函數(shù)。

3.4模型求解檢驗(yàn)

建筑給排水系統(tǒng)優(yōu)化模型建立后，可采用數(shù)學(xué)規(guī)劃法或靈敏度分析法等方法求出最佳設(shè)計(jì)方案，并將計(jì)算結(jié)果與各層次優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，以檢驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果是否滿足預(yù)期要求[3]。

4.BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1管道綜合設(shè)計(jì)

在進(jìn)行管道安置設(shè)計(jì)時(shí)，建筑項(xiàng)目工程的結(jié)構(gòu)在三維視圖上可以直觀地看出，增進(jìn)設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)的了解，還可以優(yōu)化改進(jìn)管道的布置設(shè)計(jì)。在BIM技術(shù)下的模型呈現(xiàn)三維立體效果，可以進(jìn)行直觀的碰撞檢測(cè)，用建筑工程內(nèi)部和其他各部分的構(gòu)件實(shí)行摩擦碰撞，對(duì)需要優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)的地方進(jìn)行及時(shí)修改，避免后期施工和使用階段出現(xiàn)安全隱患，并且減少后期維護(hù)工程量，提高工程項(xiàng)目的使用周期和安全性。

4.2可視化設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)形式的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員通常采用CAD軟件來(lái)完成施工細(xì)部設(shè)計(jì)工程圖。然后施工人員通過(guò)CAD剖面圖、二維平面圖構(gòu)想出三維模型，并將其映射到相關(guān)布局中。但是，這一過(guò)程一般需要具有極其豐富的建筑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)完成，它具有很強(qiáng)的主觀性并且容易出錯(cuò)。與傳統(tǒng)形式的CAD技術(shù)相比，BIM技術(shù)可以避免設(shè)計(jì)方法過(guò)程中視覺(jué)感知的差異。另外，在建筑給排水工程施工中，常見(jiàn)的設(shè)計(jì)匹配方式是根據(jù)建筑的實(shí)際情況來(lái)選擇的，BIM技術(shù)的實(shí)施及其可視化設(shè)計(jì)匹配的應(yīng)用可以反映建筑的整體情況，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員可以充分掌握建筑的詳細(xì)內(nèi)容。

4.3 協(xié)同設(shè)計(jì)

協(xié)同設(shè)計(jì)是一種管理的組織模式，是BIM的核心概念。相比于以往的CAD技術(shù)，BIM技術(shù)的協(xié)同設(shè)計(jì)改進(jìn)并完善了此特點(diǎn)，充分發(fā)揮了協(xié)同設(shè)計(jì)的作用效果。在BIM技術(shù)中的協(xié)同設(shè)計(jì)，同一個(gè)建構(gòu)的元素只需要輸入一次，其他不同類型的數(shù)據(jù)可以從不同的專業(yè)角度進(jìn)行操作。在應(yīng)用BIM技術(shù)之前是用CAD技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，這種方式的設(shè)計(jì)建構(gòu)數(shù)據(jù)信息是獨(dú)立的，各個(gè)環(huán)節(jié)信息缺少聯(lián)系性，就不能對(duì)構(gòu)件的信息全面掌握了解，在整體配合時(shí)加大工作量或者發(fā)生一些專業(yè)事故。在BIM協(xié)同設(shè)計(jì)中，協(xié)同設(shè)計(jì)將各構(gòu)件圍繞一個(gè)模型開(kāi)展工作，項(xiàng)目的各方面聯(lián)系增強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)?gòu)件信息全面了解，減少工作量，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量達(dá)標(biāo)并提高設(shè)計(jì)的工作效率。

4.4參數(shù)化設(shè)計(jì)

BIM建模是建立在大量數(shù)據(jù)參數(shù)的基礎(chǔ)上的，設(shè)計(jì)師通過(guò)BIM技術(shù)能夠模擬工程三維模型，對(duì)工程量進(jìn)行明確，進(jìn)行水力計(jì)算。另外，借助BIM技術(shù)設(shè)計(jì)師可以在部分參數(shù)調(diào)整后，使系統(tǒng)中的其他相關(guān)參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，提高了工作效率，降低了參數(shù)調(diào)整工作量。比如平面位置參數(shù)調(diào)整之后，空間數(shù)量參數(shù)隨之變化，工程量明細(xì)表也可以進(jìn)行自動(dòng)更新，降低了工作量，提高了整體的準(zhǔn)確性。比如在對(duì)建筑給排水系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整時(shí)，與之相關(guān)的消防設(shè)施參數(shù)等數(shù)據(jù)信息也會(huì)自動(dòng)改變，設(shè)計(jì)人員只需要進(jìn)行材料表調(diào)整操作就可以完整修改。同時(shí)，借助BIM技術(shù)設(shè)計(jì)人員還可以直接在數(shù)據(jù)信息模型中對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行獲取，如衛(wèi)生器具參數(shù)[4]。

4.5局部設(shè)計(jì)

給排水改造工程的局部設(shè)計(jì)是根據(jù)工程項(xiàng)目的具體方案來(lái)實(shí)施規(guī)劃的。在設(shè)計(jì)搭配的過(guò)程中，將設(shè)計(jì)方案與城市的實(shí)際情況進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的分析。在實(shí)施項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案時(shí)，先要確定項(xiàng)目區(qū)域的范圍、短期目標(biāo)、給排水和流量。相關(guān)人員對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和確定后，根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)合理地設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的新方案，而且必須了解當(dāng)前的規(guī)模和土地使用情況，以確保輔助結(jié)構(gòu)能夠滿足新方案的設(shè)計(jì)和配置需求。

結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)市場(chǎng)的發(fā)展對(duì)建筑工程的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，在設(shè)計(jì)建筑給排水工程時(shí)需要應(yīng)用新興且便利的BIM技術(shù)，BIM技術(shù)具有數(shù)字智能化的特點(diǎn)，充分發(fā)揮它在工程設(shè)計(jì)中的作用，使用仿真設(shè)計(jì)的方式確定室內(nèi)外管道的安裝過(guò)程。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以提高建筑工程的設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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