試析BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

李建

【摘要】給排水工程是建筑工程中的重要組成部分，在一般的情況下，建筑給排水工程主要包括生活給水、污廢水排水、消防給水和雨水排水，但隨著時代的發(fā)展，建筑物的功能要求不斷提高。除上述的給排水工程之外，復(fù)雜的建筑物還有集中熱水、中水回用、管道直飲水等，而要做好這些給排水工作，能夠結(jié)合建筑信息模型（BIM），那將會帶來極大的便利。下面結(jié)合筆者的工作實踐，主要就BIM技術(shù)在建筑工程給排水施工中的應(yīng)用進行了總結(jié)與研究。

【關(guān)鍵詞】BIM;給排水設(shè)計;應(yīng)用;可視化設(shè)計;協(xié)同設(shè)計;參數(shù)化設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.046

BIM的全稱是“建筑信息模型”，而所謂的BIM 技術(shù)主要是將建筑工程項目中的某個基本構(gòu)件、施工工序作為一個基本元素，與基本元素相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息以及相關(guān)的資料組織起來，形成了一個“建筑信息模型”，也是建筑工程項目重要的數(shù)據(jù)資料庫。這些數(shù)據(jù)不僅僅是反映著建筑元素的集合特征，他們組成在一起還存在千絲萬縷的聯(lián)系。整個建筑相關(guān)的數(shù)據(jù)資料都儲存在BIM集成數(shù)據(jù)庫中，建筑工程項目各項設(shè)計內(nèi)容的參數(shù)是相關(guān)聯(lián)的，這樣一來就可以在BIM上實現(xiàn)不同專業(yè)信息的準(zhǔn)確傳遞與分享。對于一個建設(shè)工程項目來說，全生命周期中應(yīng)該包括了決策、設(shè)計、施工、運營、管理不同階段、不同部門的工作人員，其都可以在BIM集成數(shù)據(jù)庫中得到自己想要的數(shù)據(jù)，完成自己的各項任務(wù)。

1、BIM技術(shù)特點

第一，可視化?？梢暬荁IM技術(shù)的最大特點，其通過專門的BIM軟件可以構(gòu)建出立體化的建筑模型，憑借肉眼就可以看見施工完成后的整體效果。而且，還可以從不同的角度對某一結(jié)構(gòu)進行分析，從而發(fā)現(xiàn)其在不同角度下的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。

第二，模擬性。BIM技術(shù)不僅僅是可以構(gòu)建出立體化的建筑模型，更重要的是可以模擬建筑的基本功能，比如日照、疏散、通風(fēng)、節(jié)能等。通過這些功能模擬，就可以明確施工要點所在。

第三，優(yōu)化性。BIM對建筑工程的模擬和協(xié)調(diào)，能夠發(fā)現(xiàn)在方案設(shè)計、施工設(shè)計上存在的不足，進而做出針對性的優(yōu)化改進。比如給排水設(shè)計上存在碰撞的問題，通過BIM就可以發(fā)現(xiàn)碰撞產(chǎn)生的部位和具體形式，進而實現(xiàn)調(diào)整消除碰撞問題。

2、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

2.1可視化設(shè)計

在傳統(tǒng)的給排水工程設(shè)計中，很多資料都是來源于CAD圖紙。通過對建筑工程項目施工的平面圖、剖面圖和立面圖的分析，建筑給排水的施工人員來還原建筑物的主體情況， 并且集合建筑圖紙的各項數(shù)據(jù)進行分析。如果施工過程中一旦遇到工期比較緊張，建筑物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的項目，只通過CAD圖紙進行數(shù)據(jù)分析很容易造成三維失真，但是如果使用建筑信息模型BIM，就會讓建筑物的三維圖像更加直觀和真實。最大程度上可以保障數(shù)據(jù)傳遞過程中不受損失和誤傳。

除此之外，土木工程建設(shè)項目在設(shè)計的模式上也會有很大的區(qū)別，主要是按照樓層的不同來劃分區(qū)域。給排水工程是在土木工程項目設(shè)計的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的，但是因為土木工程的設(shè)計模式被樓層隔絕聯(lián)系，所以就讓給排水工程的設(shè)計有自己的一套系統(tǒng)。所以，局部進行給排水工程的設(shè)計方案進行修改可能會影響到整個樓層的工程設(shè)計。傳統(tǒng)的設(shè)計模式會把樓層作為基礎(chǔ)，這種方式打亂了系統(tǒng)內(nèi)部各個部分的內(nèi)部聯(lián)系，就算是一個非常微小的修改，也需要參考很多圖紙和數(shù)據(jù)，過程非常繁瑣。但是若使用BIM進行繪制就能夠充分掌控土木工程項目主體，修改起來也更加方便快捷。

2.2材料安排和調(diào)整

建筑的給排水工程材料的使用要進行統(tǒng)一的安排和調(diào)整，通常來說是通過對CAD圖紙的測量來確定材料的使用量，但是這樣就會出現(xiàn)浪費材料、效率低等問題。更加重要的是如果對圖紙進行一系列的修改，很容易造成整個設(shè)計的失效。BIM 最主要的特點就是他本身帶有數(shù)據(jù)庫，大量的數(shù)據(jù)都存儲在這里，人們能夠及時的得到材料名單和數(shù)量，進行工程的預(yù)算。

2.3協(xié)同設(shè)計

運用CAD進行繪圖時，不能夠?qū)?fù)雜的附加內(nèi)容全部加載，設(shè)計給排水圖紙之后，還要對電氣專業(yè)提用電的負荷，對結(jié)構(gòu)專業(yè)提荷載。然而在BIM的模式中，模型中會匯總?cè)康男畔ⅲ纾核玫某叽?、電量以及質(zhì)量等。當(dāng)專業(yè)屬于跨域性，也能夠?qū)ζ渲苯拥淖x取，有時水泵進行修改電量時，負荷的計算方面也能夠進行實時的更新。全部的專業(yè)都會與一個模型進行操作，不僅能夠?qū)⒐ぷ髂Ｊ胶喕?，還能夠?qū)f(xié)同的聯(lián)動性和有效性強化。

2.4參數(shù)化設(shè)計

建筑給排水工程設(shè)計在以往來說，設(shè)計人員進行水力計算時，習(xí)慣于在Excel或其他軟件中進行公式編制和計算，而在BIM 上進行設(shè)計時，直接可以獲取相關(guān)設(shè)備與衛(wèi)生器具的數(shù)據(jù)信息，進行修改的過程中，其他相關(guān)參數(shù)也會隨著改動，只需要設(shè)定好管道的摩阻等水力特性參數(shù)后，就可以實現(xiàn)對管徑進行自動修改。

2.5模擬安裝

為了更加順利的施工，建筑給排水是解決問題的關(guān)鍵所在。而在實際的建筑工作中經(jīng)常會遇到一些棘手的問題，比如說，吊頂施工時，會有各種各樣的工種在里面工作，不但浪費了人力物力，而且會影響工程的進度。一旦實行了BIM就可以縮短施工的時間，加快工程的進度，實現(xiàn)三維設(shè)計，設(shè)定合理科學(xué)的安裝模型，對工程的安全性、合理性做出更好的評估。這樣會協(xié)調(diào)工種，減低成本，節(jié)約資源。

2.6管道綜合設(shè)計

對BIM模式的使用，能夠直接反映管道在綜合之后的凈空高度。進行BIM模式的過程中，管道系統(tǒng)進行三維模式的直觀展現(xiàn)，是管道所表現(xiàn)出的最真實空間狀態(tài)。設(shè)計師不但能夠直接查看模型當(dāng)中所發(fā)生的沖突碰撞現(xiàn)象，還能夠在繪圖制作完畢后，采用碰撞檢測的功能，或者利用其它軟件對其進行軟碰撞、硬碰撞的檢測，其中的硬碰撞所指的是碰撞發(fā)生在物理意義上，軟碰撞所指的是使用空間、安裝以及檢修的校核。模型可以通過三維管道，將設(shè)計沖突檢測出來，接著會及時地反饋給設(shè)計人員，修改和調(diào)整方面也會較為完善。

3、BIM在給排水設(shè)計中存在的問題

BlM在給排水工程設(shè)計應(yīng)用過程中，筆者認為，主要存在著以下幾個方面的問題：

（1）BIM在使用過程中包括的參數(shù)類型有很多種，其中包含了施工、概預(yù)算、物業(yè)以及設(shè)計管理等各個方面，過多的參數(shù)會導(dǎo)致數(shù)據(jù)在匯總整理的時候分級方式過于繁瑣，在修改設(shè)計方案的時候造成不必要的麻煩。

（2）BIM本地化不足。出圖標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化，水力計算的精確性都善待改善。

（3）除了上述我們所提出的BIM在使用過程中存在的問題以外，建筑信息模型BIM軟件還存在很多不盡人意的地方，但是隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，BIM軟件業(yè)不斷的進行更新，總有一天BIM軟件會再給排水工程設(shè)計中起到重要的作用。

結(jié)語：

BIM是一種全新的三維的設(shè)計應(yīng)用，想要使其成為主流設(shè)計平臺，并得到廣泛使用仍然任重道遠。新的設(shè)計方式和建模在使用初期不可避免的會出現(xiàn)降低工作效率的情況，BIM軟件也確實存在著許多問題。但本文通對對BIM 技術(shù)在給水排水工程設(shè)計中的應(yīng)用進行了分析研究，事實證明 BIM 技術(shù)能夠給建筑給排水工程的設(shè)計帶來極大的便利，值得進一步的推廣和使用。

參考文獻：

[1]顧海玲.BIM 技術(shù)在上海中心大廈建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用[J].給水排水，2012（11）.

[2]過俊.BIM在國內(nèi)建筑全生命周期的典型應(yīng)用[J].建筑技藝，2011（Z1）.