BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用與優(yōu)化

龔超

江蘇浩森建筑設(shè)計(jì)股份有限公司廣東分公司 廣東 中山 528400

1 BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用方向

1.1 設(shè)計(jì)圖紙可視化處理

建筑的主體工程很重要的一個(gè)構(gòu)成部分就是建筑給排水工程。給排水工程是一種獨(dú)立的系統(tǒng)，屬于整個(gè)建筑工程中較為隱蔽的工程，更改圖紙的設(shè)計(jì)具有很高的難度。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)出來(lái)的圖紙多而繁雜，依照這些圖紙進(jìn)行施工常要與相關(guān)機(jī)電專(zhuān)業(yè)以及土建專(zhuān)業(yè)圖紙相互對(duì)照，從而容易出現(xiàn)錯(cuò)漏，對(duì)工程質(zhì)量與進(jìn)度產(chǎn)生不利影響。所以應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)施工圖紙，可以使整個(gè)工程的設(shè)計(jì)效果可視化。施工前，工作人員可以測(cè)量BIM技術(shù)模擬的建造模型，對(duì)建造方案進(jìn)行全方面的剖析，BIM還可以將某部分的截面，斷面等清晰地呈現(xiàn)出來(lái)，讓施工方對(duì)整體工程有更直觀清晰的了解，如圖1所示[1]。

圖1 BIM技術(shù)下建筑模型的局部三維圖像

1.2 工程仿真設(shè)計(jì)

在建筑給排水設(shè)計(jì)中采取仿真設(shè)計(jì)可以為建造施工提供技術(shù)指導(dǎo)的作用。在施工過(guò)程中，各專(zhuān)業(yè)的各種管道堆疊排布繁多且復(fù)雜，并且工作空間狹窄，影響安裝管道的方法和效率。在管道施工中運(yùn)用BIM技術(shù)搭建三維的模型，合理規(guī)劃施工流程和時(shí)間，保證管道施工的運(yùn)行更安全更穩(wěn)定，從而使工程質(zhì)量提高，效率加快，成本降低。運(yùn)用BIM技術(shù)對(duì)施工流程圖進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，將整個(gè)流程模擬出來(lái)，對(duì)施工流程的合理性和科學(xué)性進(jìn)行檢驗(yàn)，及時(shí)做出應(yīng)對(duì)措施和調(diào)整，以免對(duì)施工造成不利影響。

1.3 協(xié)同設(shè)計(jì)

統(tǒng)的CAD軟件對(duì)單個(gè)專(zhuān)業(yè)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)具有其簡(jiǎn)單快捷的優(yōu)勢(shì)，但設(shè)計(jì)到多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域交叉時(shí)，無(wú)法具象展示各專(zhuān)業(yè)空間上的關(guān)系。設(shè)計(jì)給排水圖紙，不僅要呈現(xiàn)本專(zhuān)業(yè)管線路由，還要考慮與電氣線槽，暖通空調(diào)風(fēng)管等的交叉排布，所以在圖紙中將線槽與風(fēng)管相對(duì)位置表達(dá)出來(lái)是很必要的。采取BIM技術(shù)設(shè)計(jì)圖紙，可以將很多施工中的細(xì)節(jié)表示出來(lái)，例如電線線路的走向，燃?xì)夤艿赖牟季值鹊龋€可以表達(dá)出管道壓力，管道規(guī)格，線槽與風(fēng)管尺寸等一系列數(shù)據(jù)指標(biāo)。運(yùn)用協(xié)同設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)模型中集中展示各種設(shè)計(jì)深度所需指標(biāo)。采用BIM技術(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)，讓每個(gè)領(lǐng)域之間協(xié)同運(yùn)作，發(fā)揮協(xié)同優(yōu)勢(shì)，從而提高給排水工程質(zhì)量，確保工程的施工安全。

1.4 數(shù)據(jù)參數(shù)化

在建筑給排水施工過(guò)程中如果采取EXECEL等軟件這種傳統(tǒng)的方法進(jìn)行公示的編輯，數(shù)據(jù)的核算和分析，還要做好檢驗(yàn)和校對(duì)的工作，保證結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。采用BIM技術(shù)可以直接獲得各種給排水設(shè)施的性能參數(shù)，只要預(yù)先設(shè)置好各計(jì)算參數(shù)，就可以直接運(yùn)用計(jì)算，如果某一部分參數(shù)發(fā)生改變，其他相關(guān)的參數(shù)都會(huì)自動(dòng)生成與之匹配的數(shù)據(jù)，因此可以降低工作量。

2 BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的運(yùn)用與優(yōu)化要點(diǎn)

2.1 注意問(wèn)題

在運(yùn)用BIM技術(shù)中所需要的注意的問(wèn)題分為兩類(lèi)。第一類(lèi)是數(shù)據(jù)信息問(wèn)題。在采用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)建筑給排水時(shí)，給排水工程中生產(chǎn)的數(shù)據(jù)信息會(huì)集中成數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)分析工程信息，從而把控給排水工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。但由于數(shù)據(jù)庫(kù)層次性的缺乏，對(duì)主要信息和次要信息的界限模糊，在需要調(diào)用數(shù)據(jù)信息時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很多相關(guān)聯(lián)的其他信息，導(dǎo)致技術(shù)人員不能準(zhǔn)確地提取有用的信息，從而影響施工流程和效率。

第二類(lèi)問(wèn)題是功能針對(duì)性問(wèn)題。信息化技術(shù)是BIM的優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)建筑給排水工程設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)可以將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息錄入到計(jì)算機(jī)中，系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)信息從而形成整個(gè)工程的虛擬模型。其中需要注意的是，BIM技術(shù)可視化功能雖然非常良好，但是不能根據(jù)建筑給排水工程中的設(shè)計(jì)要求來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的劃分，比如說(shuō)排水管的45°彎頭，斜三通等與給水管彎頭、三通等在BIM中無(wú)法區(qū)分。這類(lèi)問(wèn)題主要是由于我國(guó)的BIM技術(shù)正處于初期發(fā)展，不能對(duì)給排水工程中功能進(jìn)行特定的設(shè)計(jì)[2]。

2.2 模型構(gòu)建

利用BIM技術(shù)構(gòu)建建筑給排水模型，可以具體形象地描繪出給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、中水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等給排水系統(tǒng)的特點(diǎn)。但是利用BIM技術(shù)進(jìn)行建筑給排水模型構(gòu)建，需要一定的專(zhuān)業(yè)性、技術(shù)性，難度較高，因此在完成模型構(gòu)建工作后，要將構(gòu)建成果與理想模型進(jìn)行詳細(xì)比對(duì)，并及時(shí)進(jìn)行給排水模型的碰撞檢查，一般情況下消防系統(tǒng)的局部碰撞圖如圖2所示。

圖2 一般情況下的消防系統(tǒng)的局部碰撞圖

由于給水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)為壓力系統(tǒng)，因此在利用BIM技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建時(shí)，須重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)標(biāo)高的設(shè)置問(wèn)題。由于排水系統(tǒng)一般為重力系統(tǒng)，因此在利用BIM技術(shù)進(jìn)行排水系統(tǒng)模型構(gòu)建時(shí)，須保證管道具有一定坡度，以便水流可以在管網(wǎng)內(nèi)通暢流動(dòng)。同時(shí)在進(jìn)行模型比對(duì)時(shí)，需要保證給排水系統(tǒng)的各類(lèi)管道都具有足夠的安裝空間，以避免后續(xù)實(shí)際施工過(guò)程中出現(xiàn)管道安裝空間不足的問(wèn)題。同時(shí)由于給排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在安裝過(guò)程中需要用到多種系統(tǒng)構(gòu)件，如各類(lèi)閥門(mén)、各類(lèi)材質(zhì)不同、直徑不同的管道、各類(lèi)型號(hào)的水泵以及不同的管道連接件等，為避免在進(jìn)行給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，出現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)件不匹配的情況，技術(shù)人員須利用BIM技術(shù)對(duì)給排水系統(tǒng)模型進(jìn)行精確構(gòu)建，并保證系統(tǒng)管道及構(gòu)件能在模型中的得到完整且準(zhǔn)確的展示。圖3為BIM技術(shù)下給排水模型中部分水管井的三維剖面圖，在圖中可以清晰分辨給水管道及構(gòu)件的分布情況，并能大致了解廢水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

圖3 BIM給排水模型中部分水管井的三維剖面圖

BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型實(shí)質(zhì)上是對(duì)本來(lái)的二維建筑信息進(jìn)行三維層面的重新架構(gòu)，所以BIM三維模型構(gòu)建過(guò)程是否標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、合理化都會(huì)對(duì)最終完成模型的數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)度，工程質(zhì)量還有BIM三維模型的利用效果產(chǎn)生很大的影響。通常來(lái)講，BIM三維模型構(gòu)建涉及以下幾個(gè)方面：

2.2.1 BIM三維模型的單位和坐標(biāo)，通常要求三維模型的單位和實(shí)際地尺寸單位相同，模型的坐標(biāo)和實(shí)際的坐標(biāo)一致，不能達(dá)到以上要求的BIM三維模型，也應(yīng)該采取坐標(biāo)原點(diǎn)（0,0,0,）作為建模特征點(diǎn)，并且保證建模的坐標(biāo)在所有使用周期內(nèi)相同。

2.2.2 模型構(gòu)建依據(jù)，通常考慮二維設(shè)計(jì)圖紙、項(xiàng)目進(jìn)度安排、相關(guān)專(zhuān)業(yè)規(guī)范及建設(shè)方要求等。

2.2.3 在模型構(gòu)建中劃分標(biāo)準(zhǔn)還有配色標(biāo)準(zhǔn)，這兩種標(biāo)準(zhǔn)是為了在完善模型的同時(shí)，還能對(duì)其外觀進(jìn)行美化以及使不同領(lǐng)域，不同專(zhuān)業(yè)和不同構(gòu)件之間的區(qū)別更清晰，滿足不同的構(gòu)建要求。

2.2.4 BIM模型命名，主要為文件夾和對(duì)象兩類(lèi)。對(duì)象及各種參數(shù)的命名要遵從《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類(lèi)和編碼標(biāo)準(zhǔn)》l72l的規(guī)定，而且規(guī)定在整個(gè)運(yùn)用周期中保持相同；文件夾的命名更偏向于使用拼音、漢字、英文以及數(shù)字，用連字符“-”的分離開(kāi)，命名中應(yīng)該包括項(xiàng)目代碼，某個(gè)區(qū)域或系統(tǒng)代碼，不同專(zhuān)業(yè)代碼還有對(duì)象類(lèi)型代碼等[3]。

3 結(jié)束語(yǔ)

全新的經(jīng)濟(jì)形式和行業(yè)趨勢(shì)使建筑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，同時(shí)對(duì)工程的質(zhì)量要求也更高。所以建筑工程的創(chuàng)新與發(fā)展要跟上時(shí)代的潮流，積極學(xué)習(xí)更先進(jìn)的管理和運(yùn)營(yíng)模式十分有必要，而B(niǎo)IM技術(shù)能在很大程度上起到積極作用。結(jié)合國(guó)內(nèi)的建筑業(yè)實(shí)情對(duì)BIM技術(shù)加以運(yùn)用和推廣，形成符合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的管理方案，從而提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，增加綜合效益。