BIM 技術在建筑給排水工程設計中的應用研究

尹詩

對于整個建筑工程設計而言，給排水工程設計是關鍵，也與建筑工程之后的使用息息相關，為此不斷提升建筑給排水工程的設計水平成為重中之重。在設計的時候一定要確保給排水工程的科學性及合理性，運用BIM 技術將收集的相關數(shù)據(jù)信息和資料進行梳理分析，把其中有價值的數(shù)據(jù)信息整合成相應的信息模型，進而建立完善的三維立體模型，滿足后續(xù)施工的數(shù)據(jù)需求，確保建筑工程各個施工環(huán)節(jié)有條不紊地進行。

1.BIM 技術內(nèi)涵及其優(yōu)勢分析

1.1 BIM 技術的內(nèi)涵

BIM 技術即建筑信息模型，它是由建筑工程中的某個工具或者基本元件形成的相應元素，將其與數(shù)據(jù)信息、相關資料以及物理化學的特性組合起來，進行形成建筑信息模型，換句話說就是建筑工程所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)庫[1]。BIM 是對傳統(tǒng)管理方法的優(yōu)化和創(chuàng)新，在建筑工程施工過程中，需要某些數(shù)據(jù)信息或者資料作為參考依據(jù)，BIM 則會為其馬上提供，滿足施工需求，確保建筑工程的順利進行。然而值得注意的是，信息數(shù)據(jù)庫并不是單純只有物理信息和建筑信息，這只是其中的一部分，更為關鍵的是，所有信息之間存在一定關聯(lián)系性，并構(gòu)建了相應的關系模型，而且這些信息是動態(tài)的。

整個建筑工程的所有信息都儲存于BIM 當中，并且同一項目中的各項參數(shù)是相互貫通的，在BIM 內(nèi)部真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息共享，打破“信息孤島”的束縛，交流起來更加簡單便捷。從建筑工程最初的設計一直到最后的使用和管理，BIM 可以滿足建筑工程生命周期中不同環(huán)節(jié)的各項數(shù)據(jù)需求，同時確保交流活動的正常開展，在其協(xié)助下促使工作人員快速完成相應任務。另外，一旦工作人員完成相應任務，則會形成新數(shù)據(jù)并及時反饋出來，而這些信息則會重新輸入BIM 當中，對信息數(shù)據(jù)庫進行更新和完善。

1.2 BIM 技術的優(yōu)勢

1.2.1 確保建筑工程設計方案的直觀性

BIM 技術將建筑工程的設計方案由傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S建筑模型，便于相關人員了解和掌握設計方案的整體架構(gòu)，倘若依舊沿用傳統(tǒng)的設計方法，一旦平面布置圖發(fā)生變動，其相對應的立面圖以及剖面圖都需要及時進行修正。使用BIM 技術，建筑工程的所有信息均收錄于同一個平臺，并且各板塊之間信息共享，只要某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)變動，與其相關的數(shù)據(jù)信息則會自動發(fā)生變化，確保數(shù)據(jù)信息的一致性，很顯然，運用BIM技術對方案設計流程進行了簡化，同時還在一定程度上減輕了設計人員的工作強度和負擔，大大提升了建筑方案設計的質(zhì)量和成效。

1.2.2 便于不同專業(yè)的協(xié)同管理

建筑工程設計是由不同專業(yè)的設計人員通力合作才能得以完成的，以往傳統(tǒng)的設計方法缺乏交流和溝通，導致設計工作延期及疏忽現(xiàn)象頻繁發(fā)生。但是在設計過程中運用BIM 技術可以有效規(guī)避這一問題的產(chǎn)生，為設計工作的綜合性及協(xié)調(diào)性提供了保障條件，不同專業(yè)的設計人員均是在同一個建筑信息模型中完成，這樣他們交流和溝通起來更加便捷，同時還從整體上提高了設計的效果。

1.2.3 便于建筑設計方案的全面分析和評估

BIM 技術在與有關軟件結(jié)合后對建筑設計方案進行全面分析，并結(jié)合分析結(jié)果形成相應的評價報告，這樣設計人員可以準確了解設計方案是否切實可行，同時也便于后續(xù)的調(diào)整，減少相關工作人員的工作量。

2.BIM 技術在建筑給排水工程設計中的具體應用

2.1 材料統(tǒng)計表的自動統(tǒng)計

在設計建筑工程中給排水系統(tǒng)的時候，設計人員往往以過去給排水系統(tǒng)設計資料為主，在其基礎上進行加工和完善，這種設計手段過于片面，也沒有提供相應的信息數(shù)據(jù)庫進行對比，因此計算不準確、誤差現(xiàn)象層出不窮。這就在很大程度上弱化了設計效率，并且一旦給排水系統(tǒng)的樣本值出現(xiàn)誤差，盡管圖紙已經(jīng)完成設計卻仍需要調(diào)整和修改，并且需要建立新的樣本值信息數(shù)據(jù)庫。由此可見，設計變動正可謂是牽一發(fā)而動全身，如若出現(xiàn)問題就要重新進行設計，而BIM 技術則可以有效避免上述問題的產(chǎn)生，鑒于BIM 技術中儲存著大量的總計值信息數(shù)據(jù)庫，這就為設計人員給排水系統(tǒng)樣本值的制定夯實了數(shù)據(jù)基礎，確保樣本值計算的準確性，同時大大提升了給排水工程的計算能力。

2.2 可視化設計

以往在建筑給排水工程設計的時候往往采用CAD 信息平臺的方式，但是這種方法需要設計人員將立體圖、平面圖以及剖面圖的所有數(shù)據(jù)信息進行收集和整理，在此基礎上恢復建筑圖形的原狀，在全面系統(tǒng)分析和設計之后對其中的組合機構(gòu)與梁截面的高度和位置等信息進行適當調(diào)整，倘若給排水工程結(jié)構(gòu)繁雜并且施工周期較短，依舊沿用傳統(tǒng)CAD 信息平臺進行設計的話則不能確保數(shù)據(jù)信息的真實性及可靠性，信息失真狀況頻頻發(fā)生，這樣勢必對之后的給排水工程施工帶來不良影響[2]。BIM 技術是運用三維信息數(shù)據(jù)傳遞信息的，可將各項工作的具體數(shù)據(jù)和信息直觀地顯現(xiàn)出來，如若位置不同模型之間差異明顯，這種情況下可劃分為不同樓層，按照土建結(jié)構(gòu)的設計方式嚴格設計給排水系統(tǒng)，而如果使用CAD 信息平臺對其中部分數(shù)據(jù)進行調(diào)整和修改，將對整個設計的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良反應，并且傳統(tǒng)的設計方法是以樓層為基礎設計的，不同系統(tǒng)之間存在割裂現(xiàn)象，哪怕只是進行微小的變動，設計圖紙都會隨之改變。在運用BIM技術時候，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)變動，數(shù)據(jù)相關信息就會自動進行更新和完善，增強設計工作的效率[3]。

2.3 協(xié)同設計

傳統(tǒng)的CAD 僅僅是一種繪圖工具，在使用這種方法設計給排水的時候，不能從圖紙中加載出更多有價值的信息，并且在設計圖紙的時候需要為結(jié)構(gòu)專業(yè)設計人員提供相應的荷載數(shù)據(jù)信息，為電氣專業(yè)設計人員提供電負荷數(shù)據(jù)信息等等，過于復雜和冗長，同時在數(shù)據(jù)信息流轉(zhuǎn)過程中極有可能受到諸多因素的影響，數(shù)據(jù)信息的完整性和真實性得不到有效保障。但是運用BIM 技術設計給排水工程，建筑信息模型中包含有整個建筑工程的全部信息，不同專業(yè)只需要從中提出自己所需的數(shù)據(jù)即可，同時任何部門的設計人員都可以根據(jù)實際施工狀況隨時更新圖紙，將各個專業(yè)繪制的圖紙全部集中于同一個建筑信息模型內(nèi)，在優(yōu)化設計模式的同時，增強各部門之間的協(xié)同性。

此外，在運用CAD 信息平臺對給排水工程進行協(xié)同設計的時候，一般情況是通過相互參照、相互引用的方式加載圖形，并且在圖形加載期間，其他專業(yè)的設計人員并沒有操作權限同樣也不能及時予以修改和調(diào)整，導致圖紙信息未得到及時更新，同時對數(shù)據(jù)信息的流轉(zhuǎn)產(chǎn)生不良影響。依靠BIM 技術設計的給排水信息模型包含了所有環(huán)節(jié)，比如說在對給水系統(tǒng)的圖紙進行修改的時候，可以參考其他專業(yè)設計的圖紙進行動態(tài)修改，毫無疑問，增強了給排水工程協(xié)同設計的質(zhì)量水平。

2.4 管道綜合設計以及安裝模擬設計

為了有效規(guī)避以往傳統(tǒng)給排水設計誤差較大問題的產(chǎn)生，降低復雜性，運用建筑信息模型對管道進行綜合設計，可以全面提高整個建筑管道的設計質(zhì)量及水平。而采用BIM 來對給排水工程管道進行綜合設計，將進一步提高圖紙設計的準確性。待完成圖紙繪制工作之后，通過VWC 的文件方式展現(xiàn)出來，同時融入可視化和仿真軟件當中，并利用該軟件的閱讀模塊展現(xiàn)，一旦核查出圖紙設計存在問題及時進行分析和處理，對圖紙設計進行優(yōu)化和完善[4]。另外BIM 可將復雜的管道系統(tǒng)直觀展現(xiàn)出來，設計人員可以快速了解各部分管道的實際空間大小，比如設計工作人員在檢查各管道之間是不是存在沖突或碰撞問題，在完成圖紙后可以充分發(fā)揮其檢驗工程，對圖紙軟碰撞及硬碰撞狀況進行檢測，與此同時還能及時檢測出管道是否存在沖突性，并將結(jié)果反饋給設計人員，對給排水管道進行適當調(diào)整。

建筑信息模型當中的模擬安裝設計是其中關鍵環(huán)節(jié)，確保后續(xù)施工的科學性及合理性，在實際施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)排水管道安裝參差不齊、吊裝面積大等問題，不僅浪費資源，同時耽誤施工的正常進行。運用BIM 技術可將給排水工程不同階段的施工狀況進行模擬演示，結(jié)合演示結(jié)果明確安裝工藝，并按照之前制定的流程進行施工，避免施工過程中圖紙出現(xiàn)變動而浪費資源和工期延遲的情況發(fā)生。

3.結(jié)束語

將BIM 技術充分運用于給排水工程設計可有效解決以往傳統(tǒng)設計存在的缺陷，并且在很大程度上提高設計質(zhì)量，減少成本投入，加快建筑業(yè)信息化建設，推動建筑工程長遠、穩(wěn)定發(fā)展。