BIM 在建筑給排水工程設(shè)計中的應(yīng)用

趙雯

（棗莊市市中區(qū)建筑設(shè)計院，山東 棗莊 277100）

與傳統(tǒng)設(shè)計模式相比，BIM 技術(shù)所形成的建筑全生命周期設(shè)計理念可將與施工相關(guān)的一切要素納入整體設(shè)計框架中，并同步將建筑元素與各類可能對建筑工程自身造成影響的其他要素進(jìn)行整合，最終形成建筑工程信息模型。

一、BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

（一）可視化

在有限的建筑范圍和空間內(nèi)，眾多系統(tǒng)、管道、線路分布其中，并要滿足人們對空間相應(yīng)的美觀功能要求。BIM 技術(shù)的可視化設(shè)計，便于設(shè)計師更加直觀地掌握空間所有部位的情況，從而能更加科學(xué)合理地開展設(shè)計，大大提高了設(shè)計效率和質(zhì)量。二是能實(shí)現(xiàn)建筑空間的碰撞檢查。

（二）一體化

BIM 設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)綜合性、協(xié)同性的設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)多個專業(yè)一致性分析，達(dá)到共享設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，可以防止在施工中出現(xiàn)各個專業(yè)沖突的情況，提高設(shè)計總體水平。該種設(shè)計方式可以有效提高設(shè)計水平，降低施工成本、縮短工期，產(chǎn)生更高的綜合效益。

（三）協(xié)同化

傳統(tǒng)CAD 軟件所形成的設(shè)計模式，每一個層面的設(shè)計圖紙均為獨(dú)立存在，不同系統(tǒng)之間的設(shè)計協(xié)同效果較差。設(shè)計過程中，建筑給排水管道設(shè)計人員需要將系統(tǒng)內(nèi)所屬的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，例如水泵的參數(shù)、穿梁尺寸等，均反映在平面圖紙上，之后將這些數(shù)據(jù)提供給其他專業(yè)人員，協(xié)助其完成相應(yīng)的設(shè)計工作。這種模式下，不同系統(tǒng)相互獨(dú)立，一旦出現(xiàn)修改，均需要將對應(yīng)的修改詳情發(fā)送至其他專業(yè)設(shè)計人員手中。同時，如果其他系統(tǒng)出現(xiàn)變動，給排水設(shè)計人員也需要在其他設(shè)計人員的支持下，完成對給排水管道的修改，但是，這種協(xié)同存在很大的滯后性，信息傳遞與整體修改效率較低。

二、BIM 技術(shù)與給排水工程設(shè)計融合的常見問題

（一）設(shè)計參數(shù)龐雜，修改難度較大

在BIM 軟件平臺上進(jìn)行給排水工程設(shè)計，比較復(fù)雜，類似于要創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行存儲信息，而這個數(shù)據(jù)庫需要存儲巨量的數(shù)據(jù)和信息，這樣一來在調(diào)取和分析數(shù)據(jù)時會更加的便捷，但是，數(shù)據(jù)之間的很多參數(shù)是互相影響的，一旦某個數(shù)據(jù)需要變動，那么就需要修改與之相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，這將是一個龐大的工程量，因此，導(dǎo)致的結(jié)果就是數(shù)據(jù)信息的管理就會變得更加困難。

（二）設(shè)計中不易進(jìn)行協(xié)同操作

在進(jìn)行BIM 技術(shù)設(shè)計中，一般采用工作組模式進(jìn)行，這其中就會遇到一些問題，例如在同一時間進(jìn)行協(xié)同操作時，多數(shù)據(jù)進(jìn)行同時訪問比較困難，會嚴(yán)重影響工作效率。另外，還有一種協(xié)同操作模式是鏈路運(yùn)行模式，運(yùn)行該模式時進(jìn)行全面的設(shè)計圖紙審查又會出現(xiàn)困難，因此設(shè)計方要根據(jù)工程的實(shí)際情況挑選設(shè)計中的協(xié)同方式，保證工程設(shè)計的效率。

三、BIM 在建筑給排水工程設(shè)計中的應(yīng)用

（一）在給排水可視化設(shè)計中的應(yīng)用

相較于以樓層為單位的普通土建工程設(shè)計而言，在對給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，設(shè)計人員需要將建筑工程中的給排水布置情況進(jìn)行細(xì)致化劃分，以此來保證給排水系統(tǒng)在布置過程中的獨(dú)立性。通常情況下，給排水系統(tǒng)在設(shè)計時往往會影響到多個不同的樓層，如果在設(shè)計過程中對給排水工程的設(shè)計方案進(jìn)行局部調(diào)整，就有可能同時對多個樓層造成影響，提升設(shè)計人員的設(shè)計及難度。若在給排水設(shè)計過程中采用的是傳統(tǒng)CAD 建模，其在修改設(shè)計方案時雖然可以完成對局部細(xì)節(jié)的修改，但是由于CAD 模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，往往需要設(shè)計人員在多幅設(shè)計圖紙中進(jìn)行細(xì)節(jié)修正，這會導(dǎo)致工程難度以及工作量的大幅度提升，還有可能影響到給排水系統(tǒng)設(shè)計完成后的總體質(zhì)量。而BIM 技術(shù)則不同，在給排水設(shè)計過程中可以通過可視化的方式來表達(dá)出設(shè)計內(nèi)容，通過三維建模能夠讓數(shù)據(jù)信息以及給排水工程效果更加直觀地表現(xiàn)出來，而且在三維模型構(gòu)建完畢之后，設(shè)計人員還可以通過互動的方式對設(shè)計方案的細(xì)節(jié)部位進(jìn)行放大以及細(xì)微調(diào)整，調(diào)整過后的設(shè)計方案其造成的影響也會在三維模型中實(shí)時反映出來，從而提升設(shè)計人員的設(shè)計質(zhì)量。除此之外，通過BIM 技術(shù)還能夠加強(qiáng)設(shè)計人員對于設(shè)計方案的掌控，通過模擬施工能夠了解到設(shè)計方案的可行性，從而保證給排水設(shè)計方案得以進(jìn)一步完善。

（二）優(yōu)化管線綜合設(shè)計布置

在給排水設(shè)計中，對給排水的管道、線路進(jìn)行規(guī)劃，讓管線滿足建筑項(xiàng)目的功能需要是設(shè)計的重要任務(wù)和目標(biāo)。給排水系統(tǒng)的特殊環(huán)境和位置，導(dǎo)致給排水設(shè)計的難度較大，傳統(tǒng)圖紙?jiān)O(shè)計中無法顯示不同管線的疊加層次效果等問題比較突出。利用BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計時，要綜合考慮管道工程設(shè)計的影響因素，確保設(shè)計質(zhì)量。先利用專業(yè)軟件進(jìn)行設(shè)計，利用三維技術(shù)比較直觀、全面地在設(shè)計中反映出給排水管道的工作環(huán)境和狀態(tài)；要綜合考慮疊壓供水、變頻調(diào)速供水、市政供水壓力等情況，讓設(shè)計方案更加科學(xué)合理，能為后續(xù)水泵數(shù)量、碰撞檢查等設(shè)計提供技術(shù)支撐。設(shè)計完成后，利用模型的對比分析技術(shù)，對工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的協(xié)調(diào)復(fù)核，以提高設(shè)計數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（三）協(xié)同設(shè)計

建筑工程給排水項(xiàng)目設(shè)計環(huán)節(jié)，利用BIM 技術(shù)創(chuàng)設(shè)三維模型，能夠?qū)⒔o排水部分融入模型內(nèi)。比如，模型中可以體現(xiàn)出水泵使用量、安裝尺寸等多個方面的信息，不同專業(yè)人員能夠按照自己使用需要調(diào)取使用。如果在設(shè)計中不得不進(jìn)行模型數(shù)據(jù)調(diào)整，在其他相關(guān)聯(lián)部位也會隨之自動調(diào)整。建筑工程的各個專業(yè)都能夠利用BIM 模型進(jìn)行檢查，提高工作效率和水平。如果建筑工程的任何單位人員修改建筑模型，設(shè)計人員都會立即發(fā)現(xiàn)，并且展開討論和分析，就能夠提高協(xié)調(diào)性，保證設(shè)計方案合格。

（四）參數(shù)設(shè)計

BIM建筑信息模型可將原本建立在圖紙上的數(shù)據(jù)信息存入模型數(shù)據(jù)庫，設(shè)計人員如果在管線設(shè)計過程中想要調(diào)整某一平面布局，模型數(shù)據(jù)庫的相關(guān)數(shù)據(jù)也會同樣跟隨變動。建筑給排水工程設(shè)計過程中，如果某一區(qū)域需要進(jìn)行調(diào)整，很容易帶動各類工程材料的變化，因此，參數(shù)的錄入與設(shè)計過程需要保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的實(shí)時性，確保實(shí)際設(shè)計工作的效率與準(zhǔn)確率。

（五）在給排水管道設(shè)計中的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在給排水設(shè)計中的應(yīng)用范圍非常廣泛，設(shè)計人員可以通過三維模型來完成對給排水管道凈空高度的觀察，通過對管道綜合設(shè)計的細(xì)節(jié)處理來提升給排水工程的設(shè)計質(zhì)量。通常情況下，BIM 技術(shù)在管道設(shè)計過程中，可以根據(jù)設(shè)計人員的監(jiān)測、導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息來完成對三維模型的構(gòu)建，通過模型反映出觀察時管道的實(shí)際情況，管道設(shè)計人員通過對模型的觀察能夠看到給排水管道中出現(xiàn)的碰撞現(xiàn)象。例如，某建筑工程開展過程中，通過將BIM 技術(shù)作用于給排水管道的設(shè)計過程中，采用三維建模提前模擬了給排水工程的施工全流程，提前預(yù)測除了給排水管道中出現(xiàn)的各種問題，采用BIM 技術(shù)不僅能夠讓給排水管道的施工變得更加簡單，而且還能提升給排水管道的經(jīng)濟(jì)性。除此之外，還可以根據(jù)BIM 技術(shù)中具有的仿真軟件來完成對給排水管道今后可能出現(xiàn)的各種碰撞情況進(jìn)行碰撞事故的模擬分析，以此來找出給排水管道設(shè)計方案中存在的不足之處，并以此作為基礎(chǔ)來進(jìn)行對管道設(shè)計方案中的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行針對性整改，降低碰撞事故為管道帶來的影響。在管道碰撞中，硬碰撞是指物理意義上的碰撞，而軟碰撞則是空間、安裝、檢修的核對，無論是哪一類碰撞都可以通過BIM 技術(shù)的三維建模來完成碰撞檢測，經(jīng)過碰撞檢測的給排水管道設(shè)計，其管道質(zhì)量將會顯著提升。

結(jié)語：綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，BIM 技術(shù)正在與現(xiàn)代建筑工程不斷融合，使得設(shè)計效率與工程質(zhì)量明顯提升，并大幅度降低設(shè)計人員的工作壓力。同時，BIM 技術(shù)也讓現(xiàn)代建筑的設(shè)計理念與設(shè)計思想得到更為深入的發(fā)展與延伸，因此，探尋BIM 技術(shù)在現(xiàn)代建筑給排水管道中的設(shè)計尤為重要。