BIM 在給水排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

章見彬

（石河子大學(xué)，新疆 石河子 832003）

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步，人們物質(zhì)文化水平和精神文化水平不斷提升。為滿足人們生產(chǎn)生活需要，促進(jìn)建筑工程行業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，各類建筑工程項(xiàng)目不斷增多。建筑行業(yè)內(nèi)的給水排水工程是針對人們?nèi)找嬖鲩L的資源能源需求，為貫徹落實(shí)社會可持續(xù)發(fā)展理念，促進(jìn)水資源合理利用而開展的工程項(xiàng)目。而當(dāng)前工程中的應(yīng)用技術(shù)已落后于時(shí)代發(fā)展，無法滿足施工要求，BIM 等新技術(shù)的革新發(fā)展為建筑行業(yè)給水排水工程提供了先進(jìn)技術(shù)力量支撐。

從具體應(yīng)用情況來看，BIM 技術(shù)在建筑給水排水工程中的應(yīng)用解決了工程設(shè)計(jì)中的很多難題，有效提升了給水排水工程施工質(zhì)量和設(shè)計(jì)效果。然而，在BIM 的具體應(yīng)用過程中，仍然會發(fā)現(xiàn)其在建筑給水排水工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在一些問題，導(dǎo)致相關(guān)工程設(shè)計(jì)不盡如人意，需要針對BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用方式進(jìn)行改善，促進(jìn)給水排水工程項(xiàng)目建設(shè)不斷完善，改善工程項(xiàng)目的施工效果和使用效果。

1 BIM 技術(shù)內(nèi)涵和特點(diǎn)概述

1.1 BIM 技術(shù)內(nèi)涵

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM） 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目，能夠針對具體工程構(gòu)建工程數(shù)據(jù)模型，其設(shè)計(jì)方式和具體表現(xiàn)方式是一種全新的工程數(shù)字化設(shè)計(jì)模式，在創(chuàng)建建筑信息模型的過程中，通過收集各工程數(shù)據(jù)并整合，構(gòu)建出建筑給水排水工程建設(shè)具體工序、環(huán)節(jié)及流程，并模擬建成后的效果。可以看出，BIM 技術(shù)在給水排水工程設(shè)計(jì)建模中起到了重要作用，通過BIM 技術(shù)整合建筑給水排水工程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并建立參數(shù)化設(shè)計(jì)模式，能夠保證管道綜合設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)的有效性，為建筑給水排水設(shè)計(jì)提供了適當(dāng)?shù)钠脚_，營造了良好的管理環(huán)境。在給水排水工程具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的相關(guān)工作中，有效應(yīng)用BIM 技術(shù)既可提高建筑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，也可有效控制工程設(shè)計(jì)中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)[1]。

1.2 BIM 技術(shù)特點(diǎn)及其優(yōu)勢

具有可視化特點(diǎn)，能夠增強(qiáng)工程設(shè)計(jì)立體性。BIM 技術(shù)所具備的可視化特點(diǎn)決定了該項(xiàng)技術(shù)在具體應(yīng)用過程中能夠通過三維視圖來對工程模型進(jìn)行更好地觀察與研究，引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員從不同的角度觀察建筑，并對相關(guān)參數(shù)等產(chǎn)生深刻認(rèn)知。通過對比可以看出，傳統(tǒng)模式下的建筑給水排水工程在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中多以建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為準(zhǔn)，這種設(shè)計(jì)方式多建立在二維平面，比較抽象，且無法直觀地表達(dá)出設(shè)計(jì)人員的具體意圖；二維平面圖紙?jiān)诰唧w表現(xiàn)方式上也無法全面地展現(xiàn)出各種工程信息數(shù)據(jù)，給后續(xù)施工人員在具體操作指引等方面帶來不便，導(dǎo)致在具體施工過程中出現(xiàn)很多問題，從而直接影響給水排水工程的施工周期和施工效果，還有可能導(dǎo)致工程造價(jià)成本增加等。而BIM 技術(shù)支持下的給水排水工程設(shè)計(jì)突破了二維平面視角的限制，相關(guān)的工程建模在設(shè)計(jì)過程中可以通過三維視圖展現(xiàn)出具體效果。施工管理相關(guān)人員通過三維視圖能夠更好地了解具體工程設(shè)計(jì)內(nèi)容及相關(guān)信息，精準(zhǔn)地掌握施工過程中需要關(guān)注的重點(diǎn)，有利于建筑給水排水工程在施工環(huán)節(jié)的改善與優(yōu)化。

能夠增強(qiáng)工程建設(shè)中管道設(shè)計(jì)的綜合性。根據(jù)建筑前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和具體施工環(huán)節(jié)內(nèi)容可以看出，各類建筑工程都具有形體龐大且系統(tǒng)復(fù)雜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員工作難度較大。對于給水排水工程中的管道設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來說，BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠提升設(shè)計(jì)人員圖紙繪制的科學(xué)性和高效性。設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)來分析建筑工程項(xiàng)目的空間結(jié)構(gòu)，能夠更加直觀地了解工程具體空間信息，并針對給水排水工程中的管道設(shè)計(jì)和分布等進(jìn)行更為科學(xué)合理的布置。在傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)工作中，管道綜合設(shè)計(jì)和分布只能通過簡單的二維圖紙疊加來實(shí)現(xiàn)，給后續(xù)的施工人員觀看和了解施工圖紙帶來了較大不便，設(shè)計(jì)人員無法直觀看到管道交叉情況，難以深入了解管道的具體空間分布情況，很容易造成安全隱患[2]。而應(yīng)用BIM 技術(shù)就可以解決這些問題，其能夠準(zhǔn)確定位管道高度，全面檢查管線碰撞情況，從而大大降低設(shè)計(jì)失誤幾率，增強(qiáng)給水排水工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

能夠促進(jìn)給水排水工程設(shè)計(jì)中各部門和人員作業(yè)的協(xié)同化。結(jié)合給水排水工程具體工作環(huán)節(jié)和內(nèi)容來看，協(xié)同化作業(yè)具有整體性，其涉及的部門和人員較多，且各環(huán)節(jié)之間聯(lián)系較為緊密。協(xié)同化作業(yè)的具體工作內(nèi)容包括工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的各種工序分析和建模試驗(yàn)檢測、工程成本預(yù)算等；施工過程中的進(jìn)度管理和跟蹤、現(xiàn)場施工管理監(jiān)督；建筑項(xiàng)目完成后的投入使用和運(yùn)營管理、維護(hù)保養(yǎng)管理等。BIM 技術(shù)在給水排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)各種工程數(shù)據(jù)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谏婕暗降墓ぷ鲉挝缓筒块T之間的信息共享，促進(jìn)各類數(shù)據(jù)信息的整合，為建筑工程項(xiàng)目的每個(gè)過程提供精準(zhǔn)化服務(wù)。相比之下，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式因受到技術(shù)水平的局限性以及軟件系統(tǒng)功能的單一性限制，很難實(shí)現(xiàn)各部門工作人員的協(xié)同作業(yè)，導(dǎo)致在具體的給水排水工程設(shè)計(jì)過程中各部門的溝通和交流效率低下，這也直接影響到各部門之間的協(xié)作能力，相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)工作效率無法得到提升。而在當(dāng)前，信息化時(shí)代背景下，BIM 技術(shù)依托信息技術(shù)在工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)搭建信息共享平臺，通過建立信息模型，可促進(jìn)各部門設(shè)計(jì)人員同時(shí)完善模型設(shè)計(jì)，針對模型中的各種設(shè)備等賦予參數(shù)設(shè)計(jì)并完成共享，保證各設(shè)計(jì)人員在第一時(shí)間了解其他專業(yè)設(shè)備參數(shù)、設(shè)計(jì)進(jìn)度等。

2 建筑給水排水設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)存在的問題

1） 給水排水工程涉及的工程信息量大，糾正難度較大。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在使用BIM 技術(shù)進(jìn)行工程建模的過程中，會對整個(gè)建筑的空間結(jié)構(gòu)及設(shè)備設(shè)施等賦予參數(shù)信息。然而，具體施工圖設(shè)計(jì)階段的工作內(nèi)容較為繁冗，雖然該階段工作類別較小，但是工程數(shù)據(jù)龐大，且工程數(shù)據(jù)分類體系不完善，使得各類參數(shù)混雜，修改起來也較為麻煩，因此需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注并改善。

2） 與給水排水工程相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算功能亟待完善。針對BIM 具體應(yīng)用效果來看，BIM 雖然在繪圖和工程建模方面得以突破，但是在計(jì)算過程中錯(cuò)誤百出，這是BIM 軟件未開發(fā)自動計(jì)算功能所導(dǎo)致，從而直接影響到工程設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確度，進(jìn)而影響了整個(gè)工程設(shè)計(jì)效果。

3） 協(xié)同設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，BIM 系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)。BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)主要包括實(shí)際使用過程中的工作集成與鏈接[3]。然而，BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)作業(yè)在現(xiàn)階段應(yīng)用過程中仍然存在一些問題，這主要是BIM 軟件功能不完善導(dǎo)致。針對BIM 軟件的具體應(yīng)用效果來看，可以發(fā)現(xiàn)BIM 軟件中的族庫并不完善，需要設(shè)計(jì)人員自己來完成族庫的建立，導(dǎo)致其工作效率降低。

3 給水排水工程中BIM 技術(shù)有效應(yīng)用策略分析

3.1 提高相關(guān)工作人員BIM 技術(shù)應(yīng)用能力

為更加有效地協(xié)助設(shè)計(jì)人員完成工程設(shè)計(jì)，促進(jìn)給水排水工程項(xiàng)目得以高效開展，并獲得良好使用效果，相關(guān)人員開發(fā)了各種BIM 輔助設(shè)計(jì)軟件。這些軟件在使用過程中能夠與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對接，有效利用各項(xiàng)工程數(shù)據(jù)建立相關(guān)工程模型。相關(guān)輔助設(shè)計(jì)軟件能夠以信息的方式展現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙的具體內(nèi)容，也可實(shí)現(xiàn)對工程圖紙參數(shù)的修改。設(shè)計(jì)人員在給水排水工程設(shè)計(jì)過程中，在需要根據(jù)工程量變化進(jìn)行參數(shù)修改時(shí)，可以針對圖紙對應(yīng)位置進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，BIM 軟件會根據(jù)參數(shù)調(diào)整來完成模型的實(shí)時(shí)修正，以保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。軟件參數(shù)一方面能夠表達(dá)模型和工作數(shù)據(jù)參數(shù)，另一方面也可實(shí)現(xiàn)BIM 技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度結(jié)合。因此，工程設(shè)計(jì)人員要提高自身BIM 技術(shù)應(yīng)用能力，在熟練掌握BIM 技術(shù)方法的基礎(chǔ)上將其應(yīng)用到工程實(shí)踐中。

3.2 仿真安裝設(shè)計(jì)

仿真安裝設(shè)計(jì)的核心目的是指導(dǎo)施工，使施工過程更為科學(xué)、高效。給水排水工程需要架設(shè)各種管道，施工量較大且工作繁雜。依托BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，可以有效實(shí)施模擬安裝，施工單位可根據(jù)三維設(shè)計(jì)圖來完善施工工序，提高施工效率。尤其是在安裝過程中，需要施工管理人員注重安裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證和評估的可靠性及科學(xué)性，保證安裝整體流程的高效性，減少設(shè)計(jì)變更。

3.3 重視空間分布管理并加強(qiáng)工程質(zhì)量安全管理

給水排水工程對空間分布和管理的要求較為嚴(yán)格，設(shè)施的具體布置是否合理也彰顯了工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性。針對空間管理，需要將所涉及到的設(shè)備（電氣、管道、通風(fēng)等） 進(jìn)行合理的設(shè)置。例如，吊頂設(shè)置會受到空間限制，如果不對空間管理予以充分考慮，那么在施工中便極易產(chǎn)生交叉和碰撞現(xiàn)象，形成安全隱患?？梢赃\(yùn)用BIM 技術(shù)加強(qiáng)建筑內(nèi)部的空間管理，促進(jìn)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化，消除碰撞現(xiàn)象的出現(xiàn)，規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)[4]。

3.4 有效利用BIM 的可視化功能

為了滿足人們生產(chǎn)生活日益提升的需求，給水排水工程所涉及到的管道建設(shè)也日益增多，且出現(xiàn)了交叉現(xiàn)象，工程日益復(fù)雜，而管道建設(shè)的準(zhǔn)確性又直接影響給水排水工程的使用效果。為了保證工程建設(shè)的科學(xué)性，在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，運(yùn)用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)其空間結(jié)構(gòu)的可視化，保證排水管道的科學(xué)、合理規(guī)劃布置。另外，設(shè)計(jì)人員和建筑安裝人員能夠通過三維可視化模型更清楚地了解整個(gè)建筑給水排水管道工程。

3.5 完成模擬安裝和布置

設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用BIM 技術(shù)開展工程設(shè)計(jì)的過程中，針對圖紙?jiān)O(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，BIM 技術(shù)的應(yīng)用有效打破了線條界限。關(guān)于建筑內(nèi)部給水排水工程建設(shè)，最重要的部分在于浴室設(shè)備的安裝與布置。浴室設(shè)備連接元件基本以地板、墻壁為主。通過運(yùn)用BIM 技術(shù)，設(shè)計(jì)人員能夠在三維立體空間中完成浴室設(shè)備的布置并優(yōu)化，使整個(gè)建筑工程建設(shè)更具科學(xué)性與合理性。

4 結(jié)束語

BIM 技術(shù)在給水排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用從本質(zhì)上看是我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的重要表現(xiàn)。BIM 技術(shù)的興起以及相關(guān)軟件的開發(fā)與完善，對于提高給水排水工程建設(shè)效率，合理控制工程造價(jià)，提高施工管理水平，提升施工質(zhì)量等發(fā)揮了重要作用。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了新時(shí)代，相關(guān)專業(yè)人員也要與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)新知識、新理論、新方法，深入挖掘BIM 在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的潛力，促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。雖然BIM 在當(dāng)前的應(yīng)用過程中還存在一些問題，但隨著技術(shù)的不斷革新和發(fā)展，其應(yīng)用也將不斷成熟和完善。大力推廣BIM 技術(shù)，將有助于提高建筑企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平，提高其工程質(zhì)量和效率，從而增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。