BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

張 琳

(山東華凌科技工程集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257062)

0 引 言

給排水設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)項(xiàng)目，在多元化建筑結(jié)構(gòu)被陸續(xù)開發(fā)后，越來(lái)越多的受眾群體對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出了新的要求，包括舒適度方面要求、便利性方面要求等。這一趨勢(shì)對(duì)建筑的開發(fā)與施工提出了挑戰(zhàn)。為了滿足受眾群體的需求，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)更加精細(xì)化[1]。因此，本文將結(jié)合BIM技術(shù)的應(yīng)用，以給排水設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)為例，開展建筑設(shè)計(jì)的詳細(xì)研究，希望通過(guò)此次的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果與更多住戶需求良好對(duì)接。

1 BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 基于BIM技術(shù)構(gòu)建建筑給排水模型

為了滿足給排水可視化設(shè)計(jì)需求，本研究引進(jìn)BIM技術(shù)，采用構(gòu)建建筑給排水模型的方式，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的管道、管線、零部件進(jìn)行加載與編輯設(shè)計(jì)。在此過(guò)程中，將給排水系統(tǒng)作為建模支撐，移動(dòng)鼠標(biāo)進(jìn)行界面操作，以此種方式進(jìn)行管道數(shù)量的修改，并點(diǎn)擊“屬性”操作對(duì)話框，進(jìn)行給排水管線的屬性修改與類型設(shè)計(jì)[2]。例如，指定某管道為消防管道、污水排放管道等。此操作的界面示意圖如圖1所示。

圖1 給排水系統(tǒng)屬性操作界面示意圖

在圖1所示的操作界面中，進(jìn)行管線材質(zhì)、長(zhǎng)度、結(jié)構(gòu)等相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。通過(guò)設(shè)置模型的基本信息，進(jìn)行對(duì)應(yīng)模型幾何屬性的生成。在完成建模的基礎(chǔ)操作后，集成信息實(shí)現(xiàn)對(duì)模型結(jié)構(gòu)的構(gòu)建[3]。在此基礎(chǔ)上，對(duì)dwg文件與外部參照設(shè)計(jì)進(jìn)行連接處理，將匹配后得到的參數(shù)值進(jìn)行前端顯示，并將顯示后的結(jié)果導(dǎo)入MEP文件夾中進(jìn)行存儲(chǔ)，在后期建模時(shí)，可直接在檢索區(qū)域進(jìn)行指定信息的檢索，以此為可視化三維設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。

在完成上述設(shè)計(jì)后，調(diào)用參數(shù)族中的給排水設(shè)備信息，點(diǎn)擊界面中的可視化設(shè)備，按照上述操作步驟，對(duì)其進(jìn)行屬性調(diào)整，完成對(duì)屬性的調(diào)整后，拖動(dòng)給排水設(shè)備在操作界面中的位置，將其放置在指定區(qū)域內(nèi)[4]。點(diǎn)擊操作界面功能欄中的“常用”按鍵，點(diǎn)擊下拉后找到“給排水管線設(shè)計(jì)”命令，點(diǎn)擊后便可以使用手繪的方式進(jìn)行管線繪制。在完成對(duì)其的繪制后，在已設(shè)置的存儲(chǔ)管線屬性類型操作界面中，直接選擇管線類型，對(duì)應(yīng)管線直徑輸入管道的標(biāo)高，并根據(jù)設(shè)計(jì)需求繪制連接設(shè)備與附屬構(gòu)件。二維平面圖中的管線在操作后被賦值了對(duì)應(yīng)的標(biāo)高，因此點(diǎn)擊成圖后便可以實(shí)現(xiàn)從二維圖示向三維圖示的轉(zhuǎn)換[5]。對(duì)于繪制過(guò)程中，一些存在坡度的管線，可以點(diǎn)擊“選項(xiàng)卡”，在參數(shù)選擇的操作界面增設(shè)一個(gè)成圖過(guò)程中的坡度值。按照此種方式，在建模過(guò)程中對(duì)風(fēng)管、暖通類水管的參數(shù)信息進(jìn)行宏觀調(diào)控。完成管線參數(shù)的設(shè)置后，直接操作界面點(diǎn)擊生成圖像，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)給排水三維模型的構(gòu)建。

1.2 管線碰撞測(cè)試與管線綜合

采用傳統(tǒng)CAD出圖方式對(duì)給排水進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只能夠通過(guò)將圖紙進(jìn)行疊加的方式完成人工碰撞檢測(cè)，這種檢測(cè)方式需要消耗大量的人力物力，并且耗時(shí)較多，得出的測(cè)試結(jié)果精度也無(wú)法達(dá)到預(yù)期。因此，針對(duì)這一問(wèn)題，在上述構(gòu)建的建筑給排水模型的基礎(chǔ)上，在Revit軟件當(dāng)中，結(jié)合程序，在計(jì)算機(jī)當(dāng)中完成給排水管線的模擬施工，并完成對(duì)其防碰撞測(cè)試。將給水體系、污水體系、廢水體系等多個(gè)管線體系模型導(dǎo)入到Revit軟件當(dāng)中。在軟件當(dāng)中完成對(duì)管線的三維繪制后，結(jié)合上述構(gòu)建的模型，對(duì)模擬施工過(guò)程中出現(xiàn)的碰撞點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，并完成第一輪的管線調(diào)整工作。在軟件顯示界面當(dāng)中，通過(guò)手動(dòng)控制調(diào)節(jié)的方式，找出各個(gè)管線之間碰撞產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)。針對(duì)大部分碰撞點(diǎn)，均可采用位置移動(dòng)和標(biāo)高數(shù)值更改的方式進(jìn)行解決。完成對(duì)碰撞點(diǎn)的修正后，將修正過(guò)程中的解決方案進(jìn)行匯總并記錄，從而方便后續(xù)施工人員及時(shí)對(duì)施工圖紙進(jìn)行修改。管線碰撞測(cè)試的基本流程示意圖如圖2所示。

圖2 管線碰撞測(cè)試的基本流程示意圖

按照?qǐng)D2所示的流程完成對(duì)管線碰撞的測(cè)試后，利用Revit軟件當(dāng)中的碰撞檢查功能對(duì)管線進(jìn)行自動(dòng)檢查，并將存在的沖突問(wèn)題生成報(bào)告。在對(duì)管線進(jìn)行碰撞檢測(cè)的同時(shí)，也可針對(duì)各個(gè)設(shè)備的機(jī)電管線進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并通過(guò)調(diào)用函數(shù)的方式，對(duì)被檢測(cè)的對(duì)象建立連立方程，并通過(guò)對(duì)連立方程的計(jì)算判斷其是否有解。例如，在對(duì)某走道區(qū)域內(nèi)的管線進(jìn)行碰撞測(cè)試時(shí)，在其沖突報(bào)告當(dāng)中隨機(jī)選擇一條報(bào)告，利用Revit軟件自動(dòng)以高亮顯示的方式將該碰撞對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞點(diǎn)的可視化展示。按照上述操作，完成對(duì)所有管線的碰撞測(cè)試后，在確保沒(méi)有碰撞節(jié)點(diǎn)的前提條件下將各個(gè)管線匯總，生成最終的建筑給排水管線方案。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

按照本文上述設(shè)計(jì)思路，完成對(duì)建筑給排水設(shè)計(jì)方案的制定。為了驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)思路的實(shí)際應(yīng)用效果，選擇以某建筑工程項(xiàng)目作為依托，針對(duì)該工程項(xiàng)目中的給排水結(jié)構(gòu)按照本文思路對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。該工程項(xiàng)目當(dāng)中包含多個(gè)建筑結(jié)構(gòu)，分別為住宅、公共浴室、辦公樓以及餐廳，是該區(qū)域當(dāng)中的標(biāo)志性建筑群之一。已知該工程項(xiàng)目的總建筑面積為4 586.25 m2，地面以上包括28層，地下包括2層。針對(duì)該空間龐大、功能復(fù)雜的超高層建筑進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)，從給水體系、污水體系、廢水體系、中水體系和消火栓體系等5個(gè)體系對(duì)其進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)。為了確保實(shí)驗(yàn)的客觀性，在應(yīng)用本文設(shè)計(jì)思路和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路兩種思路分別進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)，將各類建筑物各分項(xiàng)工程給排水工程量占其所在建筑物的整個(gè)給排水工程量的比例設(shè)置為相同數(shù)值，見表1。

表1 各類建筑物分項(xiàng)工程給排水占比

在上述各類建筑物的分項(xiàng)工程的給排水工程量占比明確的基礎(chǔ)上，分別按照本文設(shè)計(jì)思路和傳統(tǒng)給排水設(shè)計(jì)思路對(duì)該建筑中的各個(gè)給排水體系進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙完成施工，對(duì)比兩種設(shè)計(jì)思路下各個(gè)給排水體系的碰撞點(diǎn)個(gè)數(shù)，并將結(jié)果記錄下來(lái)，見表2。

表2 兩種給排水設(shè)計(jì)思路實(shí)際應(yīng)用效果對(duì)比表

從表2可以看出，按照本文設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)的給排水管線在各個(gè)體系當(dāng)中均沒(méi)有出現(xiàn)碰撞點(diǎn)，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路得出的給排水管線在各個(gè)體系當(dāng)中均出現(xiàn)了數(shù)量不等的碰撞點(diǎn)。因此，上述實(shí)驗(yàn)證明本文提出的給排水設(shè)計(jì)方案能夠保證各個(gè)給排水管線不發(fā)生碰撞，這進(jìn)一步提高了給排水管線設(shè)計(jì)階段和后續(xù)施工階段的效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

為了滿足受眾群體的需求，本文對(duì)建筑給排水展開了設(shè)計(jì)研究。此次設(shè)計(jì)從構(gòu)建可視化模型與碰撞測(cè)試兩個(gè)方面入手，完成測(cè)試后，選擇傳統(tǒng)方法作為設(shè)計(jì)的對(duì)照組，進(jìn)行設(shè)計(jì)成果的檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)，采用本文設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)出的方案中碰撞的管線數(shù)量為0，證明本文所提出的給排水設(shè)計(jì)方法在應(yīng)用中更加合理。