BIM 技術(shù)在建筑給排水管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

李華晶

（國(guó)策眾合（北京） 建筑工程設(shè)計(jì)有限公司山西設(shè)計(jì)分公司，山西 太原 030000）

為了促使建筑給排水系統(tǒng)能夠在后續(xù)得到較好的運(yùn)行，必然需要確保各個(gè)管道的安裝較為適宜合理，借助于BIM 技術(shù)進(jìn)行建筑給排水管道工程的有效控制優(yōu)化也就顯得極為必要，其作為當(dāng)前比較有效的一個(gè)技術(shù)手段，應(yīng)該引起高度重視，具備較強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值。

1 BIM 技術(shù)內(nèi)涵

建筑信息模型也稱(chēng)之為BIM 技術(shù)，是建筑工程項(xiàng)目信息集成的數(shù)據(jù)模型，BIM 技術(shù)是構(gòu)建在三維數(shù)字基礎(chǔ)之上的全新建筑方式。分析工作模式，我們能夠看出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域主要是應(yīng)用CAD 二維軟件，在設(shè)計(jì)過(guò)程中專(zhuān)業(yè)通常需要根據(jù)不同的建筑條件圖進(jìn)行專(zhuān)業(yè)拆分設(shè)計(jì)，如果建筑專(zhuān)業(yè)的平面條件圖發(fā)生變更，與其相關(guān)的專(zhuān)業(yè)都需要花費(fèi)較大的時(shí)間與精力去更改。再加之信息傳遞可能會(huì)存在不及時(shí)現(xiàn)象，導(dǎo)致專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)圖紙間出現(xiàn)不合理或者是矛盾現(xiàn)象，所以降低了設(shè)計(jì)工作效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。BIM 技術(shù)是全新的三維設(shè)計(jì)軟件，BIM 技術(shù)與協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的結(jié)合，提供了高效的信息共享手段，能夠有效的解決信息共享與傳遞與協(xié)同設(shè)計(jì)中存在的部分問(wèn)題，提供直觀可視化的界面，能夠清晰便捷的發(fā)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)中存在的矛盾與不合理現(xiàn)象，可以進(jìn)行及時(shí)有效的調(diào)整與修改，確保建筑工程設(shè)計(jì)更加高效準(zhǔn)確。所以建筑行業(yè)要想可持續(xù)發(fā)展，就必須結(jié)合社會(huì)的多元化發(fā)展趨勢(shì)，有效應(yīng)用BIM 工作流程，將工程整體有效整合，形成完善龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，加強(qiáng)各部門(mén)間的有效協(xié)調(diào)，既能夠方便部門(mén)合作，也能夠促進(jìn)建筑工程的有效開(kāi)展。

2 在建筑給排水管道設(shè)計(jì)方面應(yīng)用BIM 技術(shù)存在的問(wèn)題

現(xiàn)階段，BIM 技術(shù)在建筑給排水管道設(shè)計(jì)方面運(yùn)用存在的問(wèn)題，主要分為三個(gè)方面。第一個(gè)方面，是由于BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及到的參數(shù)較多，導(dǎo)致在進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)試時(shí)，項(xiàng)目文件較大，對(duì)所使用的計(jì)算機(jī)與設(shè)計(jì)平臺(tái)要求相對(duì)較高。通常情況下，一個(gè)規(guī)模比較大或者綜合性比較強(qiáng)的項(xiàng)目，其專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)都是極其龐大的，很難找到可以支撐項(xiàng)目從始至終完成的設(shè)計(jì)平臺(tái)。第二個(gè)方面，就是盡管BIM 技術(shù)具備一定程度上的協(xié)同性，以確保不同版塊的合理協(xié)作。但在很多集合類(lèi)型的管線(xiàn)設(shè)計(jì)中，往往需要復(fù)雜的權(quán)限獲取與釋放流程，并且每一個(gè)版塊在進(jìn)行權(quán)限釋放流程時(shí)都需要通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行確認(rèn)。第三個(gè)方面，就是由于在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員普遍習(xí)慣使用CAD 進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖處理，導(dǎo)致在很多建筑設(shè)計(jì)工作人員如今的實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，依舊習(xí)慣遵循著從前的工作方式，主要使用CAD 技術(shù)來(lái)完成設(shè)計(jì)工作，對(duì)技術(shù)內(nèi)容較復(fù)雜，技術(shù)流程較生疏的BIM 技術(shù)使用較少。

3 建筑給排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)核心及要點(diǎn)概述

管道的合理布局與選用是建筑給排水系統(tǒng)的核心。建筑給水系統(tǒng)為建筑內(nèi)的人員提供了供水的保證，合理的布置建筑給水系統(tǒng)的給水管網(wǎng)，減少給水管網(wǎng)的長(zhǎng)度可以降低自來(lái)水在管網(wǎng)中的停留時(shí)間，從而減少由管網(wǎng)所帶來(lái)的污染。建筑給水系統(tǒng)的合理布置，減少排水管道的長(zhǎng)度，降低排水管的轉(zhuǎn)彎次數(shù)，可以極大的提升建筑排水的通暢程度以及減少后期的疏通次數(shù)。除此之外，建筑物內(nèi)還有室內(nèi)消火栓管網(wǎng)、自動(dòng)噴水管網(wǎng)、熱水管網(wǎng)等給排水專(zhuān)業(yè)的管線(xiàn)以及通風(fēng)管道、電纜橋架等其他機(jī)電專(zhuān)業(yè)的管線(xiàn)，BIN 技術(shù)可以通過(guò)模型進(jìn)行多種管線(xiàn)的合理布置，降低管線(xiàn)對(duì)層高的要求，提高吊頂高度，使建筑有更多的使用空間。建筑給排水系統(tǒng)管道材質(zhì)的選用方面，我們要根據(jù)實(shí)際的情況選用經(jīng)濟(jì)合理、綠色環(huán)保的給排水管材，如不銹鋼給水管、PVC-C 管等。優(yōu)質(zhì)的給排水管材不僅可以提升管道的使用壽命，還可以減少使用過(guò)程中由于給排水管道材質(zhì)的原因所帶來(lái)的跑冒滴漏的情況。

4 BIM 技術(shù)在給排水管道設(shè)計(jì)方面的運(yùn)用

4.1 協(xié)同設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下，不具備在設(shè)計(jì)期間添加大量設(shè)計(jì)信息的功能，設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)等同于施工圖紙繪制。但是，后期建筑給排水工程在實(shí)際施工過(guò)程中，還需為其提供實(shí)際用電點(diǎn)位與結(jié)構(gòu)荷載等重要參數(shù)信息。若這些基本需求得不到保障，則會(huì)給建筑給排水工程施工帶來(lái)極大的安全隱患。而隨著B(niǎo)IM 技術(shù)的應(yīng)用，借助其具備的模型建構(gòu)能力，則能夠有效解決傳統(tǒng)模式下出現(xiàn)的各類(lèi)問(wèn)題。具體來(lái)看，BIM 技術(shù)能夠把與建筑項(xiàng)目相關(guān)的全部數(shù)據(jù)信息實(shí)施匯總并整理，無(wú)論何種分項(xiàng)工程想要獲取所需信息，都能夠借助這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)，給排水工程施工設(shè)計(jì)亦是如此。不僅如此，所收集的數(shù)據(jù)信息也能夠隨著實(shí)際施工或者設(shè)計(jì)變更的變化而得到實(shí)時(shí)更新，保障了數(shù)據(jù)的時(shí)效性。建筑給排水工程設(shè)計(jì)施工與管理借助BIM 模型來(lái)落實(shí)，極大簡(jiǎn)化了工作的流程。除此之外，BIM 技術(shù)通常在同一個(gè)模型中完成各項(xiàng)工作，給排水工程施工人員則能夠結(jié)果工程實(shí)際，對(duì)實(shí)時(shí)施工狀況進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)了建筑工程整體的協(xié)同設(shè)計(jì)。

4.2 參數(shù)方面的設(shè)計(jì)

在BIM 技術(shù)中，其核心內(nèi)容就是Revit 軟件，這樣可以有助于為建筑設(shè)計(jì)工作人員在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中的創(chuàng)新與維護(hù)工作提供便利，同時(shí)，在對(duì)軟件的參數(shù)進(jìn)行修改的工作中，還可以在系統(tǒng)引擎位置實(shí)現(xiàn)科學(xué)的協(xié)調(diào)。例如在平面、圖紙、以及表格等模型中實(shí)現(xiàn)調(diào)整，且對(duì)一個(gè)版塊做好調(diào)整，如此就可以將所有的設(shè)計(jì)情況全部科學(xué)的呈現(xiàn)出來(lái)。

4.3 可視化設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的建筑給排水設(shè)計(jì)中，主要采用CAD 系統(tǒng)，然后由按照設(shè)計(jì)人員制定的二維信息、俯視圖和剖面圖等信息構(gòu)成。在這種系統(tǒng)中，想要確定給排水的位置特征，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)整體的建筑進(jìn)行還原，還需要結(jié)合建筑給排水的結(jié)構(gòu)，如果遇到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑時(shí)，必須要延長(zhǎng)設(shè)計(jì)施工周期，在這種情況下，設(shè)計(jì)信息易出現(xiàn)交流錯(cuò)誤的問(wèn)題，從而會(huì)使設(shè)計(jì)信息的傳輸受到較大的影響，進(jìn)而造成后期的設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果應(yīng)用BIM 技術(shù)，在傳輸設(shè)計(jì)信息時(shí)，能夠直觀的觀察到信息的傳輸過(guò)程，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。此外建筑設(shè)計(jì)模式有較大的差異，主要以樓層進(jìn)行區(qū)分，而建筑給排水設(shè)計(jì)主要以底層的土建項(xiàng)目作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)讓咏ㄖ霈F(xiàn)變化時(shí)，會(huì)影響整體的建筑質(zhì)量。

4.4 管道綜合設(shè)計(jì)

建筑給排水工程的順利施工，要求工程設(shè)計(jì)提前拍攝大量建筑管道布設(shè)圖片，從而掌握全面的管道信息狀況，工作量大且開(kāi)展難度高。而使用BIM 技術(shù)，借助其具備的三維立體模型構(gòu)建功能，對(duì)建筑管道整體布設(shè)情況進(jìn)行精確模擬，從而滿(mǎn)足技術(shù)人員的實(shí)時(shí)參照需求。BIM 模型能夠直觀體現(xiàn)出建筑管道內(nèi)部空間的實(shí)際狀況，從而能夠最大限度規(guī)避施工過(guò)程中發(fā)生管道布設(shè)相互影響或者沖突的狀況，同時(shí)輔以第三方軟件，也可以開(kāi)展相應(yīng)的管道碰撞檢驗(yàn)，最后結(jié)合碰撞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)實(shí)施施工進(jìn)行相應(yīng)的修改與適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.5 模擬安裝

BIM 技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)應(yīng)用中，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)規(guī)則和操作規(guī)范的指導(dǎo)。在實(shí)際施工中，在建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地下管道布局不明確，空間狹小的環(huán)境中，會(huì)出現(xiàn)管道安裝錯(cuò)誤的問(wèn)題。如果在施工前，采用BIM 技術(shù)對(duì)管道的安裝進(jìn)行模擬施工，能夠提前發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，制定合理的安裝方案，提升建筑給排水的施工質(zhì)量。例如，在對(duì)某高層建筑的給排水設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，利用BIM 技術(shù)模擬施工過(guò)程中，可以先對(duì)整個(gè)建筑的信息進(jìn)行分析，然后確定衛(wèi)浴的位置，建立可移動(dòng)的立體圖像，然后在模型中建立給排水系統(tǒng)，包括各類(lèi)管道的數(shù)據(jù)信息，在通過(guò)BIM 平臺(tái)結(jié)合建筑信息，自動(dòng)生成管道布局方案；接著在BIM 平臺(tái)上布置衛(wèi)生間的日常用品，生成布局方案；最后利用BIM 系統(tǒng)的虛擬仿真功能，檢測(cè)其是否達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM 是新時(shí)代信息技術(shù)所產(chǎn)生的。從現(xiàn)在的建筑給排水設(shè)計(jì)行業(yè)當(dāng)中來(lái)看，將BIM 技術(shù)應(yīng)用其中是發(fā)展的必經(jīng)之路。可視化、協(xié)同化、參數(shù)化等都是BIM 的特點(diǎn)。把該技術(shù)應(yīng)用到建筑給排水當(dāng)中，能夠使各個(gè)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)信息進(jìn)行共享，還可以讓各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間共同設(shè)計(jì)，避免了管線(xiàn)碰撞沖突等。能夠使設(shè)計(jì)質(zhì)量得到很大的提升。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來(lái)的BIM 技術(shù)將會(huì)在建筑給排水設(shè)計(jì)領(lǐng)域創(chuàng)造出更大的價(jià)值。