BIM 在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

丁 恒

（廣州市弘基市政建筑設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230601）

1 BIM 簡(jiǎn)述

BIM 的英文全稱是Building Information Model，即建筑信息模型。BIM 的概念是指把建筑工程人員在項(xiàng)目管理中的一個(gè)基本工具或者是基本元件做成一個(gè)基本元素，通過(guò)一定的數(shù)據(jù)特性和信息資料與基本元素組織起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)建筑過(guò)程的信息模型，即在建筑過(guò)程中產(chǎn)生的建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)，這其實(shí)是一種項(xiàng)目管理方法和技術(shù)創(chuàng)新。需要說(shuō)明的是，建筑信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)模型中的建筑數(shù)據(jù)包含的絕不僅僅是一個(gè)個(gè)分割的建筑信息，而是這些建筑信息之間已經(jīng)建立了一種對(duì)應(yīng)關(guān)系的模型，這些建筑信息模型是“活的”，是動(dòng)態(tài)的。在大型建筑的信息管理過(guò)程中，整個(gè)大型建筑的相關(guān)信息都直接儲(chǔ)存在建筑信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)模型中，各個(gè)建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)參數(shù)和信息是相互聯(lián)系的，我們可以輕松地實(shí)現(xiàn)建筑BIM 內(nèi)的數(shù)據(jù)和建筑相關(guān)信息的實(shí)時(shí)共享和信息交流，十分便捷。在一個(gè)大型建筑工程的整體設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)以及建筑信息管理的整個(gè)生命周期，BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)可以很好地滿足不同階段、不同管理人員的不同信息和數(shù)據(jù)收集需求以及交流活動(dòng)，可以有效地幫助他們完成設(shè)計(jì)任務(wù)；與此同時(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)任務(wù)完成時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和信息反饋，這些數(shù)據(jù)和信息又會(huì)重新進(jìn)入系統(tǒng)存儲(chǔ)到建筑數(shù)據(jù)庫(kù)中，如此往復(fù)。BIM 的應(yīng)用極大地豐富了建筑信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和信息管理知識(shí)，輕松地實(shí)現(xiàn)了BIM 系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和信息數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)化擴(kuò)大。BIM 的信息化管理流程促進(jìn)了建筑工程的順利開(kāi)展，縮短了施工工期，降低了建造成本，而且為建筑的安全和可持續(xù)發(fā)展提供了必備條件。

2 BIM 在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

相較一些傳統(tǒng)的建筑給排水工程設(shè)計(jì)的方法，BIM 的技術(shù)方法具有很大的獨(dú)特性和優(yōu)勢(shì)，并且受到越來(lái)越廣泛的重視。但是，隨著現(xiàn)代建筑BIM 技術(shù)應(yīng)用的不斷增多，給排水工程設(shè)計(jì)方法也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。

2.1 參數(shù)過(guò)多，難以修改

BIM 數(shù)據(jù)相當(dāng)于建筑給排水工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。BIM 有相當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，不僅查詢方便，而且這些信息可以幫助我們快速完成特定任務(wù)。然而，由于BIM 數(shù)據(jù)涉及的范圍廣泛，因此在項(xiàng)目實(shí)際操作過(guò)程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息量可能是非常大的，這些數(shù)據(jù)可能會(huì)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行多級(jí)劃分，最終結(jié)果可能導(dǎo)致過(guò)度精細(xì)化，信息系統(tǒng)出現(xiàn)難以維護(hù)的信息泄漏現(xiàn)象。

2.2 協(xié)同設(shè)計(jì)復(fù)雜

在大型建筑給排水工程設(shè)計(jì)中，BIM 的協(xié)同運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下2 個(gè)方面的協(xié)同設(shè)計(jì)內(nèi)容。首先要考慮鏈路運(yùn)行工作組協(xié)同模式，其次是鏈接運(yùn)行協(xié)同模式。這兩點(diǎn)都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。從第一點(diǎn)來(lái)看，當(dāng)排水管道處于一個(gè)工作組協(xié)同運(yùn)行模式時(shí)，在正常操作過(guò)程中，整個(gè)協(xié)同工作中獲取權(quán)限釋放和訪問(wèn)協(xié)同權(quán)限的操作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。而在采用第二種鏈路運(yùn)行協(xié)同模式時(shí)，難以及時(shí)做出全面的排水管道設(shè)計(jì)調(diào)整。此外，BIM 在其他地區(qū)也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)問(wèn)題，有必要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)解決這些問(wèn)題，靈活合理安排自己的設(shè)計(jì)方案。

3 BIM 在建筑給水排水工程設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

3.1 安裝模擬設(shè)計(jì)

安裝和模擬檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可視化是基于BIM 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中很重要的一部分。在給排水工程的前期施工圖設(shè)計(jì)階段，一般會(huì)出現(xiàn)很多的吊頂管道和排水線路，吊頂?shù)膮^(qū)域會(huì)使設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，容易導(dǎo)致資源浪費(fèi)和安裝設(shè)計(jì)不合理。這時(shí)，BIM 的可視化系統(tǒng)就可以充分發(fā)揮作用了，BIM 系統(tǒng)可以在三維設(shè)計(jì)角度下，編制和設(shè)計(jì)出較為科學(xué)、合理的系統(tǒng)施工進(jìn)度表，從而對(duì)其施工流程進(jìn)行合理有效的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

3.2 實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)

建筑給排水工程在設(shè)計(jì)時(shí)，如果充分運(yùn)用CAD，設(shè)計(jì)者便要將建筑的平面圖、立體結(jié)構(gòu)圖以及剖面結(jié)構(gòu)圖等與建筑有關(guān)的信息匯集到一起，對(duì)建筑的圖形信息進(jìn)行復(fù)原，再不斷根據(jù)分析和設(shè)計(jì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)組合中的主體結(jié)構(gòu)、梁高位置等信息進(jìn)行調(diào)整。CAD 在環(huán)境工程設(shè)計(jì)中，如果建筑給排水工程的設(shè)計(jì)工期較短，信息數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中大多會(huì)出現(xiàn)失真的異?，F(xiàn)象，將會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)給排水工程的施工。在目前的建筑給排水局部工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛的BIM，可在建筑給排水設(shè)計(jì)工程中直接建立一個(gè)傳遞建筑給排水信息的模型，通過(guò)建筑信息模型準(zhǔn)確地讀取與給排水工程相關(guān)的信息及數(shù)據(jù)，有效避免信息數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中出現(xiàn)失真的異常情況，可使建筑給排水工程信息的完整性與有效性得到保證。建筑給排水局部工程設(shè)計(jì)模型和其他土建工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)模型不同，建筑給排水工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)模型一般建立于土建工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)，而建筑給排水局部工程設(shè)計(jì)的模型實(shí)際上需要適當(dāng)?shù)匦薷?，如果建筑給排水局部工程設(shè)計(jì)的模型被修改，可能會(huì)直接影響一個(gè)樓層的建筑平面設(shè)計(jì)。因此，一般情況下是可以根據(jù)建筑樓層設(shè)計(jì)進(jìn)行建筑給排水工程設(shè)計(jì)的，但實(shí)際上又會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部件的聯(lián)系造成一定影響。

3.3 材料表自動(dòng)統(tǒng)計(jì)

以往對(duì)建筑給排水工程相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量與編制過(guò)程中，大部分采用的是根據(jù)CAD 設(shè)計(jì)自動(dòng)給出的圖紙進(jìn)行測(cè)量與編制統(tǒng)計(jì)，這種圖紙環(huán)境下的工作效率相對(duì)較低，而且較易出現(xiàn)圖紙計(jì)算錯(cuò)誤。若是出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤或者需要重新修改圖紙，就可能需要進(jìn)行再次統(tǒng)計(jì)，計(jì)算工作會(huì)更加復(fù)雜和困難。應(yīng)用BIM 技術(shù)后，可以充分結(jié)合BIM 自身設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能和特點(diǎn)，及時(shí)準(zhǔn)確地獲取排水工程相關(guān)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)材料的清單或者列表，有效地節(jié)省人力物力，提升工作效率。

3.4 管線綜合設(shè)計(jì)

BIM 可以直接反映三維管道系統(tǒng)集成后的管道凈空高度。在BIM 模型建立管道系統(tǒng)模型的每一個(gè)過(guò)程中，管道系統(tǒng)模型所呈現(xiàn)的三維管道系統(tǒng)模型展示的是建筑給排水管道的最真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)。建筑給排水工程設(shè)計(jì)師在繪圖中不僅能夠?qū)崟r(shí)觀察到三維模型圖中管道發(fā)生的各種碰撞沖突現(xiàn)象，而且還能夠在三維繪圖模型制作完畢后，采用碰撞檢測(cè)的方法和功能，或者是利用其他檢測(cè)軟件對(duì)管道進(jìn)行軟碰撞、硬碰撞的綜合檢測(cè)。其中，硬碰撞指的是碰撞沖突發(fā)生在某種物理的意義上，軟碰撞指的是設(shè)計(jì)師使用檢測(cè)器對(duì)空間、安裝以及檢修的軟件進(jìn)行校核。通過(guò)三維模型可以實(shí)時(shí)檢測(cè)BIM 三維給排水管道的碰撞沖突，并及時(shí)向其他建筑給排水管線設(shè)計(jì)師進(jìn)行反饋，保證設(shè)計(jì)修改和綜合設(shè)計(jì)調(diào)整的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，進(jìn)一步完善建筑給排水管線的綜合設(shè)計(jì)。

3.5 參數(shù)化設(shè)計(jì)

BIM 模型中所有的二維設(shè)計(jì)視圖、三維視圖、明細(xì)表、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表以及圖紙等設(shè)計(jì)內(nèi)容，會(huì)根據(jù)相同類型的建筑工程，以信息的形式在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)和保存。所以，當(dāng)對(duì)模型的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行修改時(shí)，其設(shè)計(jì)引擎可以在不同的位置上，如建筑的平面設(shè)計(jì)、剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、圖紙等；而且設(shè)計(jì)人員可以在不同的時(shí)間和條件下隨時(shí)對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改和補(bǔ)充，而參數(shù)修改后的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息都會(huì)隨之立即發(fā)生改變和更新。在進(jìn)行建筑以及給排水工程設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行這種參數(shù)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要基于2 個(gè)方面的考慮：一是因?yàn)樗軌驅(qū)IM 模型中引入的計(jì)算機(jī)起到一定的技術(shù)輔助和指導(dǎo)作用；二是這種參數(shù)化的概念可以在設(shè)計(jì)人員表達(dá)模型的內(nèi)容和形式上得到體現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，BIM技術(shù)越來(lái)越廣泛地運(yùn)用于建筑給排水工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。此技術(shù)的廣泛應(yīng)用，彌補(bǔ)了以往建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的不足，提升了建筑給排水工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。因此，對(duì)建筑給排水工程設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究具有重要的意義。