淺談BIM技術(shù)下的給水排水工程設(shè)計(jì)

葛宏偉

給水排水的工程設(shè)計(jì)對于工程建筑設(shè)計(jì)至關(guān)重要，尤其在污水廠與水廠擴(kuò)建方面尤為重要，一般考慮節(jié)能減排與環(huán)境污染等因素，所以在污水廠與水廠改造、擴(kuò)建設(shè)計(jì)過程中，需要高度重視工程的深度處理。通常影響設(shè)計(jì)效率的主要是設(shè)計(jì)人員工作的效率，目前設(shè)計(jì)人員采用的設(shè)計(jì)方式一般包含效果圖與圖紙，一些大型改造、擴(kuò)建工程，為了節(jié)省工程造價(jià)，應(yīng)將效果圖做成動(dòng)畫，讓施工人員更好的了解工程設(shè)計(jì)要素，從而保證工程施工質(zhì)量。

1 BIM 的技術(shù)分析

BIM 的技術(shù)也就是工程建筑的信息技術(shù)簡稱，其一般指和工程建筑項(xiàng)目中的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、基本構(gòu)建、相關(guān)數(shù)據(jù)與施工工序有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成建筑信息的模型，從而建立工程建筑數(shù)據(jù)的資料庫，信息數(shù)據(jù)庫充分反映了工程建筑元素與物理、化學(xué)特性間的相關(guān)性。將BIM 應(yīng)用在工程建筑的給水排水設(shè)計(jì)中，可便于建筑數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，加之，建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)之間具有關(guān)聯(lián)，這樣能夠在BIM 數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)信息共享與傳遞。此外，BIM 的數(shù)據(jù)庫構(gòu)建對于給水排水的工程有著重要意義，例如：在BIM 的數(shù)據(jù)庫中能夠查找給水排水施工所需數(shù)據(jù)，可以簡化數(shù)據(jù)收集過程，并且提高施工效率。

2 在給水排水工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)的問題

（1）滿足國內(nèi)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建比較少，庫存也不完善。

（2）二維圖紙的生成功能比較弱，還需要進(jìn)行重復(fù)深化。

（3）BIM 技術(shù)參數(shù)主要包含物業(yè)管理、設(shè)計(jì)、工程施工與概預(yù)算等環(huán)節(jié)。但是過多參數(shù)會(huì)導(dǎo)致分類分級方式比較多，參數(shù)修改比較復(fù)雜，同時(shí)有過多冗余的信息。

（4）BIM 的協(xié)同設(shè)計(jì)一般包含兩類模式，鏈接模式與工作集。其中鏈接模式條件下管道調(diào)整比較麻煩；工作集下權(quán)限釋放和獲得比較繁瑣。

（5）與國內(nèi)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相符合的機(jī)械設(shè)備、管道與管件等較為缺乏。

（6）數(shù)據(jù)的流通問題，相關(guān)分析軟件接口不完善。

（7）在進(jìn)行系統(tǒng)與管道計(jì)算之前，管道和設(shè)備、器具之間建立物理、邏輯連接。一旦其中一個(gè)管道沒有連接好，容易導(dǎo)致系統(tǒng)計(jì)算受到影響。

（8）BIM 的設(shè)計(jì)未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

（9）建成項(xiàng)目單體的構(gòu)筑物重復(fù)利用的難度較大，無法將變量設(shè)置在建成項(xiàng)目中。

3 在給水排水工程施工中所應(yīng)用的BIM 技術(shù)

3.1 材料表統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)

在編制給水排水的工程材料表時(shí)，大多數(shù)是按照CAD 圖紙來進(jìn)行測量和統(tǒng)計(jì)，但是該方式較為復(fù)雜，在很大程度上會(huì)影響到工作的效率，極其容易發(fā)生錯(cuò)誤，并且一旦對圖紙進(jìn)行修改，進(jìn)行二次統(tǒng)計(jì)時(shí)會(huì)變得比較復(fù)雜與困難。但是應(yīng)用BIM 的技術(shù)可以獲得不一樣的效果，因?yàn)锽IM 技術(shù)自身具有數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，可以隨時(shí)隨地獲得有效材料表的清單，這樣不僅便于工程施工的進(jìn)行，而且可以便于工程項(xiàng)目成本的預(yù)算工作開展。

3.2 設(shè)計(jì)安裝模型

在給水排水工程施工過程中，工程施工較為復(fù)雜，需要進(jìn)行線路與管道安裝，加之，吊頂區(qū)域施工較為復(fù)雜，這在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，容易導(dǎo)致資源浪費(fèi)，延誤工程施工進(jìn)度。將安裝模型的設(shè)計(jì)引入BIM 的模型中，能夠?yàn)榻o水排水工程施工提供有效指導(dǎo)。此外，在具體施工中，應(yīng)在BIM 的模型中引入時(shí)間維度，同時(shí)編制安裝的進(jìn)度表，同時(shí)應(yīng)用模型來實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的可視化效果。通過編制科學(xué)工程的進(jìn)度表，能準(zhǔn)確把握給水排水的整體，便于對全局進(jìn)行規(guī)劃，從而簡化設(shè)計(jì)與安裝流程，減小設(shè)計(jì)的變更率，盡可能提高給水與排水工程施工的效率。

3.3 管線的綜合

在傳統(tǒng)管線設(shè)計(jì)過程中，將圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成以后，需要進(jìn)行對圖，防止因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員沒有及時(shí)創(chuàng)新建筑的條件、設(shè)計(jì)的周期過長與修改的次數(shù)過多等因素造成工程設(shè)計(jì)達(dá)不到要求。而在BIM 的環(huán)境對圖過程中，應(yīng)用Revit 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以后，各個(gè)專業(yè)將NWC 的文件導(dǎo)出，可以在Navisworks 中發(fā)現(xiàn)一些不合理的設(shè)計(jì)地方，并標(biāo)示處理，具體從圖1 中可以看出，首次完成管線碰撞的調(diào)整之后，保證原來避讓管線恢復(fù)到原狀。

圖1 管道的審閱

3.4 BIM 協(xié)同工作優(yōu)勢

通常協(xié)同工作，一般包含成本計(jì)算、能量分析與碰撞檢查；工程施工現(xiàn)場安全、進(jìn)度跟蹤；投入使用后維護(hù)管理與運(yùn)營管理；工程投入使用以后的拆除、翻新與改造等。BIM 技術(shù)可以綜合全部工程建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)的部門，可以給建設(shè)項(xiàng)目施工過程提供一些精準(zhǔn)服務(wù)。此外，在二維的設(shè)計(jì)過程中，一般通過建筑專業(yè)給其他專業(yè)提供建筑先決條件，這樣便于各專業(yè)按照自身需反提建筑條件，一直到完成設(shè)計(jì)的工作。而且在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，由于技術(shù)與軟件局限性，各個(gè)部分的設(shè)計(jì)人員無法進(jìn)行協(xié)同化的工作，這樣勢必會(huì)引起非必要性的修改、溝通缺乏等問題，影響到設(shè)計(jì)隊(duì)伍工作的效率。但是應(yīng)用BIM，可以進(jìn)行協(xié)同工作，建立信息化的模型。專業(yè)的設(shè)計(jì)人員需要有針對性地設(shè)計(jì)信息模型，把管道信息、設(shè)備構(gòu)件設(shè)置在模型中，這樣方便設(shè)計(jì)人員及時(shí)了解各專業(yè)交叉碰撞的情況、設(shè)備參數(shù)的設(shè)計(jì)的進(jìn)度等。

3.5 協(xié)同的設(shè)計(jì)

在協(xié)同設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM，可以提高工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的質(zhì)量。其中，在Revit 的環(huán)境下協(xié)同主要包括工作集與鏈接的協(xié)同。而鏈接協(xié)同無法修改鏈接的文件，而工作集的協(xié)同對于管線的管理比較方便，但是權(quán)限釋放和獲取比較繁瑣。因此，專業(yè)之間的協(xié)同主要使用鏈接的協(xié)同，而專業(yè)內(nèi)主要使用工作集的協(xié)同。

3.6 參數(shù)化的設(shè)計(jì)

從Revit 模型來看，二維視圖、明細(xì)表與三維視圖等均可在工程建筑模型之中表現(xiàn)信息形式。若對Revit 模型參數(shù)化進(jìn)行修改，相關(guān)Revit 模型引擎能夠修改模型視圖與明細(xì)表等，及地更新修改信息，保證模型處于正常運(yùn)作的狀態(tài)。如：在進(jìn)行給水排水工程平面設(shè)計(jì)過程中，需合理配置消火栓、噴頭等，而且這類設(shè)備數(shù)量容易產(chǎn)生變化，這就需要嚴(yán)格解決以上問題，對材料表進(jìn)行修整，提高給水排水工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。此外，給水排水的工程進(jìn)行參數(shù)化的設(shè)計(jì)，在BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)方面有著輔助性的作用。如：在傳統(tǒng)給水排水的工程設(shè)計(jì)中，需專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行水力計(jì)算，而應(yīng)用BIM 能夠直接獲取相關(guān)設(shè)備與衛(wèi)生器具信息，從而方便設(shè)計(jì)人員全方面了解給水排水工程施工情況，從而提高工程設(shè)計(jì)效率。

3.7 可視化技術(shù)

在傳統(tǒng)的CAD 設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行給排水的設(shè)計(jì)前，要嚴(yán)格檢查建筑專業(yè)立面、平面與剖面圖以及結(jié)構(gòu)專業(yè)梁柱圖，再在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)三維的模型。但由于工程設(shè)計(jì)周期的原因，相關(guān)給水排水的設(shè)計(jì)人員無法拿到完整建筑結(jié)構(gòu)的條件圖，這會(huì)導(dǎo)致完整項(xiàng)目信息被割裂，致使建筑信息真實(shí)性得不到保障。而應(yīng)用Revit 的設(shè)計(jì)，可以保證建筑信息的真實(shí)性與可靠性，便于設(shè)計(jì)人員把控與理解工程建筑系統(tǒng)，同時(shí)給修改帶來便利，具體從圖2 中可以看出。

圖2 消火栓三維模型圖

4 結(jié)語

總而言之，在給水排水工程中應(yīng)用BIM 非常重要，首先BIM能可以把線條式設(shè)計(jì)圖紙改變成三維立體建筑的模型，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程視覺的效果，防止出現(xiàn)平面線性的設(shè)計(jì)失誤。此外，給水排水工程內(nèi)部設(shè)計(jì)主要由設(shè)計(jì)師完成，而很多設(shè)計(jì)師間缺少溝通，造成設(shè)計(jì)內(nèi)容出現(xiàn)碰撞問題，使工程施工受到影響。但是，應(yīng)用BIM 的技術(shù)可以避免以上問題，同時(shí)該技術(shù)能夠進(jìn)行模擬化的操作，從而保證工程建筑質(zhì)量。

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