BIM技術在建筑給排水設計中的應用

楊洋

（中國瑞林工程技術有限公司，江西南昌 330031）

BIM技術在建筑給排水設計中的應用

楊洋

（中國瑞林工程技術有限公司，江西南昌 330031）

結合江西師范大學附屬中學濱江校區項目辦公樓設計，闡述BIM技術在建筑給排水設計可視化模擬、協同設計、管線綜合、碰撞檢測中的應用，指出該技術在現階段應用存在的問題，并對該技術的應用前景進行展望。

BIM；可視化模擬；建筑給排水；協同設計；碰撞檢測

BIM(Buiding Information Modeling）即建筑信息模型，核心是在計算機中建立虛擬的建筑工程三維模型,同時利用數字化技術，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫[1]。BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等特點。從工作模式上看,以CAD為主的傳統設計平臺為了表達需要不得不把項目進行拆分；而BIM設計平臺貫穿各個設計環節，從規劃設計、方案設計、施工圖設計、管線綜合、綠色建筑、日照節能等多方面同時進行工作,更注重各專業之間的協同和項目全周期的信息管理。

江西師范大學附屬中學濱江校區項目的辦公樓設計采用了BIM技術。該項目建設地點位于南昌市紅谷灘鳳凰洲地塊,其中辦公樓共10層(底層架空），建筑面積為14 722.58 m2(含4 531.48 m2地下車庫),建筑高度為36 m,屬二類高層公共建筑[2]。建筑物內給排水管道、消防管道、電纜橋架和風管錯綜復雜,地下室管線之間的關系復雜程度更為突出。

1 應用

BIM技術有多款軟件,該項目采用的是歐特克公司的 Reivt 2014和 Navisworks Manage 2014。Reivt 2014 包 括 了 Revit architecture、Revit structure、Revit MEP,其中Revit MEP包括了給排水、暖通和電氣自動化設計。下面結合該項目闡述BIM技術的應用。

1.1 族

Revit項目是由族組成。族是最基本的單元組成形式,是附加了數字信息的模型。如圖1所示,在潛污泵的族屬性當中包括了泵的尺寸、電壓、流量和生產廠家等信息。此類信息可以由廠家提供,設計人員輸入，或者由甲方根據設計和項目需求采購設備之后輸入,以方便日后統一運行管理。給排水設計師在給其他專業提條件時間實現無縫對接,對方只要點擊查看族屬性，就能得到相關信息,保證了條件的完整與準確性。

圖1 潛污泵的族

1.2 可視化

在傳統CAD設計中,給排水設計師在設計之前,需要查看建筑專業的平、剖、立面圖，結構專業的梁柱圖,然后在腦海中構建項目的三維模型。而往往由于設計周期等原因,給排水設計師拿不到完整的建筑結構條件圖，一張張平面容易把完整的項目信息割裂,從而導致傳遞到設備專業的建筑信息失真。利用Revit設計,保證了所見即所得,有利于設計師對系統的理解及把控,并且修改起來極其便利,如圖2消火栓系統的三維模型所示。而傳統設計模式以樓層劃分平面,割裂各個系統內部的聯系,細小的修改需要打開多個圖紙。

圖2 消火栓系統的三維模型

1.3 協同設計

BIM技術應用于協同設計可提高項目的設計質量。在Revit環境下的協同包括鏈接協同和工作集協同。鏈接協同不能修改鏈接文件，工作集協同可以方便管理管線，但權限的獲得與釋放較為繁瑣。所以專業間協同采用鏈接協同，專業內利用工作集協同。由于本次設計建筑面積只有1.4×104m2,暖通和給排水專業采用工作集的方式協同；給排水專業與建筑、結構、電氣專業之間采用鏈接協同,當建筑專業修改完條件同步至服務器之后，給排水專業重新載入其中心文件即可。同樣電氣專業在查看給排水專業條件時，可以得到完整、統一和準確的條件(圖3)。

圖3 協同方式

1.4 管線綜合

在傳統設計中，圖紙設計完整后各個專業會在一起對圖，以避免由于設計周期長、修改次數多、設計人員未及時更新建筑條件導致的各個專業之間的條件不一致。在BIM環境的對圖階段，利用Revit完成圖紙后，各專業導出NWC文件，在Navisworks中通過漫游等不同功能在感官上發現設計不合理的地方，再通過審閱功能對其進行標示，如圖4所示，第一次調整完管線碰撞之后，原來避讓的管線需要恢復原狀。每個圖元對應著一個ID，必要時，可查詢每個不合理圖元ID回到Revit中進行修改,保證每個設計都既符合規范又科學合理。

圖4 管道審閱

地下室集合了給排水管線、暖通風管和電纜橋架，通過簡單地定制各專業標高并不能避免管線之間的碰撞，由此導致地下室管線安裝難度大，返工率高，增加了業主基建費用。利用Navisworks中的碰撞檢測能檢測出管線之間碰撞問題，并提前進行處理。當然在前期簡單的漫游也能發現很多管線之間的碰撞,給排水專業與其他專業之間的碰撞檢測包括水與結構、水與電氣、水與暖通，如圖5所示。通過Navisworks漫游和碰撞檢測，查找碰撞圖元，再通過圖元ID，回到Revit中對模型進行修改。雖然利用Navisworks能夠檢測出所有的碰撞，筆者認為不是所有的碰撞都需要修改，如何修改、修改的程度，應由項目需求、周期長短決定。

圖5 管線碰撞

2 存在問題

目前BIM技術在給排水設計應用中存在一些問題：1)生成二維圖紙功能較弱,需二次深化；2)族庫不夠完善,缺少符合中國建筑設計標準的族構件；3)缺少水量和管徑的計算功能。BIM技術在推廣過程中難免會遇到困難,但隨著BIM技術的不斷成熟, Revit軟件的本土化,以上這些問題遲早會解決。

3 結語

建筑給排水設計中通過BIM技術建立給排水三維模型,幫助設計師對項目整體進行把控；BIM之間的協同設計保證了建筑條件圖的準確性,提高了協同效率;利用Navisworks碰撞檢測,提前處理好管線之間的關系,減少設計變更,節約基建費用。當前BIM技術只在設計階段使用,進行管線綜合，在后續施工階段和運營階段還將利用BIM模型進行施工模擬和維護管理等以實現BIM全生命周期的應用[3]。

[1] 過俊.BIM在國內建筑全生命周期的典型應用[J].建筑技藝,2011(1/2):95–99．

[2]GB 50045-95(2005版),高層民用建筑設計防火規范[S]．

[3] 秦軍.建筑設計階段的BIM應用[J].建筑技藝,2011(Z1): 160-163．

Application of BIM Technology in Design of Building Water Supply&Drainage

YANG Yang
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

By Combining with Design of Binjiang campus(affiliated middle school of Jiangxi Normal University)office buildings project,the paper introduces the applications of BIM technology in visual simulation,cooperative design,and pipeline layout and collision dection of building water supply&drainage design,puts forward the problems existed in the existing stage,and gives prospect to application trend of this technology.

BIM;visual simulation;building water supply&drainage;cooperative design;collision detection

TP391.72

B

1004-4345(2015)01-0048-03

2014-05-08

楊 洋(1989―),男,主要從事建筑給排水設計工作。