建筑給排水設計中BIM技術的應用研究

李宗霖

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建筑給排水設計中BIM技術的應用研究

李宗霖

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BIM技術的發展給建筑給排水管道設計行業帶來了技術上的革新，通過信息數據分析與可視化的工作原理，有效解決了大項目以及復雜項目的管線綜合設計問題，尤其對檢查管線的碰撞交叉、管材的信息量統計有著重要的作用。

BIM技術；建筑給排水；交叉碰撞運用

引言

建筑給排水管道設計中常因為多專業配合等問題產生管道、管網的交叉碰撞，如果前期不解決這些問題就會影響后期的施工與使用。建筑信息模型(BIM)技術可以有效解決管道設計的交叉碰撞問題，并可以在設計過程中對管線進行綜合的、可視化的信息管理，被越來越多的工程設計單位采用并得到有效推廣。實踐證明，在建筑給排水設計前期以BIM技術為基礎，采用三維信息模型軟件可以有效消除給排水管線交叉所導致的工程隱患，對建筑管材的信息量統計可以有效節約成本，提高工程設計效率。

1、BIM技術及其在建筑給排水工程設計中的發展現狀

BIM的建模過程就是依托計算機對建筑模型進行信息輸入，利用計算機進行三維設計和可視化模擬施工。在二維設計時期，建筑模型的信息量很小，甚至沒有信息量。而BIM設計對建筑模型的要求高、信息量大，利用BIM對建筑設計、結構、給排水設計進行前期的信息化建模，很多二維設計呈現不出或者觀察不到的錯誤可以很直觀地表現出來。在BIM三維信息軟件中，給排水設計師可以將建筑基本模型所使用管材的熱工參數、尺寸輸入到計算機中，計算機就可以對一棟甚至一個區域內的建筑管線布置情況以圖表示出來，也可以在很短時間內統計出所需要的管材用量，非常便利。

2、BIM三維信息軟件的選擇

和傳統二維設計軟件一樣，BIM技術同樣依托于軟件，只是軟件的信息化處理程度更高。在建筑給排水管道設計中常常用到的三維信息BIM軟件有很多，這里只介紹其中一種REVIT-MEP，REVIT-MEP軟件在處理建筑給排水管線設計中具有以下幾個特點：

(1)模塊化的專業劃分。工程設計涉及很多專業，給排水設計也需和其他專業配合，REVIT-MEP可將各專業常用的數據與配套的構配件在軟件中模塊化，通過一體化和集中的模塊管理，使得給排水設計人員高效完成設計，而不需掌握其他專業設計軟件。(2)設計自由化、集成化與個性化。REVIT-MEP信息軟件中，給排水設計師完全可以建立自己的構件庫、自己添加或者收藏自己的信息庫，而無需在用的時候再去收集。這給設計師很自由的設計空間，設計師還可以自己定制并分享給平臺上的其他設計人員。(3)Navisworks解決方案。軟件自帶的解決方案可以運行項目參與方對設計模型進行參數的整合、數據共享以及評價。更重要的是Navisworks解決方案對管線的碰撞交叉進行了優化，并迅速查找出出錯位置和出錯點的信息，幫助設計師很快定位。

3、BIM技術在建筑給排水管道設計中的運用實踐

以某建筑實例為研究對象，通過對其給排水管道系統進行三維信息化建模，來處理其管道碰撞與交叉問題和管材的數量統計問題。整個過程分為前期準備、模型構建、管線碰撞與檢查優化、管線計量四個方面。

3.1 前期準備

前期準備階段包括建立信息模型初始文件、建立工作集、導圖和定位等工作。依托MEP軟件，將給排水設計的信息輸入到初始建立的模型中，這些信息包括建筑信息、管材尺寸、類型、敷設方式、衛生器具與管材的關系等。接著將三維信息模型的標高信息、軸線定位信息與建筑模型、結構模型進行比對，核實匹配度。

3.2 模型與軸線的構建

BIM初始模型搭建成功后，將給排水設計專業的工作面與其他專業的工作面對位，鎖定標高信息，根據前期二維設計的基本參數，完善模型信息，為后期的驗算做好準備。確認二維設計模型沒問題后，可以直接調取二維模型的軸線作為BIM三維模型的軸線。必要時要增加軸線，以保證三維模型的準確性與詳細度。

3.3 安裝衛生器具和排水管道

在建筑的給排水設計中，有蹲便器、坐便器、洗面臺、浴缸等衛生器具，不同類型的衛生器具安裝方式與安裝的高度、角度等有差異。管線的安裝涉及排水橫管、立管和支管的位置、高程、坡度等信息，首先應對這些不同類型的管道的參數進行設定，也可以先選定一個在后期再調整與修改。排水立管對平面和立面都要考慮到，最主要的是基點位置要考慮清楚，否則會影響整個管線的布置。

3.4 管線碰撞交叉檢查

給排水管道的初始三維信息模型建立完成后，接著就能進行管線碰撞檢查的任務了。REVIT-MEP軟件集成了自動碰撞檢查的功能，信息輸入完整了，可利用Navisworks進行檢查，當然在此過程中也可以對發現的模型錯誤問題進行及時調整，持續優化。具體來說檢查的步驟包括：利用軟件將模型中的排水管道和結構構件文件導出來并添加到Navisworks組件中;在Navisworks參數面板中選定需要檢查碰撞的對象——如該例中的排水管道和框架柱、框架梁，在碰撞類型一欄選擇硬性碰撞，即接觸性碰撞，在對話窗口中設置好參數，點擊開始運算便可在短時間內得到所檢查區域(建筑或建筑群)內的管線碰撞數量，當然如果不能計算則是模型設置有問題，可以反過來調整模型;在分析和檢查后，軟件可以自動生成檢查報告，還可以生成與碰撞對應的圖像和信息點坐標，設計師可以根據報告內容對管線重新優化設計。

3.5 管線計量

管線計量仍可以通過BIM技術進行分析和計算。再接著上一步對建筑模型的碰撞問題修復完善后，可以統計在整個設計過程中的管線和給排水構件的數量。

4、結語

BIM技術在工程給排水設計中的優勢越來越明顯，尤其在處理和解決一些大型綜合樓、復雜的給排水設計中更容易使用。當然，BIM技術在該案例中主要解決的問題是管線碰撞檢查和管材用量統計，在其他方面有著更廣泛、更深入的應用。

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[2]王俊，徐崢.BIM標準對市政給排水專業的指導[J].中國給水排水，2016(5)

[3]趙吉.探究BIM在建筑給排水工程設計中的應用[J].中華民居旬刊，2016(23).