建筑給排水設(shè)計(jì)BIM實(shí)踐

崔正令

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030002）

前言

對(duì)于給排水設(shè)計(jì)而言，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中通常采用CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于CAD軟件是二維思維，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要將項(xiàng)目進(jìn)行拆分才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，該方式的工作效率以及質(zhì)量不是很高，而隨著BIM軟件的出現(xiàn)，能夠解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手法存在的問題，BIM軟件主要是三維思維模式，在設(shè)計(jì)過程中它可以全面的對(duì)施工圖設(shè)計(jì)與日照節(jié)能、方案設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，這對(duì)提高項(xiàng)目的質(zhì)量效率有著重要的作用，因此，BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義重大。

1 BIM概述

“建筑信息模型”是BIM的全稱，而BIM技術(shù)的實(shí)施主要是將整體給排水項(xiàng)目的某項(xiàng)基本構(gòu)件與施工工序看做一個(gè)基本元素，同時(shí)在結(jié)合元素的數(shù)據(jù)與特性以及物理化特征，形成一個(gè)建筑形象模型，它也可以稱為數(shù)據(jù)資料庫，數(shù)據(jù)資料庫它能夠?qū)⒔ㄖ脑嘏c特征體現(xiàn)使其能夠相互配合使用，并且將數(shù)據(jù)集成在BIM數(shù)據(jù)庫中，而通過該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳遞以及信息共享。

2 BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中實(shí)踐

2.1 可視化設(shè)計(jì)

對(duì)于傳統(tǒng)的建筑給排水工程設(shè)計(jì)來說，它的資料整理設(shè)計(jì)都是通過CAD平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)它的展示方式主要采用立面圖和平面圖、剖面圖等方式展示，而在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合這些圖形對(duì)實(shí)際的情況進(jìn)行還原，并且還需要結(jié)合項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)確定安裝的位置，所以，在遇到給排水結(jié)構(gòu)復(fù)雜的區(qū)域，該技術(shù)的應(yīng)用信息數(shù)據(jù)傳遞就會(huì)出現(xiàn)三維失真，嚴(yán)重的影響到了設(shè)計(jì)質(zhì)量，而不同的是通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，它可以直觀實(shí)現(xiàn)的通過軟件，將數(shù)據(jù)的傳遞控制，提高了數(shù)據(jù)的有效性和真實(shí)性。另外，一個(gè)給排水工程的設(shè)計(jì)它通常會(huì)存在差異性，在設(shè)計(jì)過程中由于給排水工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并且給排水的系統(tǒng)之間會(huì)存在差異性，因此，在設(shè)計(jì)中若對(duì)土建的局部進(jìn)行修改就會(huì)影響到整個(gè)樓層的平面，而采用BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以將數(shù)據(jù)集合起來建模，形成一個(gè)可視化的模型，這樣模型總能夠直觀的對(duì)需要修改的地方修改，大大的提高了設(shè)計(jì)效率。

2.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

通常情況下，簡單的設(shè)計(jì)內(nèi)容都是采用CAD平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的，但是CAD平臺(tái)終究是一個(gè)繪圖工具，不能夠加載一些系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)形式，而對(duì)于給排水工程設(shè)計(jì)來說，它包含的內(nèi)容是很多的，不僅需要對(duì)電氣電荷計(jì)算同時(shí)還需要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算，所以CAD平臺(tái)難以滿足要求，而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，主要是在系統(tǒng)中能夠?qū)⑺械臄?shù)據(jù)結(jié)合，使其能夠在模型中體現(xiàn)，例如，能夠直觀的修改水泵的尺寸、規(guī)格等等同時(shí)還可以讓其他專業(yè)進(jìn)行隨時(shí)檢查，在設(shè)計(jì)過程中，若進(jìn)行水泵參數(shù)的修改后，那么電氣專業(yè)的符號(hào)也會(huì)隨之改變，這樣各個(gè)專業(yè)的工作都能夠按照建筑形象模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，該方式能夠簡化工作量，提高工作的協(xié)同性。

2.3 管道綜合

在給排水設(shè)計(jì)階段，通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員能夠擺脫繁雜的拍圖過程，同時(shí)，在模型上還可以直觀的將管道綜合后的凈空高度確定，大大的提高了設(shè)計(jì)效率，同時(shí)，在模型中還能夠直觀的觀察到管道綜合出現(xiàn)的碰撞問題，同時(shí)還可以對(duì)碰撞發(fā)生的后果進(jìn)行試驗(yàn)檢測，能直接將存在的問題找出，實(shí)現(xiàn)了高效、快速的修改調(diào)整。

2.4 參數(shù)化設(shè)計(jì)

針對(duì)給排水工程實(shí)際來說，在傳統(tǒng)的水力計(jì)算中很多設(shè)計(jì)人員都是在Exce1或其他軟件采用公式進(jìn)行編制與計(jì)算的，但是通過BIM技術(shù)的應(yīng)用后，能夠在模型中直接將相關(guān)設(shè)備與衛(wèi)生器具的數(shù)據(jù)計(jì)算，同時(shí)還能夠進(jìn)行直接修改，例如，在某一處信息修改后，后面的相關(guān)參數(shù)也會(huì)隨著修改數(shù)據(jù)的變化而變動(dòng)，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)只需要將設(shè)定好后的管道摩阻等特性參數(shù)設(shè)置，那么在修改管徑尺寸大小上可以通過軟件直接調(diào)整出來，大大的減少了計(jì)算步驟。

2.5 材料表統(tǒng)計(jì)

針對(duì)于給排水工程材料表統(tǒng)計(jì)的編制，傳統(tǒng)的方式都是采用CAD圖紙進(jìn)行測量與統(tǒng)計(jì)的，該方式比較繁瑣同時(shí)取得的效果不好，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，并且在修改圖紙時(shí)系統(tǒng)需要進(jìn)行重新計(jì)算，顯得非常復(fù)雜，而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠隨時(shí)獲取真實(shí)、可靠的材料清單，這主要是BIM它本身是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，因此在材料表統(tǒng)計(jì)上能夠直接的獲取數(shù)據(jù)。

2.6 安裝模擬

建筑給排水設(shè)計(jì)其主要目的在于能夠在施工過程中給出有效指導(dǎo)方案，而在給排水工程施工是，由于經(jīng)常會(huì)遇到一些情況非常復(fù)雜的區(qū)域，例如：在吊頂區(qū)進(jìn)行施工時(shí)，由于工種之間存在的差異性，使得空間過擠，這種情況就會(huì)出現(xiàn)很多不必要的資源浪費(fèi)情況，同時(shí)還會(huì)影響到整體工程的施工進(jìn)度。而通過BIM技術(shù)的應(yīng)用能在三維設(shè)計(jì)中間降工期的概念引入，同時(shí)還能夠?qū)⒑侠淼陌惭b進(jìn)度表設(shè)計(jì)出來并且能夠直觀的模擬安裝施工，同時(shí)可以全面的驗(yàn)證安裝的內(nèi)容是否合理。工種之間的配合是是否存在問題等等，減少人為設(shè)計(jì)失誤出現(xiàn)施工變更的情況，大大的提高了施工效率。

3 工程實(shí)例

以下以衛(wèi)生間給水管道設(shè)計(jì)內(nèi)容為研究對(duì)象，分析（衛(wèi)生間給水管道）的三維設(shè)計(jì)過程中。

3.1 放置衛(wèi)浴裝置

三維設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，它們存在的不同點(diǎn)在于：省略了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的畫圖點(diǎn)、線面等常規(guī)的線條，設(shè)計(jì)時(shí)直接采用族對(duì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行繪制（比如：墻、水泵、門、洗臉盆等），并且在完善這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上將模型構(gòu)建。

3.2 創(chuàng)建給水系統(tǒng)

在創(chuàng)建給水系統(tǒng)過程中，首先需要在項(xiàng)目瀏覽器中間系統(tǒng)的衛(wèi)浴裝置選擇，本文的實(shí)例主要選擇選擇洗臉盆和座便器為研究對(duì)象，當(dāng)目標(biāo)選擇后，單擊“創(chuàng)建給水系統(tǒng)”該步驟的實(shí)施同一個(gè)系統(tǒng)中的衛(wèi)生器具屬于邏輯性的連接方式。

3.3 生成管道布局

首先，在給水系統(tǒng)中單擊“衛(wèi)生器具”，然后選擇“生成布局”，到達(dá)該步驟后系統(tǒng)會(huì)提出多種的管道布局方案，若方案不符合要求，則可以選擇其中一個(gè)方案進(jìn)行修改。同時(shí)，在“生成布局”項(xiàng)目上，單擊“完成”，從而將布局轉(zhuǎn)變成剛性管道，此步驟主要將連接邏輯轉(zhuǎn)變成物理連接。

3.4 向給水系統(tǒng)增加衛(wèi)生器具及管道

在該步驟中向給水系統(tǒng)增加衛(wèi)生器具以及管道的方法主要是通過兩種辦法實(shí)現(xiàn)的：

方法1：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編輯，在給水系統(tǒng)中將需要添加的衛(wèi)生器具增加到其中，將邏輯連接建立；然后就會(huì)形成一個(gè)布局。

方法2：管道繪制可以直接在增加衛(wèi)生器具的連接點(diǎn)開始，并且該過程一直到管件的結(jié)口位置。

對(duì)于方法1來說，通常在增加比較多的衛(wèi)生器具的環(huán)境下適用；而方法2它主要是在管道轉(zhuǎn)折條件多的環(huán)境下適用，但是針對(duì)一些有坡度的排水管環(huán)境，采用方法2比較難以連接管道和管件。

4 BIM在給排水設(shè)計(jì)方面目前存在的問題

（1）當(dāng)前，BIM技術(shù)它還沒有形成滿足施工標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則。

（2）BIM協(xié)同設(shè)計(jì)它主要分成工作集和鏈接模式，而前者在工作中它在獲取權(quán)限與釋放過程中相對(duì)麻煩，而后者在管道綜合調(diào)整時(shí)也相對(duì)繁瑣。

（3）BIM技術(shù)應(yīng)用其期望是能夠在設(shè)計(jì)化解與施工環(huán)節(jié)以及概預(yù)算等環(huán)節(jié)滲透，但是，由于數(shù)據(jù)過大且分類的方式較多，在修改是存在一定難度，同時(shí)，存在較多的冗余信息。

（4）在管道與系統(tǒng)計(jì)算之前，必須要建立邏輯連接與物理連接，一旦存在一處連接不好，就會(huì)不能進(jìn)行有效的計(jì)算。

5 結(jié)語

總而言之，在建筑給排水設(shè)計(jì)過程中通過BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠切實(shí)的提高了設(shè)計(jì)效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量，能改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手法存在的不足問題，但是值得注意的是雖然BIM具備很多優(yōu)勢，但是在實(shí)踐過程中還是存在一些問題，因此，在給排水設(shè)計(jì)時(shí)需要嚴(yán)格的做好每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)控制，保證BIM技術(shù)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的功能，提高建筑給排水設(shè)計(jì)水平。