BIM技術在建筑給排水工程設計中的應用

查湘義

（遼寧省交通高等專科學校 建筑工程系，遼寧 沈陽 110122）

BIM又稱建筑信息模型（Building Information Model）[1]。在BIM上構建各個專業相互協同的平臺，將與建筑相關的信息儲存在這個平臺上，從而可以實現建筑各個專業準確傳遞信息、及時共享資料。從建設項目決策開始，到項目的設計、施工、運行和管理等各個階段，每一個階段的技術人員可以根據自己的需求從BIM中得到自己所需要的信息，同時把各個階段的信息在BIM 平臺上相互傳遞和有效共享，從而可以大大提高建設項目的生產效率，并降低建設項目的生產成本。

一、BIM技術的應用現狀

對于以CAD為主要制圖工具的設計時期，CAD是用來繪制建筑的設計圖紙，其圖形中所表現的建筑信息是有限的，缺乏可以相互協同和運算的信息。BIM技術所創建的建筑信息模型可以實現以參數為基準的建筑構件的互動關系，整個設計內容都是相互關聯的，若設計中某一個部位需要修改，則與之相關的其他構件自動變更參數，從而使建筑設計變得更為便利和高效。澳大利亞墨爾本的Eureka大廈，總高度300m，是利用BIM理念設計的工程項目之一。設計圖紙基于BIM的3D模型直接生成，模型上的任何建筑構件的修改都會使相應的施工圖自動更新。這樣就為這個規模和成本巨大的項目中節省了大量時間并獲得可觀的經濟效益。我國的奧運會國家游泳中心工程由中國建筑工程總公司、澳大利亞 PTW 公司、澳大利亞Arup公司協作完成，應用BIM設計軟件完成世界上唯一一個完全由膜結構進行封閉的公共建筑[2]。

二、建筑給排水設計特點

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對建筑給水排水的功能需求越來越高，不同種類、不同管徑和輸送不同介質的管道越來越多，并且不同管道其安裝的要求也不同，比如排水管道安裝坡度、排水管和給水管的安裝間距等，往往會導致管道之間、管道與建筑結構之間發生沖突，造成施工工期滯后，既浪費人力又浪費物力。再者，給排水在建筑中雖然屬于附屬工程，投資成本不高，然而給排水設計往往影響建筑安全性和舒適度，安全用水、順暢排水在生活當中顯得格外重要。在給排水工程設計中，以CAD為工具所繪制的二維設計圖，可視化程度差，圖紙難以反映建筑空間中多而復雜的各種管線和設備的布置情況，使設計的出錯率大大增加，設計參數的一致性和設計質量得不到保證。從社會發展趨勢來看，這種設計方式已經很難滿足大型復雜建筑的給水排水工程的設計需求。

三、BIM技術在建筑給排水設計中的應用

綜合上文所述，采用以CAD為制圖工具的二維設計存在工作效率低、可視化差、常與其它專業發生沖突等問題，而解決這些問題更為有效的辦法是采用BIM技術進行多專業的協同設計，實現信息共享。目前比較成熟的BIM軟件主要有Autodesk公司的開發的Revit等系列軟件[3]。

（一）不同類型管道設計的應用

在建筑給排水設計中，管道設計是重要的組成部分，也是給水排水設計圖中需重點表達的內容。給水排水專業管道種類繁多，且常在管井、走道等位置集中敷設，在設計圖中需能明確區分管道的類別。在CAD軟件設計中，需要通過設置不同的圖層來繪制不同類型的管道，并在各個圖層中用不同的線型、不同顏色的管線進行設置，從而實現不同類型的給水、排水、消防等管道在同一張圖紙中能夠得以區分。Revit MEP作為一個參數化設計軟件，采用設置不同的工作集和對Revit MEP軟件中的過濾器功能，可以實現對不同種類的管道的顯示效果進行區分。

（二）各專業協同設計的應用

在Revit系列軟件中采用工作集的方式進行多工種三維協同設計，其最大的優勢就是其他工作組成員對BIM模型的修改儲存在中心文件后，設計人員能通過隨時更新本地文件，查看到其他工作組成員修改后的BIM 模型。建筑給排水工程設計中，應用BIM 技術建立三維建筑信息模型，可以包含給排水設計中的所有數據，比如給水管道、排水管道的管徑、走向，管道的間距和用水設備的位置尺寸等信息，不同專業之間的信息可以直接共享。當對模型中的某些數據進行更改時，模型可以自動更新。例如建筑專業在屋頂增加了一條雨水溝，給水排水專業的圖紙能直接反映圖紙變化情況。因此，利用BIM 技術，可以大大提高各專業的協同效率，有利于簡化流程，促進工作的聯動性。

（三）各專業碰撞檢查的應用

當工程項目大而復雜時，以CAD為工具繪制的設計圖紙，由于涉及的專業和設計人員眾多，往往容易出現各個專業的圖紙不一致的問題，在空間上常常存在碰撞，結果經常造成工程項目的返工，工期進度落后，施工成本增加。采用基于Revit系列軟件的BIM三維協同設計，從設計的源頭上根本地解決管道在空間發生碰撞的問題，而且還能夠在設計的過程中進行碰撞檢查，自動檢測建筑信息模型中各工種構件存在的沖突，并且能夠顯示沖突的具體位置。這種技術的應用，提前預防了工程設計中不同的設計人員在空間使用上存在的沖突，極大地保證了設計圖紙的準確性。

（四）軟件漫游功能的應用

建筑信息模型（BIM）創建起來后，通過“漫游”工具，用戶可以像在實際建筑空間中漫游一樣在模型中導航。Revit MEP軟件的漫游功能可以事先設定漫游路線，也可以任意路線漫游；可以事先設定漫游的視角，也可以任意視角漫游；可以控制漫游的速度，也可以任意速度漫游。

結語

BIM 技術是信息技術不斷發展而在建筑業中得到了越來越廣泛的應用，它能夠滿足日益多樣化的建筑設計需求，并能夠滿足人們對建筑功能日益強大物質生活需求。對于建筑給水排水工程設計而言，BIM 技術為工程施工提供了有效的建筑信息模型，減少設計與施工中出現的返工、各專業不協調等問題，能夠極大地提高給排水設計工作效率，降低給排水工程建設成本。