建筑給排水設計中BIM技術的應用微探

羅凱文

廣西大學設計研究院

1 引言

現階段，建筑工程設計日益復雜，若依據傳統的設計思路及標準，則無法順利達成建筑設計的整體目標。建筑工程設計周期較長，需要消耗較高的成本。因此，BIM技術逐漸應用于建筑設計的諸多環節，其中也涵蓋建筑給排水設計。

2 BIM技術簡介

目前，建筑數字模型技術廣泛應用于建筑工程建設中的多個環節，其是一種全新的工程數字化設計模式，在創建建筑信息模型的過程中，模擬建筑建設中的流程和建成后的效果，同時，其也是建筑設計、房屋測量和管網控制的有效方式。BIM 技術在建筑設計、施工、管理中均發揮著重要作用，其可為工程建設提供適當平臺，營造良好的集中管理環境。在建筑給排水設計中，合理應用BIM技術既可改進建筑工程設計質量，也可有效控制工程設計中存在的安全風險。

3 建筑給排水設計中BIM技術的應用

3.1 管道綜合和沖突檢測

以BIM 為基礎做好建筑給排水設計工作能夠提高工作效率，更加準確地表示管道綜合后的凈空高度，如圖1所示。設計單位應找到圖紙中存在的問題，及時反饋。二維圖紙無法用于空間表達，圖紙當中的碰撞盲區具有較高的隱蔽性。設計中主要采用隔斷式設計模式，不同專業需分工作業，參照人工方式做好分段和項目協調工作，這也是引發設計專業間矛盾的關鍵要素。

圖1 BIM在建筑給排水設計中的應用

另外，在機電設備和管道線路安裝中也存在軟碰撞問題。關系案件雖然不會彼此碰撞，但是安裝人員和施工機械設備無法順利到達安裝的位置，其中的沖突較多。建筑與結構專業、標高、柱和剪力墻位置不同，梁與門結構件存在較大的沖突或結構與設備專業和設備管道與梁柱之間存在較大沖突。設備內部不同專業和管線布置間存在較大的沖突，設備和室內裝修之間，管線末端與室內調動之間依然可能存在明顯的沖突。

CAD二維設計中，通過疊加不同專業的設計圖紙，明確碰撞點并對其加以控制和調整。該設計無法避免矛盾和沖突，容易出現返工，浪費大量的人力。而BIM 技術完善了工程設計。不同專業建模的過程中可采用更加科學有效的方式與其他專業協調，進而及時發現不同專業工作中存在的主要沖突。其次是以BIM模型整合建筑、結構、電氣、暖通和給排水專業設計后，實現沖突的可視化顯示和自動化調整，有效提高設計的效率，減少管線設備間存在的沖突。

3.2 參數化設計

為更加有效地協助設計人員完成工程設計，提到建筑項目設計工作的順利開展，BIM軟件開發了Revit系列軟件，結合數據庫建模，軟件能夠以信息的方式展現二維圖紙和模型中表格及三維圖紙的主要內容。如修改參數，則其他結構中的參數也可自動隨之變化。在建筑給排水設計中，若部分建設環節出現明顯的工程量變化現象，則應在對應位置調整材料表當中的公差能量，此時平面和模型均會隨之變化，以保證設計質量。軟件參數一方面能夠表達模型和工作數據參數，另一方面也可實現BIM技術與計算機技術的高度結合。該參數替代了傳統CAD中電子表格，提高了項目設計的效率。

3.3 材料表統計設計

應用BIM 前，建筑給排水設計人員主要采用CAD 軟件統計工程量，其準確率較低，需要較長的測算時間，如出現工程變更，材料和工程量則需重新統計。BIM 軟件的數據庫優勢十分明顯，工作的過程中能夠顯示材料列表，可以最大限度的規避隱患問題，且效率較高。此外，BIM在顯示材料列表的同時還具備統計工程量的功能，可以完善項目預算、估算，有效提高了方案比選的效率。

3.4 協同設計

CAD 軟件本身存在著明顯的不足，難以有效加載復雜的附件內容。因此，工作人員應在完成建筑給排水設計后，為結構及電力專業工作人員提供準確可靠的工程信息。但該工作量較大，且工作相對繁瑣。而BIM 軟件則可將不同專業的信息融于一體，迅速便捷地獲取不同專業的信息。而且其也可結合專業信息不斷修改和調整。采用BIM 模型，技術人員可在統一工作平臺的支持下完成各項工作。一方面可減輕工作人員的工作壓力，另一方面也可為各專業協調合作創造良好的條件，進而在改進工作效率的同時，加強工程設計的可行性。

3.5 可視化設計

建筑給排水設計的過程中，在獨立系統的基礎上設置部分樓層，如修改系統部分內容，則很多樓層也會隨之變化。傳統的二維設計中，各樓層均為獨立排水系統。設計中一旦修改某個部分后，則其他的排水設計模塊也需做出適度的調整。應用BIM 技術后，圖紙設計更加方便，且圖紙設計的質量顯著提高。傳統的CAD 圖紙由三個部分構成，分別為平面、剖面和立面，這是設計人員以設計理念為基礎構成的三維信息。在信息傳遞的過程中，受設計成果復雜性的影響極易引發設計錯誤和失誤等問題，從而削弱信息的真實性和可靠性。相比之下，BIM技術可十分直觀地展現設計的具體成果，強化信息傳遞的整體效果，一方面減少資源的過度消耗，另一方面徹底改進工作的效率。

3.6 安裝仿真設計

模擬安裝的目的是指導施工，給排水施工中需要鋪設諸多的管線，且吊頂范圍較大，降低了設計資源的應用率，延長了設計的時間。若采用三維設計方式，則可保證安裝進度表編制的科學性與合理性。而在工程施工中若想實現可視化的目標，務必嚴格控制安裝進度，注重安裝設計驗證和評估的可靠性及科學性，進而簡化工程安裝和設計的整體流程，不斷改進設計的效率，杜絕浪費，減少設計變更。

4 BIM技術在建筑給排水設計中的具體應用

本文以衛生間給水管道設計為例，簡要闡述三維設計的關鍵點。

4.1 衛浴裝置設計

與傳統設計相比，三維設計直接采用門、水泵和墻等族完成圖紙繪制，并以圖紙為基礎創建建筑模型。

4.2 創建給水系統

項目瀏覽器中，應選擇系統所需的衛浴裝置。本文選擇洗臉盆及兩個坐便器，選擇后要建立給水系統，該環節可對系統中的衛生器具建立邏輯連接。

4.3 明確管道布局

創建給水系統后，需單擊衛生器具，選擇生成布局。此時，系統可提供多種管道布局方案，選擇方案，如不滿意也可選擇后適度調整。于生成布局選項卡中選擇完成。之后將布局轉化為剛性管道，該環節有效實現了邏輯連接向物理連接的轉化。

4.4 于給水系統設置衛生器具和管道

設計中可采用兩種方式，一種是將需要增設的衛生器具直接加入給水系統，創建邏輯連接，之后自動生成布局。該方法主要應用于大量設置的衛生器具。另外一種是直接打開增設器具的連接點，而后繪制管道，并將其連接至管道接口位置，該方法在管道轉折位置較多的工程中較為常見，但是若排水管道存在一定的坡度，則該方法與管件接口連接難度也會有所增大。

4.5 檢查系統連通性及流量

完成系統繪制后，要及時激活系統檢查器，單擊管道便可得知管道的流量和管道是否具備承擔給水當量的能力。

5 結束語

BIM 技術應用在建筑給排水施設計中，可以優化傳統的建筑給排水系統設計，提高建筑給排水設計的整體水平?，F階段，BIM在建筑給排水設計的應用中依然存在著部分不足，但是BIM的優勢也尤為明顯。對此，設計人員需要采取有效措施促進BIM技術的革新與優化，以推動建筑給排水設計的順利進行。