建筑給排水設計中BIM技術的應用探究

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摘要：隨著經濟和社會的不斷發展，建筑行業之中很多建筑工程的規模越來越大，對于精度的要求也越來越高。為了配合當下建筑工程的高要求，很多新型技術如BIM技術逐步得到了應用和推廣。BIM技術能夠提高建筑給排水的設計和規劃水準，提高建筑給排水設計施工質量，給建筑行業帶來良好的經濟效益。文章著眼于實際，從多個層面出發，探討建筑工程給排水設計中BIM技術的應用。

關鍵詞：建筑給排水;BIM技術;設計應用

引言：當今經濟高速發展，人們對于建筑的要求也從遮風擋雨到舒適、美觀方向發展，建筑行業進入轉型期，建筑給排水工程飛速發展。在這種背景下，傳統的建筑給排水設計模式已經很難滿足現代建筑行業發展的需要，而BIM技術的出現和應用，恰巧彌補了建筑給排水設計的不足，能夠科學解決排水管線的問題，促進建筑給排水設計水平的提高。

一、 BIM技術概述

1.1 BIM技術簡介

當前階段，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。

1.2 BIM模式應用在給排水工程設計中的意義

BIM技術從本質上講，就是將建筑建設過程中給排水設計的各項數據輸入宏觀的數據庫，而后在數據庫中形成一套較為完整的模型，實現建筑建設中各部門數據的共享，合力完成工程的建設。將BIM技術應用于建筑給排水設計最重要的意義就是，它將建筑給排水的設計整體搬運到了云數據，通過相關的模型，能夠對整個設計的科學性和合理性進行較為權威的評測，可以將施工過程中各個部分連接起來，讓各個機構和部門能夠了解到彼此工程的推進情況，更好地協作分配施工現場的人力、物力、財力。另外，BIM技術有助于建筑項目上層管理人員的管理工作開展，項目經理及部門經理能夠更為準確及時地了解到整個建筑項目建設的狀況。總體來說，BIM技術的運用在一定程度上加快了建筑建設中給排水設計的進程，提升了建筑建設的效率，縮短了建設工期。

1.3BIM技術應用現狀

1.3.1 BIM中參數過多

要想在云數據中形成一套較為完整的建筑模型，就需要在整個系統的制定及數據輸入的過程中收集更多、更準的數據，因而BIM技術中涉及的參數往往較為復雜。尤其是給排水線路的設計時，其對科學性、合理性有著要求的較高，如果想使用BIM技術進行相關的建模以及后期的評測，則需要對整個給排水建設系統中的各項數據進行詳細的調查。這種模式一方面增加了工作人員的工作量，另一方面對測量的精度提出了更高的要求，也使得BIM技術在實際應用時存在著一定的阻礙。如果數據不準確，必然會影響后期的評測，而如果想要獲得更準確的數據，就需要更高的測量技術。BIM技術應用過程中參數過多，也會給實際應用帶來更多的麻煩，給測量工作提出更高的要求。如果參數過多，發生分級分類情況的概率大幅度增高，一旦發生分級分類的情況，必然會影響到建筑的給排水設計，若是設計時發生錯誤，有關的設計人員修正時也較為復雜。

1.3.2 BIM技術的協同較為復雜化

工程建設過程中，給排水系統的設計和施工都面臨著較為重要的問題，即管道的連接問題。工程建設時將給排水工程按分項同時進行的，而相關管道的連接環節對精度的要求也較高，假如進行局部工作時沒有完全按照設計要求，那么連接環節就無法保障質量，很可能出現偏差。而利用BIM技術能夠明顯改善這種情況，不過對于較為復雜的給排水系統而言，加入BIM技術建模協同時，則會讓系統變得更為復雜。比如將相應的數據錄入平臺將模型共享，就需要將每個分項的給排水工程拆解，如果規模較大，該方法的應用就會面對巨大的挑戰，出現信息交換錯誤的概率將大幅度上升，模型的構建也會出現一些瑕疵。

二、BIM技術在建筑給排水設計中的作用

2.1 BIM技術在設計各階段的主要工作

2.1.1方案設計階段

（1）場地分析，提交場地模型和場地分析報告等成果。

（2）設計方案比選，提交方案比選報告和方案設計模型。

該階段模型構件可表現對應建筑實體的基本形狀及總體尺寸，構件所包含的信息應包括面積、高度、體積等基本信息。

2.1.2總體設計階段

（1）建筑、結構、機電專業模型構建，提交建筑、結構、機電專業模型和圖紙。

（2）建筑結構平、立、剖面檢查，提交檢查修改后的建筑、結構、機電專業模型和碰撞檢測報告。

該階段模型構件可表現對應建筑實體的主要幾何特征及關鍵尺寸，構件所包含的信息應包括構件的主要尺寸、安裝尺寸、類型、規格及其他關鍵參數和信息。

2.1.3施工圖設計階段

（1）以土建施工圖為依據，建立建筑、結構、機電等專業模型，并進行土建及管線碰撞檢測，編寫沖突檢測及管線綜合優化報告，并與設計協調后調整模型。模型構件可表現對應的建筑實體的詳細幾何特征及精確尺寸，表現必要的細部特征及內部組成;構件應包含在項目后續階段（如施工算量、材料統計、造價分析等應用）需要使用的詳細信息，包括構件的規格類型參數、主要技術指標、主要性能參數及技術要求。

（2）豎向凈空優化及三維管線綜合，通過優化管線路由、管線合理變徑、局部調整結構梁高等手段，達到符合使用需求的合理凈高。

（3）利用三維優勢，結合現場施工經驗，考慮安裝順序、設備運輸等，合理排布管線綜合。復雜區域通過三維模型、平面圖、剖面圖、軸測圖表達，清晰反應設備管線與建筑結構之間的關系，用于現場指導施工圖，提供虛擬仿真漫游。

（4）各階段BIM設計應與土建設計同步進行，相應成果及時反饋土建設計，并反應在圖紙中。

2.2 項目的模擬化設計

將BIM技術應用到建筑給排水工程的設計中，可以起到很好的模擬效果，利用BIM技術將大量的數據信息集中的體現在建筑模型上，這樣就可以讓設計人員及時的觀察到設計的效果以及設計中存在的問題。針對給排水系統設計方案繼續模擬的時候可以對可能存在的安全隱患以及風險事故進行分析，這樣更有利于建筑工程施工現場環境的處理。同時，還需要結合建筑工程中的各種影響因素合理的調整設計方案，從而達到最佳的設計效果。利用模型的優勢可以對整個工程的施工質量進行合理的控制，還可以在工程的造價與進度管理中起到更好的效果。

三、BIM技術在建筑給排水設計中的具體應用

3.1項目概況

某市一民用建筑共4個單元，建筑面積為16000m2，建筑層數為地上17層，地下1層車庫。地上層高為2.9m，機房層高4.6m，車庫層高3.9m。該工程中涉及的給排水設計包括整體建筑的給水系統、排水系統以及消防系統的設計與施工管理。

3.2BIM技術的具體應用

3.2.1 在管道預埋設計中的具體作用

在高層建筑施工中，給排水施工與土建施工一起進行，這就涉及給排水管道的預埋設計工作。為此，設計人員可以運用BIM技術進行管道預埋的設計和管理。在實際運用中，先構建BIM技術三維模型，再據此對建筑給排水管道的預埋位置進行設計和管理。一旦在施工中出現變化，設計人員就可以及時對該模型進行調整，嚴格根據BIM技術三維模型的變化進行施工處理，更好地把控水泵的位置以及尺寸等數據，確保施工的順利進行。

3.2.2 在管線密集區域設計中的具體作用

在高層建筑設計和施工中涉及諸多管線，比較密集，為了避免給排水管道與其他管線發生碰撞，形成良好的配合，為居民提供良好的給排水條件，設計人員可以利用BIM技術在三維信息模型中進行三維碰撞，對排水管線的設計進行優化處理，從而保證給排水管線的設計不會與其他類型管線的設計出現矛盾。此外，設計人員還可以針對給排水管線在管線落實過程中可能出現的問題進行預測并修正，引導施工人員借助BIM技術更準確地了解管材運用的知識，從而在施工時準確推斷管材的性能，選擇合適的管材施工。

3.2.3 在管道分區設計中的具體作用

高層建筑樓層較高，需水的面積較大，對水壓的要求也較高，必須分區安裝給排水管道。在對管道分區進行設計前，設計人員要借助BIM技術進行必要的模擬操作，以檢測設計方案是否可行，在落實的過程中是否會遇到問題，這樣在實際施工中就可以很好地避免問題的發生。在具體運用BIM技術進行給排水管道的分區模擬安裝時，操作人員不僅要細致分析設計方案的可操作性，還要結合安裝施工的進度及成本對該次施工進行全面的分析，避免出現不必要的問題，保證施工的順利進行，提升施工質量。

3.2.4 在建筑給排水消火栓設計中的具體作用

給排水消火栓是高層建筑給排水設計的重要組成部分。在對其進行設計時，必須以樓層平面圖及建筑中不同的管道形狀為參考依據，借助BIM技術監控管理的功能，在數據庫模型中合理選擇各種消火栓設備及其他相關器具，以保證該高層建筑消防工程設計數據的真實性和準確性。例如，在進行消火栓設計時，設計人員要根據建筑工程消防設施設置的規范，嚴格按照設計步驟進行，保證消火栓設計的合理性。此外，在設計的過程中，設計人員還要根據工程設計方案中不同的管線分布合理設計消防給水管道安裝路線。

結語

綜上所述，應用BIM技術進行建筑給排水工程設計，其優勢在于可以實現仿真設計，每個設計細節都是可視化的而且立體呈現，對于設計的不合理之處能夠及時調整，不需要重復勞動，由于提高了設計效率，保證了質量，設計的工作量和設計強度都相應地減少，設計方案更加科學合理，滿足施工需求。

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