BIM 在建筑給排水工程設計中的應用

丁 恒

（廣州市弘基市政建筑設計院有限公司安徽分公司，安徽 合肥 230601）

1 BIM 簡述

BIM 的英文全稱是Building Information Model，即建筑信息模型。BIM 的概念是指把建筑工程人員在項目管理中的一個基本工具或者是基本元件做成一個基本元素，通過一定的數據特性和信息資料與基本元素組織起來，構成一個建筑過程的信息模型，即在建筑過程中產生的建筑信息數據庫，這其實是一種項目管理方法和技術創新。需要說明的是，建筑信息管理數據庫模型中的建筑數據包含的絕不僅僅是一個個分割的建筑信息，而是這些建筑信息之間已經建立了一種對應關系的模型，這些建筑信息模型是“活的”，是動態的。在大型建筑的信息管理過程中，整個大型建筑的相關信息都直接儲存在建筑信息管理數據庫模型中，各個建筑項目的設計參數和信息是相互聯系的，我們可以輕松地實現建筑BIM 內的數據和建筑相關信息的實時共享和信息交流，十分便捷。在一個大型建筑工程的整體設計、施工、運營以及建筑信息管理的整個生命周期，BIM 數據庫可以很好地滿足不同階段、不同管理人員的不同信息和數據收集需求以及交流活動，可以有效地幫助他們完成設計任務；與此同時，當設計任務完成時，系統會自動產生新的設計數據和信息反饋，這些數據和信息又會重新進入系統存儲到建筑數據庫中，如此往復。BIM 的應用極大地豐富了建筑信息管理數據庫的設計數據和信息管理知識，輕松地實現了BIM 系統內數據的實時更新和信息數據庫的自動化擴大。BIM 的信息化管理流程促進了建筑工程的順利開展，縮短了施工工期，降低了建造成本，而且為建筑的安全和可持續發展提供了必備條件。

2 BIM 在建筑給排水工程設計中的問題

相較一些傳統的建筑給排水工程設計的方法，BIM 的技術方法具有很大的獨特性和優勢，并且受到越來越廣泛的重視。但是，隨著現代建筑BIM 技術應用的不斷增多，給排水工程設計方法也出現了一些問題。

2.1 參數過多，難以修改

BIM 數據相當于建筑給排水工程項目建設過程中的數據和相關信息的數據存儲器。BIM 有相當數量的數據和相關信息，不僅查詢方便，而且這些信息可以幫助我們快速完成特定任務。然而，由于BIM 數據涉及的范圍廣泛，因此在項目實際操作過程中所產生的數據和信息量可能是非常大的，這些數據可能會對項目進行多級劃分，最終結果可能導致過度精細化，信息系統出現難以維護的信息泄漏現象。

2.2 協同設計復雜

在大型建筑給排水工程設計中，BIM 的協同運行系統設計主要包括以下2 個方面的協同設計內容。首先要考慮鏈路運行工作組協同模式，其次是鏈接運行協同模式。這兩點都具有各自的優點和缺點。從第一點來看，當排水管道處于一個工作組協同運行模式時，在正常操作過程中，整個協同工作中獲取權限釋放和訪問協同權限的操作過程相對復雜。而在采用第二種鏈路運行協同模式時，難以及時做出全面的排水管道設計調整。此外，BIM 在其他地區也可能會發現不同的設計問題，有必要根據實際情況及時解決這些問題，靈活合理安排自己的設計方案。

3 BIM 在建筑給水排水工程設計上的應用

3.1 安裝模擬設計

安裝和模擬檢測系統設計的可視化是基于BIM 系統設計中很重要的一部分。在給排水工程的前期施工圖設計階段，一般會出現很多的吊頂管道和排水線路，吊頂的區域會使設計變得更加復雜，容易導致資源浪費和安裝設計不合理。這時，BIM 的可視化系統就可以充分發揮作用了，BIM 系統可以在三維設計角度下，編制和設計出較為科學、合理的系統施工進度表，從而對其施工流程進行合理有效的設計和規劃。

3.2 實現可視化設計

建筑給排水工程在設計時，如果充分運用CAD，設計者便要將建筑的平面圖、立體結構圖以及剖面結構圖等與建筑有關的信息匯集到一起，對建筑的圖形信息進行復原，再不斷根據分析和設計對建筑結構組合中的主體結構、梁高位置等信息進行調整。CAD 在環境工程設計中，如果建筑給排水工程的設計工期較短，信息數據傳遞過程中大多會出現失真的異常現象，將會嚴重影響整個給排水工程的施工。在目前的建筑給排水局部工程設計中應用廣泛的BIM，可在建筑給排水設計工程中直接建立一個傳遞建筑給排水信息的模型，通過建筑信息模型準確地讀取與給排水工程相關的信息及數據，有效避免信息數據傳遞過程中出現失真的異常情況，可使建筑給排水工程信息的完整性與有效性得到保證。建筑給排水局部工程設計模型和其他土建工程項目設計模型不同，建筑給排水工程項目設計模型一般建立于土建工程項目設計模型的基礎，而建筑給排水局部工程設計的模型實際上需要適當地修改，如果建筑給排水局部工程設計的模型被修改，可能會直接影響一個樓層的建筑平面設計。因此，一般情況下是可以根據建筑樓層設計進行建筑給排水工程設計的，但實際上又會對系統內部件的聯系造成一定影響。

3.3 材料表自動統計

以往對建筑給排水工程相關設計圖紙進行測量與編制過程中，大部分采用的是根據CAD 設計自動給出的圖紙進行測量與編制統計，這種圖紙環境下的工作效率相對較低，而且較易出現圖紙計算錯誤。若是出現計算錯誤或者需要重新修改圖紙，就可能需要進行再次統計，計算工作會更加復雜和困難。應用BIM 技術后，可以充分結合BIM 自身設計數據庫的功能和特點，及時準確地獲取排水工程相關圖紙設計材料的清單或者列表，有效地節省人力物力，提升工作效率。

3.4 管線綜合設計

BIM 可以直接反映三維管道系統集成后的管道凈空高度。在BIM 模型建立管道系統模型的每一個過程中，管道系統模型所呈現的三維管道系統模型展示的是建筑給排水管道的最真實運行狀態。建筑給排水工程設計師在繪圖中不僅能夠實時觀察到三維模型圖中管道發生的各種碰撞沖突現象，而且還能夠在三維繪圖模型制作完畢后，采用碰撞檢測的方法和功能，或者是利用其他檢測軟件對管道進行軟碰撞、硬碰撞的綜合檢測。其中，硬碰撞指的是碰撞沖突發生在某種物理的意義上，軟碰撞指的是設計師使用檢測器對空間、安裝以及檢修的軟件進行校核。通過三維模型可以實時檢測BIM 三維給排水管道的碰撞沖突，并及時向其他建筑給排水管線設計師進行反饋，保證設計修改和綜合設計調整的準確性、及時性，進一步完善建筑給排水管線的綜合設計。

3.5 參數化設計

BIM 模型中所有的二維設計視圖、三維視圖、明細表、數據統計表以及圖紙等設計內容，會根據相同類型的建筑工程，以信息的形式在數據庫中進行存儲和保存。所以，當對模型的設計參數進行修改時，其設計引擎可以在不同的位置上，如建筑的平面設計、剖面結構設計、圖紙等；而且設計人員可以在不同的時間和條件下隨時對參數進行修改和補充，而參數修改后的設計數據庫中所有的設計數據信息都會隨之立即發生改變和更新。在進行建筑以及給排水工程設計時，進行這種參數化的系統設計主要基于2 個方面的考慮：一是因為它能夠對BIM 模型中引入的計算機起到一定的技術輔助和指導作用；二是這種參數化的概念可以在設計人員表達模型的內容和形式上得到體現。

4 結語

隨著互聯網技術的快速發展及移動網絡時代的到來，BIM技術越來越廣泛地運用于建筑給排水工程設計領域。此技術的廣泛應用，彌補了以往建筑給排水工程設計中的不足，提升了建筑給排水工程設計的質量和效率。因此，對建筑給排水工程設計中BIM 技術的實際應用進行研究具有重要的意義。