試析BIM技術在建筑給排水設計中的應用

李建

【摘要】給排水工程是建筑工程中的重要組成部分，在一般的情況下，建筑給排水工程主要包括生活給水、污廢水排水、消防給水和雨水排水，但隨著時代的發展，建筑物的功能要求不斷提高。除上述的給排水工程之外，復雜的建筑物還有集中熱水、中水回用、管道直飲水等，而要做好這些給排水工作，能夠結合建筑信息模型（BIM），那將會帶來極大的便利。下面結合筆者的工作實踐，主要就BIM技術在建筑工程給排水施工中的應用進行了總結與研究。

【關鍵詞】BIM;給排水設計;應用;可視化設計;協同設計;參數化設計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.046

BIM的全稱是“建筑信息模型”，而所謂的BIM 技術主要是將建筑工程項目中的某個基本構件、施工工序作為一個基本元素，與基本元素相關的數據、信息以及相關的資料組織起來，形成了一個“建筑信息模型”，也是建筑工程項目重要的數據資料庫。這些數據不僅僅是反映著建筑元素的集合特征，他們組成在一起還存在千絲萬縷的聯系。整個建筑相關的數據資料都儲存在BIM集成數據庫中，建筑工程項目各項設計內容的參數是相關聯的，這樣一來就可以在BIM上實現不同專業信息的準確傳遞與分享。對于一個建設工程項目來說，全生命周期中應該包括了決策、設計、施工、運營、管理不同階段、不同部門的工作人員，其都可以在BIM集成數據庫中得到自己想要的數據，完成自己的各項任務。

1、BIM技術特點

第一，可視化?？梢暬荁IM技術的最大特點，其通過專門的BIM軟件可以構建出立體化的建筑模型，憑借肉眼就可以看見施工完成后的整體效果。而且，還可以從不同的角度對某一結構進行分析，從而發現其在不同角度下的空間結構關系。

第二，模擬性。BIM技術不僅僅是可以構建出立體化的建筑模型，更重要的是可以模擬建筑的基本功能，比如日照、疏散、通風、節能等。通過這些功能模擬，就可以明確施工要點所在。

第三，優化性。BIM對建筑工程的模擬和協調，能夠發現在方案設計、施工設計上存在的不足，進而做出針對性的優化改進。比如給排水設計上存在碰撞的問題，通過BIM就可以發現碰撞產生的部位和具體形式，進而實現調整消除碰撞問題。

2、BIM技術在建筑給排水設計中的應用

2.1可視化設計

在傳統的給排水工程設計中，很多資料都是來源于CAD圖紙。通過對建筑工程項目施工的平面圖、剖面圖和立面圖的分析，建筑給排水的施工人員來還原建筑物的主體情況， 并且集合建筑圖紙的各項數據進行分析。如果施工過程中一旦遇到工期比較緊張，建筑物結構比較復雜的項目，只通過CAD圖紙進行數據分析很容易造成三維失真，但是如果使用建筑信息模型BIM，就會讓建筑物的三維圖像更加直觀和真實。最大程度上可以保障數據傳遞過程中不受損失和誤傳。

除此之外，土木工程建設項目在設計的模式上也會有很大的區別，主要是按照樓層的不同來劃分區域。給排水工程是在土木工程項目設計的基礎上進行設計的，但是因為土木工程的設計模式被樓層隔絕聯系，所以就讓給排水工程的設計有自己的一套系統。所以，局部進行給排水工程的設計方案進行修改可能會影響到整個樓層的工程設計。傳統的設計模式會把樓層作為基礎，這種方式打亂了系統內部各個部分的內部聯系，就算是一個非常微小的修改，也需要參考很多圖紙和數據，過程非常繁瑣。但是若使用BIM進行繪制就能夠充分掌控土木工程項目主體，修改起來也更加方便快捷。

2.2材料安排和調整

建筑的給排水工程材料的使用要進行統一的安排和調整，通常來說是通過對CAD圖紙的測量來確定材料的使用量，但是這樣就會出現浪費材料、效率低等問題。更加重要的是如果對圖紙進行一系列的修改，很容易造成整個設計的失效。BIM 最主要的特點就是他本身帶有數據庫，大量的數據都存儲在這里，人們能夠及時的得到材料名單和數量，進行工程的預算。

2.3協同設計

運用CAD進行繪圖時，不能夠將復雜的附加內容全部加載，設計給排水圖紙之后，還要對電氣專業提用電的負荷，對結構專業提荷載。然而在BIM的模式中，模型中會匯總全部的信息，例如：水泵的尺寸、電量以及質量等。當專業屬于跨域性，也能夠對其直接的讀取，有時水泵進行修改電量時，負荷的計算方面也能夠進行實時的更新。全部的專業都會與一個模型進行操作，不僅能夠將工作模式簡化，還能夠將協同的聯動性和有效性強化。

2.4參數化設計

建筑給排水工程設計在以往來說，設計人員進行水力計算時，習慣于在Excel或其他軟件中進行公式編制和計算，而在BIM 上進行設計時，直接可以獲取相關設備與衛生器具的數據信息，進行修改的過程中，其他相關參數也會隨著改動，只需要設定好管道的摩阻等水力特性參數后，就可以實現對管徑進行自動修改。

2.5模擬安裝

為了更加順利的施工，建筑給排水是解決問題的關鍵所在。而在實際的建筑工作中經常會遇到一些棘手的問題，比如說，吊頂施工時，會有各種各樣的工種在里面工作，不但浪費了人力物力，而且會影響工程的進度。一旦實行了BIM就可以縮短施工的時間，加快工程的進度，實現三維設計，設定合理科學的安裝模型，對工程的安全性、合理性做出更好的評估。這樣會協調工種，減低成本，節約資源。

2.6管道綜合設計

對BIM模式的使用，能夠直接反映管道在綜合之后的凈空高度。進行BIM模式的過程中，管道系統進行三維模式的直觀展現，是管道所表現出的最真實空間狀態。設計師不但能夠直接查看模型當中所發生的沖突碰撞現象，還能夠在繪圖制作完畢后，采用碰撞檢測的功能，或者利用其它軟件對其進行軟碰撞、硬碰撞的檢測，其中的硬碰撞所指的是碰撞發生在物理意義上，軟碰撞所指的是使用空間、安裝以及檢修的校核。模型可以通過三維管道，將設計沖突檢測出來，接著會及時地反饋給設計人員，修改和調整方面也會較為完善。

3、BIM在給排水設計中存在的問題

BlM在給排水工程設計應用過程中，筆者認為，主要存在著以下幾個方面的問題：

（1）BIM在使用過程中包括的參數類型有很多種，其中包含了施工、概預算、物業以及設計管理等各個方面，過多的參數會導致數據在匯總整理的時候分級方式過于繁瑣，在修改設計方案的時候造成不必要的麻煩。

（2）BIM本地化不足。出圖標準、構件的標準化，水力計算的精確性都善待改善。

（3）除了上述我們所提出的BIM在使用過程中存在的問題以外，建筑信息模型BIM軟件還存在很多不盡人意的地方，但是隨著建筑行業的不斷發展，BIM軟件業不斷的進行更新，總有一天BIM軟件會再給排水工程設計中起到重要的作用。

結語：

BIM是一種全新的三維的設計應用，想要使其成為主流設計平臺，并得到廣泛使用仍然任重道遠。新的設計方式和建模在使用初期不可避免的會出現降低工作效率的情況，BIM軟件也確實存在著許多問題。但本文通對對BIM 技術在給水排水工程設計中的應用進行了分析研究，事實證明 BIM 技術能夠給建筑給排水工程的設計帶來極大的便利，值得進一步的推廣和使用。

參考文獻：

[1]顧海玲.BIM 技術在上海中心大廈建筑給排水設計中的應用[J].給水排水，2012（11）.

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