談建筑給排水工程設計中的BIM技術應用

謝鵬

摘 要：高度重視BIM技術相關的科研工作，積極健全配套系統，持續擴大BIM技術在給排水系統設計工作中的應用范圍，有利于切實提升設計工作的整體質量和工作效率。應用BIM技術，從引入相關概念，到進行深層次的理論科研工作，再到該技術的飛速發展和廣泛普及，最終實現該技術的深層次應用。讓施工工作人員更加直觀地了解設計工作的思路，進而實現各資源的優化配置，避免產生浪費，以更好地實現精準設計、高效施工、科學監管，推動整個建筑業實現更好的發展。

關鍵詞：建筑給排水；工程設計；BIM技術

中圖分類號：TU17;TU991.02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）06-0027-03

0 引言

對于建設項目而言，給排水系統是非常重要的一環，它的設計質量對于建筑項目的整體價值影響非常大。在設計給排水系統時，積極使用BIM技術，可以顯著提升設計工作的整體質量。將BIM技術應用在給排水系統設計工作中，就是將以前的傳統制圖，更新成CAD二維制圖的給排水系統設計信息模型，然后標注出系統中各管線的具體位置，從而更好地解決復雜空間里排水管線相互碰撞的問題。

1 建筑給排水工程設計中的BIM技術應用概述

1.1 建筑給排水技術

目前，建筑給排水技術方面仍存在很多的問題，需對其進行持續完善、優化，以讓建筑的使用時間得到延長。

建筑給排水技術包括給水技術和排水技術兩部分，只有對這兩項技術進行合理規劃和充分使用，資源利用率才會得到顯著提升。

就給水技術而言，若未做好供水狀況分析，或供水管線發生破裂，極易導致后期供水量嚴重不足。供水設備的整體質量差、增壓設備的增多均會對給水系統運行產生很大的影響。

排水系統具體包含3個部分：頂層排水、中水循環再利用、生活污水處理。系統設計不達標，未結合現場進行了全面深入地分析和控制，都會造成中水污水混合等問題。所以，在設計規劃環節就要保證設計工作的整體質量和綜合效益[1]。

1.2 BIM技術的定義

BIM技術是指建筑工程各類數據及工作流程形成的信息模型，其主要作用就是匯總各類建筑數據。BIM技術中包含建筑工程結構、工程建設所用建材等數據。通過大數據技術匯總數據形成一個很大的數據庫，可讓工程給排水系統設計環節的BIM技術應用更加便利，數據之間相互關聯，讓數據共享得以實現。BIM是用模型的方式將數據展現，效果更為直觀，也讓給排水系統施工效率大大升高，施工成本顯著降低[2]。

1.3 BIM技術的特征

將BIM技術應用到建筑工程建設實踐中，能夠加快工程制圖進度，降低因信息不對稱引發的損害，提升各參建企業的溝通合作效率。

BIM技術的高效并不取決于它擁有很強的軟件功能，而是得益于它數據管理效率很高。相比使用粗放式或者是碎片式的管理方法的建筑工程，應用BIM技術，可讓工程整個生命周期的數據實現高效共享。

在設計以BIM技術為支撐的三維可視化立體模型時，借助于BIM平臺實現模型專業數據的共享和交流，能夠更快、更準地發現問題，整合BIM模型即可形成一個立體的可視化整體。將BIM技術應用在建筑行業，會讓建筑企業的施工效率得到顯著提升。建設企業的整體競爭實力也會因此得到明顯提高。在實際施工的過程當中，有利于避免無效的設計變更出現，尤其是在地下室結構錯綜復雜、設備管線密集排布的大型建設項目中，對其成本控制、層高設計、施工工序制定等都能起到顯著效果。

2 建筑給排水工程設計應用BIM技術的意義和作用

2.1 能夠顯著提升參建企業溝通效率

以前，在設計給排水系統的時候，很少能夠實現數據交叉，極易因工作方式不同而導致規范不標準、不統一。采用BIM技術，使用統一的模型，把管線、結構、機械設備等資源進行整合，為管線施工提供足夠的數據支撐，可讓各參建方及時全面地了解不同專業的交叉內容、具體的規劃設計進展狀況以及相關設備的各項參數。

以某樞紐工程消防給排水系統建設為例，該系統涉及范圍廣、工期緊、任務重，還存在跨省施工的狀況，施工圖紙很復雜，和土建、機電等專業存在專業數據交叉。因此，就極易出現錯誤，而BIM技術，能夠讓工程各參建方明確給排水管線的具體位置，這對于提升工程施工效率是很有幫助的。

2.2 能夠讓工程建設效率得到顯著提升

以前給排水系統施工，施工工作人員需在一定時間內，熟知工程設計圖紙內容，并全面了解施工工地周邊的環境。只有這樣，才能確保管線之間不沖突，結構和管線均處在合理的位置。

借助BIM技術構建三維立體模型，這一模型能夠把工程施工效果更加直觀地展現給各參建方，從數據的角度還原施工狀況，結合實際狀況精準模擬管線位置。該模型可將部分截面圖更加地清晰地展現出來，設計人員可結合這些內容，對具體施工過程展開全面分析，讓施工方案得以優化，施工風險成本得以降低，提升施工效率[3]。

2.3 能夠讓數據統計工作更加便利

應用BIM技術，可以有效緩解給排水系統施工存在的施工復雜、施工量大、施工效率不高等問題。以前在編制給排水系統工程建材清單時，只能用CAD軟件統計造價狀況，而使用BIM技術能夠讓這一狀況得到顯著改善和優化。

應用BIM技術進行給排水系統參數計算，獲取信息的速度更快、效率更高，且數據的真實性也會得到提升[4]。BIM技術能夠以最快的速度導出建材清單，其數據庫應用能快速導出材料清單，且還可實現數據的單一統計或者是局部統計，這樣工作效率就會顯著提升，這對于工程造價預算工作而言是很有利的。

2.4 直觀呈現建筑管道和結構

以前，在建設建筑工程的時候，設計工作人員要對建筑工程的平面、剖面以及建筑內部的結構進行仔細地檢查，再進行設計。但因設計程序的制約，設計工作人員沒法獲取很全面的建筑工程結構圖，導致設計圖紙中工程數據存在缺失的狀況。用BIM技術創建模型，能夠讓工程數據完整度得到更好的保證，讓設計方案更加直觀地展現出來，讓質量管控工作能夠更加高效，工程建設進度得到更加科學的把控[5]。

以建設一個四層高的中大型會議中心為例，建筑層高要求4.5 m，會議室內有一個0.5 m高風管、0.2 m高橋架、DN150管道的消防主管級頂部噴淋系統。考慮到結構跨度很大，局部梁高僅有1 m，用二維設計制圖顯示會議室吊頂凈高只有2.4 m，根本滿足不了實際應用的要求。最終設計人員決定使用BIM技術進行模型構建，同時對凈高、設備布線進行了相應的調整。經調整，凈高達2.8 m。在設計過程中，對土建、裝修、管線鋪設等多方進行了協調，最終使用方也表示很滿意。這樣既節省了建設變更成本，又提高了工作效率。

某些項目地下室的客戶出入口為落客區，均采用BIM技術建模優化，整體抬高管線安裝高度，讓業主進出電梯廳時都能享受舒適的體驗感。建筑給排水工程設計中的BIM模型應用示意圖詳見圖1。

3 建筑給排水工程設計中的BIM技術具體應用方向

3.1 可視化設計方面的應用

BIM技術有著可視化、參數化、同步輸入等特征，其中可視化逐漸成為給排水系統設計的主要應用方向。在設計建筑給排水系統時，數據收集過程是特別復雜的，數據分類質量直接決定了設計工作的整體質量。

但在傳統的建筑給排水系統設計過程中，數據采集等相關工作都是借助于CAD完成的，此平臺是通過高程和平面坐標表示的。設計工作人員可結合各類數據還原實際狀況，但假設工程結構的位置很復雜，在數據傳輸的時候，就極易將三維數據扭曲，設計質量和設計精準性就會受到極大地影響。

在建筑工程給排水系統中使用BIM技術，可借助相關軟件，實現數據傳輸的直觀控制，保證數據的可靠性和精準性。給排水系統設計屬于一種基礎性設計，很多時候會存在差異，在設計時，通常情況下需要進行很多調整或者是修改，才能達到一個良好的設計效果[6]。

3.2 材料表及工程量統計方面的應用

建筑工程給排水系統設計工作涉及的內容很多，在設計工作實踐中，材料表、工程量的統計工作也是很重要的。在以前編制給排水系統工程材料表的時候，會用到CAD，且還需重復進行運算、調整，但是效果仍不盡人意。

BIM模型是一個數據庫，設計工作人員在執行BOM表統計任務中使用BIM技術，能夠隨時獲取可靠數據，從而使BOM表統計工作更簡便。在數量統計工作中，工作人員可用BIM技術快速算出供水系統中的閥門數量，各種參數、各種管徑的長度以及其他的尺寸數據，這樣既有助于統計工程設計總數，又可以結合實際設計要求開展相關的統計工作[7]。

3.3 參數化設計方面的應用

BIM系統需對建筑工程涉及的多個數據模型進行分析和排列。假設實際狀況發生了相應的改變，對應的數據肯定也會隨之發生改變，這肯定會對建筑工程平面設計工作產生極大的影響。因此，相關工作人員需對相關參數進行合理調整，而后借助于BIM系統對對應的給排水系統參數進行科學設計。在參數化設計工作中使用BIM技術時，可把部分數據錄入電腦，然后用電腦進行分析，以提升工作效率。

3.4 衛浴設備安置模擬方面的應用

衛浴設備是建筑工程給排水系統的關鍵組成，衛浴設備設計是否合理，直接關系到建筑工作的整體性能以及建筑使用者的生活便利性。因此，在工程建設中，衛浴設備的設計和安裝往往都是人民的關注重點之一。

和以前的CAD方法進行對比，BIM系統以“族”為基本元素，制作三維模型時，設計規劃和繪圖都會對系統中的圖表、線條等數據進行記錄，設計的質量和效率均會得到切實提升。

“家庭”是浴室設備很重要的組成部分，它主要指的是一些特定的衛浴裝備，比如說馬桶等[8]。在設計時，加載不同的工程或者是一些相關的生產企業，能夠讓衛浴設備“家庭”得到豐富，而后會更加直觀地完成衛浴設備取景設計，這樣衛浴設備設計質量和設計效率均會得到顯著提升。

4 結束語

當前建筑行業正在實現飛速發展，BIM技術在建筑領域的應用也是越來越廣泛，在設計給排水系統的時候，使用BIM技術，能夠讓設計周期明顯縮短，進而讓施工效率得到切實提升。從二維向三維發展，會讓設計方案變得更加直觀、可視化程度更好，也為后期的施工環節提供了極大的方便。

和發達國家相比，我國的BIM技術在建筑工程領域的應用依舊還不夠普遍，仍有較大的進步空間。各建筑企業應積極使用BIM技術，從引入相關概念，到進行深層次的理論科研工作，再到該技術的飛速發展和廣泛普及，最終實現該技術的深層次應用。

BIM技術有著調整方便、模擬化和可視化程度較高的特征，讓給排水系統設計效率和設計方案可行性得到明顯提升，進而實現各資源的優化配置，避免產生浪費，因此在建筑給排水系統中得到了很普遍地應用，也正推動整個建筑業實現更好的發展。

參考文獻

[1] 張琳.BIM技術在建筑給排水設計中的應用分析[J].工程與建設，2022，36（1）：82-83+86.

[2] 張贊.基于BIM的建筑給排水設計與優化研究[J].智能建筑與智慧城市，2021（1）：110-111+114.

[3] 劉培峰.BIM在建筑給排水工程設計中的應用[J].江西建材，2020（7）：62+64.

[4] 李玉成.基于BIM技術的建筑給排水參數化建模及二次開發應用研究[D].合肥：安徽建筑大學，2021.

[5] 皮楊子婷，陳志明，王昱.探究建筑給排水工程中BIM技術的應用[J].水電站機電技術，2022，45（11）：103-104+122.

[6] 王雅.BIM技術在建筑給排水設計中的應用[J].工程技術研究，2022，7（11）：191-193.

[7] 劉麗娜，張鑫，楊嘉睿，等.BIM技術在某高層建筑給排水設計中的應用[J].低溫建筑技術，2019，41（8）：48-50.

[8] 謝小東.基于BIM技術的建筑給排水設計與優化研究[D].南京：東南大學，2019.