建筑給排水設(shè)計中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

王明輝

（山西建筑工程集團(tuán)有限公司，山西太原 030006）

對于建筑給排水設(shè)計而言，在設(shè)計層面，它要充分考量建筑的使用性與功能性，通過科學(xué)、高效的水的供應(yīng)與排出提高建筑的使用性，同時在此基礎(chǔ)上，通過防火措施的融入，提升建筑的功能性。因此其設(shè)計較為復(fù)雜，工程量較大，設(shè)計的環(huán)境中干擾因素較多。以往建筑給排水設(shè)計中僅包括噴淋系統(tǒng)和消防栓，以提高建筑的防火功能，伴隨著人們對生活質(zhì)量要求的提高，對建筑的功能性也提出了更高層次的需求，同時也導(dǎo)致建筑的給排水設(shè)計更加復(fù)雜與困難。面對多樣化且復(fù)雜化的建筑給排水設(shè)計，傳統(tǒng)的二維設(shè)計模式已經(jīng)無法適應(yīng)其發(fā)展，通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠使給排水設(shè)計的過程簡單化、直觀化，從而提高建筑給排水設(shè)計的質(zhì)量與效率。

1 BIM 在建筑給排水設(shè)計中應(yīng)用現(xiàn)狀

建筑信息化模型，簡稱BIM 技術(shù)，是指對工程項目的各項數(shù)據(jù)與工作流程進(jìn)行整合，匯集建筑數(shù)據(jù)構(gòu)建的工程的信息模型。一般來說，該模型中涵蓋了工程的結(jié)構(gòu)、材料、施工時間等信息，能夠最快時間對項目進(jìn)行了解。同時在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中還涵蓋了建筑數(shù)據(jù)儲存及建筑工程設(shè)計相關(guān)性信息，這都能夠為建筑給排水設(shè)計提供有效的信息支持，使設(shè)計師在進(jìn)行給排水設(shè)計時實現(xiàn)信息共享和傳輸。另外利用BIM 技術(shù)能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場進(jìn)行3D 模型，從而提高給排水設(shè)計的科學(xué)性及實用性，避免反復(fù)施工而造成成本浪費，有效提高施工的效率。

1.1 BIM 技術(shù)協(xié)同運作復(fù)雜

在建筑給排水設(shè)計中，利用BIM 技術(shù)開展的協(xié)同運作模式，主要分為鏈接模式與工作級模式兩種，二者在應(yīng)用過程中各有利弊，其運作過程較為復(fù)雜。當(dāng)利用鏈接模式進(jìn)行設(shè)計時，雖然能夠縮減模型的內(nèi)存，提高操作速度，但其管線綜合部分較為復(fù)雜，在進(jìn)行碰撞調(diào)整時，必須由另一方多次調(diào)整管線位置。工作級模式主要是由BIM 專業(yè)工程師在文件服務(wù)器共享文件夾中選擇工作集，或在中心模型中重新下載工作集，在工作集中完成模型的創(chuàng)建、編輯、瀏覽與修改，最后將工作集中的內(nèi)容與中心同步。此種方式并不適用于模型體量過大的工程，如果在信息交換時出現(xiàn)差錯，將會對整體設(shè)計皆造成極大的影響。

1.2 設(shè)計參數(shù)較多

BIM 技術(shù)需要構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，而在應(yīng)用過程中也涉及極為復(fù)雜的參數(shù)，在應(yīng)用時需要對參數(shù)與數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)試，同時對于計算機(jī)及設(shè)計平臺具有較高的要求。尤其是綜合型、大型建筑項目更是會產(chǎn)生龐大的專業(yè)數(shù)據(jù)庫，這導(dǎo)致在進(jìn)行BIM 技術(shù)應(yīng)用時，難以找到匹配的設(shè)計平臺。

1.3 BIM 技術(shù)人才匱乏

BIM 技術(shù)作為一種新興的現(xiàn)代化技術(shù)，很多給排水設(shè)計人員對其較為陌生。因為給排水設(shè)計人員在長期的工作中已經(jīng)形成了一定的設(shè)計習(xí)慣，普遍適應(yīng)了利用CAD 進(jìn)行繪圖，對于BIM技術(shù)缺乏了解與掌握。而市場中還缺少BIM 技術(shù)教育培訓(xùn)渠道，導(dǎo)致BIM 技術(shù)人員相對匱乏，無法良好的應(yīng)用該技術(shù)。

2 傳統(tǒng)二維設(shè)計的缺陷

隨著建筑工程項目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其項目內(nèi)容更為復(fù)雜，建筑場地的管線設(shè)備繁多，布局呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。這對于建筑給排水設(shè)計工作提出了更高的要求，使其工作難度有所提高，設(shè)計時必須具備綜合性與全局性，避免設(shè)計失誤而對建筑施工造成影響。提高建筑施工的效率，不發(fā)生返工或成本浪費的現(xiàn)象，消除建筑施工的安全隱患，在建筑給排水設(shè)計時，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)管線間或管線與結(jié)構(gòu)間的碰撞現(xiàn)象，從而對整體施工造成影響。而傳統(tǒng)的二維設(shè)計已經(jīng)無法滿足建筑施工的需求，它僅僅能夠?qū)⒏鲗I(yè)的平面管線布置圖進(jìn)行疊加，從而判斷各系統(tǒng)管線的大概位置，再通過管線的原則性標(biāo)高繪制關(guān)鍵部位局部剖面圖。具體來說，傳統(tǒng)的二維設(shè)計的缺陷主要體現(xiàn)在以下幾點：

首先，僅依靠人眼觀察確定管線交叉位置，設(shè)計缺乏全局性，不能精準(zhǔn)預(yù)判可能發(fā)生碰撞的部位，并對碰撞情況進(jìn)行預(yù)防。這對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型建筑而言，當(dāng)其梁高存在較大差異時，無法良好地避免管線碰撞梁。其次，對管線交叉點的設(shè)計過于片面，無法綜合考量其連貫性，在解決一處碰撞時會導(dǎo)致其他部位發(fā)生碰撞。同時，不能對所有管線進(jìn)行精準(zhǔn)的標(biāo)高定位。再次，多專業(yè)二維平面圖紙進(jìn)行疊加，導(dǎo)致其設(shè)計較為繁雜，但對復(fù)雜部位卻不能完整的體現(xiàn)。最后，無法完全滿足設(shè)計原則，尤其是在面對較高的凈空要求時，在進(jìn)行設(shè)計時不能做到因地制宜，具有較高的局限性。

3 BIM 技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 可視化設(shè)計

傳統(tǒng)給排水的設(shè)計過程中主要是以CAD 平臺作為基礎(chǔ)，采用多樣化的方式剖析三視圖，然后設(shè)計人員逐漸將其由平面圖轉(zhuǎn)為立體圖，這對于設(shè)計人員的想象力有充分的考驗。設(shè)計過程中需要結(jié)合實際情況對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)原，但如果因項目的施工周期比較短，在信息傳遞的過程中，難免會出現(xiàn)失真的問題，所以采用BIM 技術(shù)就能夠使信息的完整性保存下來。BIM 技術(shù)的可視化設(shè)計能夠直接呈現(xiàn)出三維立體畫面，不再像傳統(tǒng)模式中需要以三視圖來判斷其立體狀態(tài)，這將極大地提高了工作效率。另外在施工過程中，難免要對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)的修改，BIM技術(shù)的可視化設(shè)計，能夠?qū)φw技術(shù)的全方位有所把控，保障效率的同時修改起來也更加方便。

3.2 協(xié)同設(shè)計

在建筑工程的各環(huán)節(jié)，各部門應(yīng)用BIM 技術(shù)有利于更高效的交流，使工作間的銜接性更強(qiáng)。特別是伴隨建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，施工技術(shù)的不斷升級，機(jī)械器械的不斷優(yōu)化，越來越多施工項目呈現(xiàn)出復(fù)雜性，在建筑施工中，會因工作特點和工作內(nèi)容的不同分化出更多的部門，這意味著整個工程項目的人員規(guī)模也會越來越大，BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以使龐大的人員規(guī)模中所有工作崗位都能夠各司其職，實現(xiàn)彼此間的銜接與配合，共同在建筑施工中發(fā)揮價值。

該技術(shù)的協(xié)同設(shè)計使得各單位各部門之間實現(xiàn)了直觀高效的溝通，各參與方也能夠通過該技術(shù)的三維立體圖，更快了解建筑實體信息，實現(xiàn)各方的資源共享，結(jié)合實際問題采取有效溝通解決矛盾，協(xié)調(diào)彼此的利益，避免沖突。

3.3 管道綜合

CAD 和其他軟件管線都是二維的。在利用人工檢查的過程中，需要耗費大量的人力成本與時間成本，然而在人們主觀能動性的作用下，進(jìn)行人工檢查的過程中難免會出現(xiàn)錯誤，特別是一些項目相對復(fù)雜，由于錯誤的發(fā)生很容易對項目的順利進(jìn)行產(chǎn)生影響。BIM 管道設(shè)計屬于一個三維層次，能夠?qū)⒐艿兰珊蟮木嚯x高度直接反映出來，所以在做好BIM 模型以后，要清楚看到三維模型中管線所處的確切位置，對管道的整體情況進(jìn)行檢查，確保沒有重疊現(xiàn)象的出現(xiàn)。檢測的功能還可以對管道中有沒有碰撞現(xiàn)象的發(fā)生進(jìn)行檢查，如果是硬的碰撞則表示物理折疊，而軟的碰撞則意味著檢查和安裝的距離存在問題，如果不能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)，則需要立即更改圖紙，保障工程順利進(jìn)行。

3.4 參數(shù)化設(shè)計

利用BIM 系統(tǒng)可以對建筑中的各項數(shù)據(jù)模型進(jìn)行整理和分析，其中所包含的形式有很多，例如二維視圖、三維視圖以及數(shù)據(jù)表等等，具體情況要結(jié)合建筑本身的特點，在相應(yīng)模型的配合下進(jìn)行整理。實際情況的變化，對于數(shù)據(jù)會產(chǎn)生直接的影響。平面設(shè)計中是不容忽視的，因為數(shù)據(jù)上的變化勢必會導(dǎo)致平面設(shè)計出現(xiàn)變化，結(jié)合平面設(shè)計工作人員需要對參數(shù)做出一定的調(diào)整，針對給排水工程利用BIM 技術(shù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計，可以有效提高工作效率，因為該系統(tǒng)下，使用計算機(jī)能夠提前將一部分信息導(dǎo)入到計算機(jī)中，利用計算機(jī)對信息數(shù)據(jù)做出詳細(xì)分析，大大提高了工作速度。通過模型的方式來呈現(xiàn)，使有關(guān)人員在對數(shù)據(jù)做出分析時，更直觀地了解數(shù)據(jù)的分析情況。另外由于整個過程中，Excel 是比較常用的軟件，從操作技術(shù)的角度上來看，難度并不大，更重要的是它可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時更新，所以參數(shù)設(shè)計上，利用BIM 技術(shù)，對于建筑給排水工程設(shè)計而言，效果顯著。

4 總結(jié)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑工程行業(yè)在社會市場上給人們帶來了非常大的影響。在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，施工環(huán)境的復(fù)雜性，以及建設(shè)質(zhì)量重要性，使建筑行業(yè)對BIM 技術(shù)的使用越來越廣泛。BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠提高建筑給排水的設(shè)計和規(guī)劃，促進(jìn)建筑給排水設(shè)計施工質(zhì)量的提升，為建筑行業(yè)的發(fā)展帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。