BIM在建筑給排水工程設計中的應用

付勝濤

（云南華凌建筑設計有限公司， 云南 昆明 650216）

0 引言

隨著網(wǎng)絡技術優(yōu)勢的不斷顯現(xiàn)，建筑設計行業(yè)中的信息化競爭氣氛愈來愈濃厚，推動了BIM技術的應用普及，其在給排水工程設計中表現(xiàn)的尤為突出。在這樣的時代背景下，我們有必要對BIM在建筑給排水工程設計中的應用進行分析研究。

1 BIM在建筑給排水工程設計中應用的相關概述

“BIM”即“Building Information Modeling”，意思是“建筑信息模型”。通過這一技術工具，建筑給排水工程設計人員可結合軟件系統(tǒng)制作出的給排水管道三維模型，對給排水設計的整體過程進行實時調整管理，從而制訂出靈活化、動態(tài)化、可視化的給排水管道系統(tǒng)設計方案[1]。

現(xiàn)階段，BIM系統(tǒng)在建筑給排水工程設計中的應用主要有以下兩個特點：第一，可視化特點。簡單來說，BIM系統(tǒng)可視化即俗稱的“所見即所得”。在傳統(tǒng)的給排水設計工作中，相關人員只能用線條描繪出管道結構的平面圖形，其實際結構在很大程度上需要人員的主觀想象來制成。而應用BIM系統(tǒng)工具后，這種想象得以直觀化呈現(xiàn)出來，人員可以通過三維立體的數(shù)字圖像觀察設計成果，并據(jù)此進行細節(jié)處的修改、分析、決策行為；第二，模擬化特點。在可視化特點的基礎上，BIM系統(tǒng)還可完成仿真性的事故模擬，即把設計模型與風險因素結合起來，為相關人員提供出無限接近現(xiàn)實的動態(tài)模擬趨勢圖像。通過這一功能特點，相關人員就可以在計算機中構建出真實的事故場景，進而做出設計修改、風險應對等合理方案。

2 BIM在建筑給排水工程設計中應用時存在的問題

第一，數(shù)據(jù)信息的問題。從本質上講，BIM系統(tǒng)就是一個承載著幾乎所有給排水工程設計數(shù)據(jù)信息的大型數(shù)據(jù)庫。但受制于建筑給排水系統(tǒng)的特殊性，工作環(huán)節(jié)中會產(chǎn)生出包括預算、施工、控制、日常記錄等多個方面的數(shù)據(jù)信息，繼而導致BIM系統(tǒng)中所儲備的信息量級過于龐大，且缺乏有效的主次關系分布。在這樣的基礎上，工作人員就需要對這些參數(shù)信息進行分級、分層、分類處理，催生了較大的工作壓力。此外，由于這些數(shù)據(jù)信息的總量非常大，故其分類也勢必較多，為工作人員查找信息、修改信息的高效性埋下了一定隱患。

第二，功能針對性的問題。作為一種建筑信息化管理工具，BIM技術可被廣泛應用到建筑設計的各個領域當中。但正是由于這種廣泛性，使得BIM技術在功能模塊方面過于籠統(tǒng)化，只能為工作人員提供出精細化建造、項目可視化等寬泛的模塊功能，而無法實現(xiàn)對給排水具體項目種類、設計環(huán)節(jié)的自動生成，最終使得當前的BIM軟件與給排水設計標準之間存在些許的不匹配性，對人員的軟件操作水平要求較高。

3 BIM在建筑給排水工程設計中的應用策略

3.1 在可視化設計方面的應用

與以樓層為劃分單位的普通土建工程設計不同，給排水工程的設計要求人員將區(qū)域內的給排水布置情況分化成多個相對獨立的系統(tǒng)，并據(jù)此進行后續(xù)的工作環(huán)節(jié)。從大多數(shù)情況來講，一個系統(tǒng)分區(qū)往往會涉及到多個樓層，為人員的設計修改行為造成了很大困難。此時，若使用傳統(tǒng)的CAD建模軟件，雖然能達到較理想的細節(jié)修改效果，但受制于其建模結構特點，需要工作人員同時打開多幅圖紙，大大增加了工作的復雜程度和信息需求量。而“所見即所得”的BIM系統(tǒng)則不同，人員只需要將數(shù)據(jù)信息直接、實時地導入到原有圖像當中，即可實現(xiàn)細節(jié)處的可視化修改。

3.2 在管道綜合設計方面的應用

通過BIM技術系統(tǒng)，工程設計相關人員可以直接觀察到給排水管道在綜合整理后的凈空高度值。具體來講，BIM可根據(jù)人員監(jiān)測、導入的數(shù)據(jù)值進行整體化的三維建模，從而將最真實的管道系統(tǒng)結構形態(tài)呈現(xiàn)到計算機界面當中。同時，設計者還可應用BIM相應的配套仿真軟件，對管道日后可能發(fā)生的軟碰撞、硬碰撞情況進行事故模擬，進而獲取到管道整體對碰撞風險的應對能力，并根據(jù)反饋信息實施進一步的綜合設計、結構調整和參數(shù)修改，最終在多次的模擬實驗和調整中得出質量最佳、效果最好的綜合管道設計成果。

3.3 在協(xié)同設計方面的應用

簡而言之，“協(xié)同設計”就是將包括給排水管線、電氣管線、煤氣管線等所有建筑設計環(huán)節(jié)在內的專業(yè)設計人員集結在一起，實現(xiàn)不同設計方向的協(xié)調統(tǒng)一，從而減少傳統(tǒng)中因跨專業(yè)人員溝通不暢、信息不對稱等情況而產(chǎn)生的錯、缺、撞、漏、擠等結構設計問題，在最大程度上實現(xiàn)建筑整體的管線布設合理性。顯而易見，單憑無法導入大量附加信息的CAD制圖軟件，是無法完成這一設計任務的。由此，在BIM技術的支持下，給排水工程設計相關人員可與其他專業(yè)設計人員進行溝通交流，將電負荷、結構負荷、電氣線路結構、電氣設備尺寸等數(shù)據(jù)信息導入到給排水工程設計模型中進行讀取，從而直觀、快速地找出不同管線間的沖突點位，并由此進行針對性的修改策略。同時，受惠于BIM系統(tǒng)的共享屬性，所有建筑設計環(huán)節(jié)的專業(yè)人員都可圍繞同一個BIM模型進行業(yè)務操作，使得給排水工程設計人員可以及時、準確地查看到消防、電氣、煤氣等專業(yè)人員的修改行為，真正意義上做到“協(xié)同”二字[2]。

3.4 在參數(shù)化設計方面的應用

講到參數(shù)化設計，就不得不提到在復雜給排水建筑設計當中“大放異彩”的BIM技術配套軟件工具——Autodesk Revit。在這一軟件當中，給排水設計所應用到的三維模型、二維圖像、平面圖紙都可通過數(shù)據(jù)化的方式表現(xiàn)出來。據(jù)此，給排水工程設計相關人員可利用Revit軟件中的修改模塊，對BIM系統(tǒng)中的任意圖像模型進行參數(shù)修改，并自動生成一系列的參數(shù)變化，做到“一處修改，處處更新”。例如，在后期的設計調整階段，設計人員一旦實施某一細節(jié)修改行為，將會直接影響到細節(jié)涉及區(qū)域內消防栓、消防水管等設備數(shù)量的變化。此時，應用Revit軟件進行參數(shù)修改，系統(tǒng)即會自動提交出修改后區(qū)域內所需消防材料的數(shù)量，并對模型進行更新，進而在很大程度上提高了設計人員的工作效率和工作質量。

4 總結

總而言之，將BIM系統(tǒng)應用到建筑給排水工程設計當中，是建筑行業(yè)實現(xiàn)信息化發(fā)展的必由之路。分析可知，BIM系統(tǒng)具有仿真化、動態(tài)化、參數(shù)化等技術優(yōu)點，將這一軟件工具應用到綜合管道設計、協(xié)同設計等環(huán)節(jié)當中，有效地避免了傳統(tǒng)純人工設計中因信息不對稱、立體結構模糊等問題造成的設計偏差，顯著提高了建筑給排水工程設計的前瞻性和協(xié)調性。

[1]白庶,張艷坤,韓鳳,張德海,李微.BIM技術在裝配式建筑中的應用價值分析[J].建筑經(jīng)濟,2015,36(11):106-109.

[2]郭亞南,段其魯,李永亮.建筑給排水工程設計中BIM的應用探索[J].住宅與房地產(chǎn),2016(06):199.