BIM在給排水設計中的應用與發展

王紀婷 嚴超君

[摘要] BIM為建設項目設計的必要條件，有著建立三維數字信息模型的功能，同時作為信息共享的平臺，方便多學科進行交流，使項目清晰易懂。BIM技術在給排水設計中，將管道的信息參數上傳至云平臺并利用可視化、碰撞分析、虛擬漫游等功能優化設計方案，合理減少使用空間并修改碰撞構件。同時簡要描述BIM在后期的發展趨勢。

[關鍵詞] BIM；給排水；可視化；碰撞分析；獨立性；綠色建筑文章編號：2095 - 4085（2018） 08 - 0032 - 02

中華人民共和國交通運輸部為貫徹實施“十三五”發展規劃，要求項目建設單位要建立基于BIM技術的項目管理系統和全員參與的共享管理模式。現在推動大數據應用實踐，將原有的散落的CAD圖紙建立成一個立體的系統化的模型，方便全員觀看。而給排水作為建筑的一部分，利用BIM防止多管道碰撞并優化最終設計方案。

1 BIM技術介紹

BIM全稱Building Information Model/Manage-ment/Manufacture，是一種三維的畫圖技術，配合建筑工程項目的各項相關信息數據，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息[1]。BIM不僅包括模型而且包括管理及制造。例如BIM與CAD最大的區別就是在于它不僅僅是一款軟件更是一種管理手段，是一個低溝通成本，高效率，高完成率，低差錯率的工具。

2 BIM在給排水設計中的特性

2.1 BIM的簡易型

一般在利用BIM軟件時，首先確定好標高，排布好整個系統的軸網，確定剖面圖及樓層的分布。設計師將CAD鏈接導入revit，對齊原點，在CAD的底圖上利用系統里管道和衛浴繪圖工具，繪制基本管道。對于特殊的接頭可采取預先編輯并加載到族的方法方便后續設計使用。同時設計趨于簡易化，方便建立多個設計方案進行對比降低設計成本。BIM引入到給排水設計后設計師方便把控全局系統。從三維層面觀看，模擬管道路線同時進行管線綜合碰撞檢查，提前檢查出不同專業之間的碰撞的問題。使用BIM工具，可以更準確的估算各項性能和造價情況。

2.2給排水管道的碰撞分析

碰撞分析是整個工作流程最核心的部分。在安排管線預留洞口的位置時，此處有結構設計的構件妨礙預留孔洞的布置[2]。BIM技術以“層”為單元將涉及給排水專業的集合為一單元，在revit軟件中導出Navisworks模型。Navisworks的碰撞報告包括有碰撞位置的圖片，項目ID和坐標，比較直觀方便，而且修改后便于二次檢查。Navisworks與revit共同操作，可減少各種錯漏碰缺。當錯誤ID排查出來時，點中其中一個沖突構件進行修改。修改的原則是大管、主干管為主，小管、分支管其次[3]。同時小工程量讓大工程量。重復多次檢查整合，進行優化設計保證無碰撞沖突。見圖1，某地下車庫所示，用BIM技術對專業模型進行整合，發現主碰撞問題600多個，優化設計后利用虛擬人物漫游，提前查看各種錯漏碰缺問題。所有優化完成后，生成優化方案，合理減少使用空間，最大限度提升了室內凈高。快速準確提取給排水管線工程量，細度達到閥門級別，可根據設計變更動態更新。

2.3可視化設計及協同性

利用BIM技術可讓技術圖紙與三維效果圖之間自由轉換。利用相機功能，確定好相機的視角范圍，規劃好相機的運動步驟，進行虛擬漫游。在正式開始施工之前就可以把整個建設項目的周期模擬出來，并且建造一個模擬完成作品的模型，這一功能幫助同一施工組織不同專家進行討論。可視化不僅僅是為了建造出一個模型利用效果圖來展示成果，更重要的是勘察測繪、項目的設計、招投標、施工建設、項目運營、人員的調配及項目更新都在可視的狀態下進行。

2.4給排水設計的獨立性

在設計建筑時，通常以樓層為基本單位，但建筑管網會穿插于各層樓面中。利用BIM的獨立性，直觀觀察建筑主體情況，將管網設計自成一個系統[4]。不會發生因上層樓面進行修改，下層管網發生漏水現象。在此設計系統中可自行增添族中的對象，方便后續設計。另外可劃區域記錄管道的數量尺寸及造價，方便工作人員施工。

3 給排水設計中的應用及發展

3.1BIM在給排水設計中的應用

隨著社會的極速發展，信息化已成必然趨勢，使用BIM技術，加快了整個項目的進度。從設計階段加入BIM技術，減少了后期翻模的工作量。BIM不只是建立模型而是模擬整個建設工程，把地形條件，施工方法全部都用參數表現出來，將所有條件信息化。AI已經可以快速地進行標準化設計了，無論多復雜的模型都可以拆分成更細小的設計元素，但是建筑工程里需要更多的實地數據，所以BIM通過參數來描述建筑的具體施工包括土質情況、地面埋深、管材的尺寸、檢修年限及參考價格。可視化使設計更加直觀的表現空間的具體情況，從而更好的運用空間排布管道。這符合了國家推行綜合管廊的用意：管道排布合理化，占地集中化，維修統一化。

3.2 BIM在給排水設計中的前景

如今BIM以第三方外包為主，重點在于建立三維數字信息模型一級渲染漫游動畫，忘記了后期的維護工作。例如管道使用長時間之后，模型應隨之改變對應參數，并在共享平臺中更新，實現施工全程信息化。

綠色建筑中管網的設計仍存在部分問題[5]根據施工場所的周圍環境，利用BIM分析各項參數選擇最佳建設象限，使自然氣候條件有利于雨水的回收與利用。同時管道的選擇滿足熱水循環材質的要求。

4 結語

目前城市用地緊張，建筑趨于復雜化、高層化。這使得管道趨于復雜化，使用BIM技術可以實現可協同設計并進行碰撞分析，加快了設計速度提高了設計質量。在今后的設計中BIM將會占更加大的比重，發揮更加大的優勢。

參考文獻：

[1]梁唏雯.BIM在給排水工程設計中的應用探微[J].建材發展導向，2017，（07）.

[2]李廣輝，鄧思華，李晨光，等.裝配式建筑結構BIM碰撞檢查與優化[J].建筑技術，2016，（07）.

[3]耿浩，劉德穩.BIM技術在碰撞檢查分析中的應用[J].工程技術，2016，（11）.

[4]劉君，建筑給排水設計中BIM技術的應用分析[J].裝飾裝修天地，2018，（03）.

[5]陳羨紅，綠色建筑給排水設計的節水措施分析[J].建筑工程技術與設計，2017，（02）.