高層住宅建筑給排水管道設計要點探討

馬華輝

（陜西建工第六建設集團有限公司，陜西 咸陽市 712000）

高層住宅建筑給排水管道設計時需要和多個專業相互配合，才能避免發生交叉碰撞問題。如果高層建筑工程不但規模大，而且給排水管道復雜，傳統的二維軟件很難有效解決管道交叉碰撞問題。而BIM技術具有三維可視化、協調性、模擬性、優化性等點，可有效解決高層住宅建筑給排水管道設計中存在的交叉碰撞問題，被廣泛應用在建筑工程給排水設計中。

1 工程概述

某高層住宅建筑工程，總高度為85.15m，地下1層，地方28層，其中第一層為商業服務功能區，2～28層為住宅功能區。在高層住宅建筑在給排水管道設計內容包括：給水管道、排水管道、消防管道等。設計內容比較復雜，在設計中應用了BIM技術，取得了良好成效，值得大力推廣應用。

2 BIM技術在給排水管道設計中的應用優勢

BIM技術指的是利用計算機構建建筑信息模型，進行三維設計和可視化模擬施工。二維設計建筑模型的信息量比較小，難以準確把控每個設計環節，在后期施工中經常發生管道交叉碰撞等問題，這也是高層住宅建筑給排水管道施工中頻繁發生返工的主要原因。而BIM技術可對給排水管道設計進行信息化建模，可將給排水管道的走向、布置情況、細節處理等直觀的表達出來[1]。從而有效解決管道設計中的交叉問題，并對各個管道進行綜合、可視化管理。大量應用實例表明，在高層住宅建筑給排水管道設計合理應用BIM技術，可有效解決給排水管道交叉而造成的工程隱患，對管材使用量進行全面控制，從而提升設計效率和質量。

近年來，隨著我國計算機技術快速發展，BIM技術愈發成熟，各項技術和應用理念逐步趨于成熟，被廣泛應用在高層住宅建筑給排水管道設計中，設計師可以把給排水管道的管材熱工參數、型號、尺寸等指標輸入計算機軟件中，可以快速統計出該高層住宅建筑給排水管道設計中所用管材的總數量，并對設計中不合理的環節進行調整。

3 BIM信息軟件選擇

BIM技術是計算機軟件技術發展到一定的程度的主要產物之一，在具體應用時具有很高的信息化處理程度，在高層住宅建筑給排水管道設計中可用的BIM軟件比較多，但最常用的是REVIT-MEP，具有如下特點：

第一，可實現模塊化的專業劃分。在高層住宅建筑給排水管道設計中需要多個參建方相互配合，而REVIT-MEP軟件可以把不同專業所使用的數據在軟件中做模塊化處理。然后通過集中式模塊管理，促使給排水管道設計任務高效完成，無需掌握其他專業的設計軟件。

第二，設計更加自由，集成化程度非常高。REVITMEP軟件，可為設計師提供一個更加全面的構件庫，無需獨立收集和收藏，在需要時直接從構件庫中提取即可，大大提升了設計效率。

第三，自帶解決方案。REVIT-MEP軟件中Navisworks模塊，可對設計模型進行參數整合、數據整合和效果評價，還能對給排水管道設計中存在的交叉碰撞等問題進行優化處理，并能快速找到發生錯誤的位置和原因，為設計師調整設計圖紙提供數據支持。

4 BIM技術在高層住宅建筑給排水管道設計中的應用要點

在案例工程中，通過應用BIM技術來解決給排水管道設計交叉碰撞問題和管材數量統計問題，應用要點包括：前期準備工作、模型構建、安裝衛生器具和排水管道、管線碰撞檢查優化、管線計量五個方面，具體如下：

4.1 切實做好前期準備工作

做好前期準備工作是BIM技術在高層住宅建筑給排水管道設計中應用的第一步，其工作是否完善，直接決定了后期設計工作能否順利開展。前期準備工作包括：建立BIM初始文件、建立工作集、建立導圖等工作[2]。設計師將高層住宅建筑給排水管道相關數據，全部錄入REVIT-MEP軟件中，就可自動形成三維信息模型的標高信息、軸線定位信息、結構模型等，并對相關信息的匹配度進行檢驗，發現問題及時處理，確保后期設計工作能順利開展。

4.2 構建模型和軸線

待BIM初始模型構建完成后，將高層住宅建筑給排水管道設計工作面和其他專業的工作面進行對位處理，并確定標高信息，再根據給排水管道相關參數和布設位置，完善模型信息，為后期驗算提供參考依據。二維模型可以作為BIM三維模型的軸線，在必要時可重新增加軸線，確保BIM模型設計的準確性，為后期施工提供真實有效的參考依據和理論指導。

4.3 安裝衛生器具和排水管道

在案例工程給排水管道設計中，設計到衛生器具包括：坐便器、洗面臺、洗菜池、浴缸等設備。這些衛生器具在安裝方式、安裝角度等方面存在較大差異，比如：BIM技術繪制衛生間給水排水放大圖如圖1所示：

圖1 BIM技術繪制衛生間給水排水放大圖

具體設計時，給排水管道設計內容包括：排水橫管、立管、支管等管道的位置、高度、坡度等內容。先對不同類型的管道及其參數進行合理設定，然后根據實際情況，進行合理調整[3]。充分考慮排水立面和平面的空間問題，為后期施工預留出充裕的空間，降低施工難度。

4.4 給排水管道碰撞交叉檢查

當高層住宅建筑給排水管道設計BIM模型確定以后，就可以進行管道碰撞交叉檢查，REVIT-MEP軟件自身就具有自動檢查的功能。待相關信息錄入以后，應用Navisworks模塊即可實現自動調整檢查，發現問題及時調整，不斷優化，逐步解決給排水管道碰撞交叉問題。調整前（碰撞）和調整后（不碰撞）結構示意圖如圖2和圖3所示：

從圖2和圖3中可以看出，通過Navisworks模塊調整后，可有效控制給排水管道交叉和碰撞問題。具體做法為：將給排水管道的相關文件導出并添加到Navisworks模塊中，利用Navisworks模塊的功能對設計效果進行逐一排查，如果給排水管道和建筑工程的框架柱、框架梁之間存在碰撞問題，則顯示硬性碰撞，也就是接觸性碰撞[4]。此時，在對話框中輸入相應的參數，點擊開始運算，就可以在短時間內找到管道碰撞的數量，如果無法實現運行，則表明模型設計自身存在問題需要重新檢驗數據的正確性。當分析檢查完成后，REVIT-MEP軟件可最大生成檢查報告，并標注出發生碰撞的圖像和信息坐標，設計師根據檢查報告中的內容重新設計。

圖2 調整前（碰撞）結構示意圖

圖3 調整后（不碰撞） 結構示意圖

4.5 管線計量

在高層住宅建筑給排水管道設計中，管線計量也可以由BIM技術來完成，當REVIT-MEP軟件將管線碰撞和交叉問題修復完成后，就可以對給排水管道設計中涉及到管線、構件的數量進行統計，為采購單位提供采購數據。

5 結語

本文結合工程實例，探討高層住宅建筑給排水管道設計要點，探討表明，BIM技術具有可視化、協同性等優點，在給排水管道設計的優勢越來越明顯，針對大型住宅建筑工程，傳統的二維設計方法難以滿足實際需求，通過BIM技術則能有效滿足復雜工程的給排水管道設計，既能有效解決管道交叉碰撞問題，還能計算出管材的用量，可大幅度提升設計效果和質量，值得大范圍推廣應用。