BIM在建筑給排水工程設計中的應用

徐康寧

摘 要：我國的工程建設一直處于上升階段，由于我國經濟體系的改變，人民和社會對建筑工程的標準也在逐步提高。然而，想在工程建設中掌握發展優勢是離不開BIM技術的。建筑企業需要提高對BIM技術的應用，確保工程建筑的高速發展。基于此，本文主要分析BIM在建筑給排水工程設計中的應用。

關鍵詞：BIM技術;建筑給排水;給排水設計

引言

建筑工程給排水的設計對整個建筑工程的質量具有非常重要的意義，相關人員應充分了解BIM技術應用到建筑給排水中存在的不足，并尋求科學合理的解決方案，進一步提高建筑道路給排水設計水平，有效確保建筑工程的整體施工質量。

1關于BIM技術的概述

BIM技術是一種建筑信息模型技術。在建筑信息模型中包含了各類參數和建筑相關信息，并且可以借助三維數字技術實現建筑信息的數據庫管理，從而模型化開展的建筑工程項目。BIM技術具備了造價精準性、協調性、模擬性和可視化性等多個特點。造價精準性指的就是在由BIM技術構造的四維模型當中，所有涉及的工程量以及材料等都可以直觀的展示出來并開展管理，這既能對施工的管理水平實現大幅度的提高，也能增加預算的精準性。協調性主要說的是對模型構建時所有參數碰撞出現的矛盾問題進行高效的解決，從而減少設計方案的變動次數，提高建筑工程項目開展的效率。模擬性主要是指在時間維度的基礎上借助三維模型來對立體事物進行描述，使用四維的方式來模擬建筑工程項目施工的過程，這既能實現施工過程的有序開展，也能更方便的控制建筑施工的進度。而可視化性說的是利用BIM技術可以直觀的呈現出建筑工程項目全部的細節和步驟[1]。

2工程建設運用

其實，BIM技術早在幾十年前就已經出現，這項技術是由美國的科技人員研發的。從該項技術問世到經過十幾年的發展和完善，BIM技術已經相對成熟，目前國內的很多建筑企業都在運用BIM技術進行構建。BIM技術不僅僅可以對建筑模型進行設計，它展現的優勢是多方面的，該技術還可以對工程造價的計算進行預估和分析。現階段，大多數國家都已經將該項技術運用到了建筑工程當中并且取得了明顯的成效。雖然BIM技術的發展已經趨于成熟，但由于我國將BIM技術引入的時間較晚，因此，該項技術在我國工程建設方便的實施還屬于初期萌芽階段。國內BIM技術在很多方面仍然需要發展和完善，而我國也清楚地認識到了這個問題，在BIM技術的研發方面增加了人力和物力的投入。由此看來，該項技術的發展前景還是十分樂觀的[2]。

3建筑給排水工程優化設計流程

3.1分析問題

弄清楚建筑給排水系統中存在的問題是對其進行優化的首要步驟，直接影響系統優化結果的準確性。給排水系統中的問題分析可采用逐級分解的辦法，即先將給排水系統分解成若干層次和子系統，再針對每個子系統特點去分析問題，從而建立問題層次模型。

3.2明確優化目標

設計人員應根據每個層次問題提出相應的優化目標。建筑給排水系統功能優化目標包括技術、經濟、社會三個方面。

3.3建立優化模型

建立數學模型的目的是定量表示建筑給排水設計方案，以便對多個方案進行對比分析。建立數學模型的最基本要求是表達出給排水系統的基本屬性，此時可忽略其次要的特征因素。同時，應確保優化模型簡單，便于與其他專業模型相互銜接。建筑給排水系統優化模型的內容包括三個方面：第一，明確優化模型的邊界條件、約束條件;第二，建立系統內部各變量間的關系模型;第三，建立系統內各變量與相應優化目標間的目標函數。

3.4模型求解檢驗

建筑給排水系統優化模型建立后，可采用數學規劃法或靈敏度分析法等方法求出最佳設計方案，并將計算結果與各層次優化目標進行對比，以檢驗優化結果是否滿足預期要求[3]。

4.BIM在建筑給排水工程設計中的應用

4.1管道綜合設計

在進行管道安置設計時，建筑項目工程的結構在三維視圖上可以直觀地看出，增進設計人員對結構的了解，還可以優化改進管道的布置設計。在BIM技術下的模型呈現三維立體效果，可以進行直觀的碰撞檢測，用建筑工程內部和其他各部分的構件實行摩擦碰撞，對需要優化改進設計的地方進行及時修改，避免后期施工和使用階段出現安全隱患，并且減少后期維護工程量，提高工程項目的使用周期和安全性。

4.2可視化設計

在傳統形式的建筑給排水系統設計過程中，設計人員通常采用CAD軟件來完成施工細部設計工程圖。然后施工人員通過CAD剖面圖、二維平面圖構想出三維模型，并將其映射到相關布局中。但是，這一過程一般需要具有極其豐富的建筑實踐經驗的專業技術人員來完成，它具有很強的主觀性并且容易出錯。與傳統形式的CAD技術相比，BIM技術可以避免設計方法過程中視覺感知的差異。另外，在建筑給排水工程施工中，常見的設計匹配方式是根據建筑的實際情況來選擇的，BIM技術的實施及其可視化設計匹配的應用可以反映建筑的整體情況，確?，F場施工人員可以充分掌握建筑的詳細內容。

4.3 協同設計

協同設計是一種管理的組織模式，是BIM的核心概念。相比于以往的CAD技術，BIM技術的協同設計改進并完善了此特點，充分發揮了協同設計的作用效果。在BIM技術中的協同設計，同一個建構的元素只需要輸入一次，其他不同類型的數據可以從不同的專業角度進行操作。在應用BIM技術之前是用CAD技術進行工程設計，這種方式的設計建構數據信息是獨立的，各個環節信息缺少聯系性，就不能對構件的信息全面掌握了解，在整體配合時加大工作量或者發生一些專業事故。在BIM協同設計中，協同設計將各構件圍繞一個模型開展工作，項目的各方面聯系增強，設計人員能夠對構件信息全面了解，減少工作量，保證設計的質量達標并提高設計的工作效率。

4.4參數化設計

BIM建模是建立在大量數據參數的基礎上的，設計師通過BIM技術能夠模擬工程三維模型，對工程量進行明確，進行水力計算。另外，借助BIM技術設計師可以在部分參數調整后，使系統中的其他相關參數自動進行調整，提高了工作效率，降低了參數調整工作量。比如平面位置參數調整之后，空間數量參數隨之變化，工程量明細表也可以進行自動更新，降低了工作量，提高了整體的準確性。比如在對建筑給排水系統參數進行調整時，與之相關的消防設施參數等數據信息也會自動改變，設計人員只需要進行材料表調整操作就可以完整修改。同時，借助BIM技術設計人員還可以直接在數據信息模型中對相關參數進行獲取，如衛生器具參數[4]。

4.5局部設計

給排水改造工程的局部設計是根據工程項目的具體方案來實施規劃的。在設計搭配的過程中，將設計方案與城市的實際情況進行有機的結合，并對設計方案進行詳細的分析。在實施項目的設計方案時，先要確定項目區域的范圍、短期目標、給排水和流量。相關人員對以上數據進行分析和確定后，根據實際情況科學合理地設計系統中的新方案，而且必須了解當前的規模和土地使用情況，以確保輔助結構能夠滿足新方案的設計和配置需求。

結束語

社會市場的發展對建筑工程的設計提出了更高的要求，在設計建筑給排水工程時需要應用新興且便利的BIM技術，BIM技術具有數字智能化的特點，充分發揮它在工程設計中的作用，使用仿真設計的方式確定室內外管道的安裝過程。BIM技術的應用可以提高建筑工程的設計水平和設計質量。

參考文獻：

[1] 周鵬瑞.建筑給排水工程設計中BIM的應用[J].低碳世界，2021，11（02）：125-126.

[2] 余海寧.BIM技術在建筑給排水工程設計中的應用[J].中國建筑裝飾裝修，2021（01）：64-65.

[3] 王麗麗.BIM在建筑給排水工程中的應用探討[J].居舍，2020（28）：75-76.

[4] 楊志宏.BIM在建筑給排水工程設計中的應用研究[J].建材發展導向，2020，18（24）：96-97.