BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

侯雨萱

菏澤市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司 山東 菏澤 274000

1 建筑給排水合理設(shè)計(jì)概述

建筑工程中的給排水設(shè)計(jì)，是維護(hù)建筑使用中給排水正常需求的關(guān)鍵。在建筑給排水施工前，加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的全面性和準(zhǔn)確性對(duì)提高建筑給排水系統(tǒng)的性能、延長給排水系統(tǒng)的使用壽命、方便給排水系統(tǒng)的維護(hù)有重要作用。建筑給排水設(shè)計(jì)人員要在設(shè)計(jì)工作落實(shí)前到建筑施工場(chǎng)地進(jìn)行認(rèn)真勘察，掌握建筑給排水系統(tǒng)實(shí)施空間的布局，如城市管網(wǎng)的走向情況、水源供給的水壓情況等。隨著現(xiàn)代城市中高層建筑的快速增加，對(duì)高層建筑的給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，還要考慮高層建筑的給排水特點(diǎn)，高層用戶要保證水壓滿足正常標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)給排水系統(tǒng)時(shí)可以考慮建設(shè)蓄水池結(jié)構(gòu)，還可以設(shè)計(jì)加壓泵等設(shè)施。在給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，還要盡可能避免長期給排水造成的供水和排水管道滲水，甚至爆裂等問題，需科學(xué)合理地設(shè)計(jì)建筑給排水的分區(qū)布局等[1]。

2 建筑給排水設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用

（1）可視化。由于受到傳統(tǒng)給排水工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容的影響，工程項(xiàng)目施工人員在施工實(shí)踐時(shí)，必須要掌握工程項(xiàng)目的施工環(huán)境情況，盡可能利用CAD平臺(tái)來獲悉部分立面圖和剖面圖，為了整體縮減工程項(xiàng)目施工周期，減少各專業(yè)之間、各管道之間的相互碰撞，節(jié)約資源成本及避免不必要的返工，工作人員需要采用BIM技術(shù)來搭建可視化的三維模型才能實(shí)現(xiàn)。例如在日常施工過程中，為了提高項(xiàng)目施工整體效能，采用REVIT技術(shù)等構(gòu)建專業(yè)性的消火栓系統(tǒng)三維模型，還能在建立三維模型的過程中，從源頭中反映出消火栓箱、消防泵房、增壓穩(wěn)壓設(shè)施、接消火栓等相關(guān)訊息，最終項(xiàng)目人員完成圖紙進(jìn)行觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)問題非常明顯，利用BIM技術(shù)完成整改，使其能夠滿足符合建筑工程項(xiàng)目給排水的施工條件。

（2）模擬化。建筑給排水工程設(shè)計(jì)過程中比較核心的目標(biāo)就是使相關(guān)的施工人員更加高效地完成施工任務(wù)。但是建筑給排水的施工過程相對(duì)來說煩瑣，不僅有給排水專業(yè)的各種管線，同時(shí)還需要考慮其他不同專業(yè)如結(jié)構(gòu)專業(yè)的梁、暖通專業(yè)的風(fēng)管煙管、電氣專業(yè)的橋架以及二次機(jī)電裝修的吊頂?shù)葍舾咭蟆Ｈ绻┕み^程中無法對(duì)它完成科學(xué)的分配，不僅會(huì)給工期帶來滯后的影響，還會(huì)造成資源的浪費(fèi)、成本的增加及不必要的返工，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。利用BIM技術(shù)可以構(gòu)成一個(gè)三維的時(shí)間刻度，并且能夠根據(jù)其搭建四維的安裝進(jìn)程工作表，施工人員依照這一工作表逐步完成施工，不僅可以提高安裝效率，還可以有效減少錯(cuò)誤。

（3）協(xié)同設(shè)計(jì)。高層建筑給排水設(shè)計(jì)過程中，通過BIM技術(shù)可展現(xiàn)建筑的實(shí)體模型，而且還能展示給排水施工的多種信息，施工人員從模型中可以直接讀取給排水各個(gè)項(xiàng)目的施工信息。如水泵的實(shí)際尺寸與工程中所需的材料及費(fèi)用，設(shè)備信息與用電情況等。多個(gè)項(xiàng)目的施工人員可根據(jù)自己的施工項(xiàng)目查閱相關(guān)的施工信息，保障多個(gè)項(xiàng)目施工同時(shí)進(jìn)行，縮短整體施工時(shí)間；能夠進(jìn)一步簡化施工流程，使各項(xiàng)施工有條不紊地進(jìn)行，減輕管理人員的工作壓力，使每個(gè)施工項(xiàng)目關(guān)聯(lián)起來，方便技術(shù)人員的技術(shù)交底工作。同時(shí)，BIM技術(shù)的應(yīng)用使各個(gè)項(xiàng)目聯(lián)合起來，也能夠增進(jìn)各個(gè)項(xiàng)目管理人員之間的聯(lián)系，一旦任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，多個(gè)人員交流能夠快速解決問題，避免對(duì)后續(xù)施工造成影響，能夠有效降低工程造價(jià)，有利于提高建筑工程的總體效益[2]。

（4）參數(shù)化設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)具有可視化的特征，模型建設(shè)需要用到相關(guān)數(shù)據(jù)，表現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)體尺寸，有利于建設(shè)單位管理人員分析建筑材料與設(shè)備費(fèi)用，提高工程造價(jià)質(zhì)量，更好地進(jìn)行成本控制。通過修改一些數(shù)據(jù)整個(gè)模型也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，對(duì)于后續(xù)工程變更也有重要的指導(dǎo)意義，使模型穩(wěn)定性更強(qiáng)，減少設(shè)計(jì)誤差。給排水施工過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠在短時(shí)間內(nèi)搜索到與給排水施工相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)，能夠準(zhǔn)確獲取其空間結(jié)構(gòu)信息，與給排水的相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。施工人員也能比較直觀看到相應(yīng)的模型，了解實(shí)體建設(shè)情況，減少后續(xù)施工中存在的問題。同時(shí)，該技術(shù)靈活性比較強(qiáng)，可根據(jù)后續(xù)設(shè)計(jì)變更進(jìn)行修改，這就使模型信息更具有真實(shí)可靠性，反映實(shí)體建筑模型，且數(shù)據(jù)也不容易丟失。從給排水施工模型來看，其起模難度更大，特別是管線排布，如果應(yīng)用平面設(shè)計(jì)圖，在修改過程中要進(jìn)行多處修改，對(duì)整個(gè)樓層參數(shù)也會(huì)造成一定影響，如設(shè)計(jì)人員未發(fā)現(xiàn)參數(shù)不當(dāng)?shù)牟糠郑蜁?huì)導(dǎo)致整體建筑穩(wěn)定性變差，容易出現(xiàn)很多安全隱患。

3 BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 在給排水可視化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

相較于以樓層為單位的普通土建工程設(shè)計(jì)而言，在對(duì)給排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要將建筑工程中的給排水布置情況進(jìn)行細(xì)致化劃分，以此來保證給排水系統(tǒng)在布置過程中的獨(dú)立性。通常情況下，給排水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)影響到多個(gè)不同的樓層，如果在設(shè)計(jì)過程中對(duì)給排水工程的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行局部調(diào)整，就有可能同時(shí)對(duì)多個(gè)樓層造成影響，提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)及難度。若在給排水設(shè)計(jì)過程中采用的是傳統(tǒng)CAD建模，其在修改設(shè)計(jì)方案時(shí)雖然可以完成對(duì)局部細(xì)節(jié)的修改，但是由于CAD模型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，往往需要設(shè)計(jì)人員在多幅設(shè)計(jì)圖紙中進(jìn)行細(xì)節(jié)修正，這會(huì)導(dǎo)致工程難度以及工作量的大幅度提升，還有可能影響到給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后的總體質(zhì)量。而BIM技術(shù)則不同，在給排水設(shè)計(jì)過程中可以通過可視化的方式來表達(dá)出設(shè)計(jì)內(nèi)容，通過三維建模能夠讓數(shù)據(jù)信息以及給排水工程效果更加直觀地表現(xiàn)出來，而且在三維模型構(gòu)建完畢之后，設(shè)計(jì)人員還可以通過互動(dòng)的方式對(duì)設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)部位進(jìn)行放大以及細(xì)微調(diào)整，調(diào)整過后的設(shè)計(jì)方案其造成的影響也會(huì)在三維模型中實(shí)時(shí)反映出來，從而提升設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)質(zhì)量[3]。

3.2 在給排水管道設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍非常廣泛，設(shè)計(jì)人員可以通過三維模型來完成對(duì)給排水管道凈空高度的觀察，通過對(duì)管道綜合設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)處理來提升給排水工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。通常情況下，BIM技術(shù)在管道設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員的監(jiān)測(cè)、導(dǎo)入數(shù)據(jù)信息來完成對(duì)三維模型的構(gòu)建，通過模型反映出觀察時(shí)管道的實(shí)際情況，管道設(shè)計(jì)人員通過對(duì)模型的觀察能夠看到給排水管道中出現(xiàn)的碰撞現(xiàn)象。例如，某建筑工程開展過程中，通過將BIM技術(shù)作用于給排水管道的設(shè)計(jì)過程中，采用三維建模提前模擬了給排水工程的施工全流程，提前預(yù)測(cè)除了給排水管道中出現(xiàn)的各種問題，采用BIM技術(shù)不僅能夠讓給排水管道的施工變得更加簡單，而且還能提升給排水管道的經(jīng)濟(jì)性。除此之外，還可以根據(jù)BIM技術(shù)中具有的仿真軟件，來完成對(duì)給排水管道今后可能出現(xiàn)的各種碰撞情況進(jìn)行碰撞事故的模擬分析，以此來找出給排水管道設(shè)計(jì)方案中存在的不足之處，并以此作為基礎(chǔ)來進(jìn)行對(duì)管道設(shè)計(jì)方案中的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性整改，降低碰撞事故為管道帶來的影響。在管道碰撞中，硬碰撞是指物理意義上的碰撞，而軟碰撞則是空間、安裝、檢修的核對(duì)，無論是哪一類碰撞都可以通過BIM技術(shù)的三維建模來完成碰撞檢測(cè)，經(jīng)過碰撞檢測(cè)的給排水管道設(shè)計(jì)，其管道質(zhì)量將會(huì)顯著提升。

3.3 在協(xié)同設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

給排水工程的協(xié)同設(shè)計(jì)指的是將排水管線、煤氣管線等所有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)配合之后進(jìn)行的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方式能夠降低因設(shè)計(jì)人員溝通交流不順、信息數(shù)據(jù)不對(duì)稱等情況而出現(xiàn)的給排水設(shè)計(jì)缺陷，從而顯著提升給排水工程的設(shè)計(jì)合理性。通常情況下，若采用CAD的方式進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，則會(huì)因?yàn)樾畔?dǎo)入問題而導(dǎo)致設(shè)計(jì)任務(wù)難以完成。各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)人員同時(shí)圍繞同一個(gè)BIM模型來完成設(shè)計(jì)操作，這也能更加直觀地了解到其他項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員的修改方案，保證協(xié)同設(shè)計(jì)質(zhì)量[4]。

3.4 在參數(shù)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在參數(shù)化設(shè)計(jì)中，BIM系統(tǒng)的配套軟件Autodesk Revit可以將給排水工程設(shè)計(jì)時(shí)所用的三維建模、平面圖紙等通過數(shù)據(jù)化的形式展現(xiàn)出來。

3.5 在仿真設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

通過在BIM中加入時(shí)間維度，則可以構(gòu)建出安裝時(shí)間表，在保證安裝進(jìn)度合理的同時(shí)能夠增加給排水工程的設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量[5]。

4 結(jié)束語

總而言之，在給排水工程設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的應(yīng)用非常重要。通過BIM技術(shù)能夠在大幅度提升設(shè)計(jì)效率的同時(shí)提升給排水工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，為給排水工程的后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。相信隨著更多人重視BIM技術(shù)在給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，BIM技術(shù)在給排水設(shè)計(jì)中的作用一定會(huì)更加突出。