BIM在建筑給排水工程設計中的應用研究

侯雨萱

菏澤市規劃建筑設計研究院有限公司 山東 菏澤 274000

1 建筑給排水合理設計概述

建筑工程中的給排水設計，是維護建筑使用中給排水正常需求的關鍵。在建筑給排水施工前，加強設計方案的全面性和準確性對提高建筑給排水系統的性能、延長給排水系統的使用壽命、方便給排水系統的維護有重要作用。建筑給排水設計人員要在設計工作落實前到建筑施工場地進行認真勘察，掌握建筑給排水系統實施空間的布局，如城市管網的走向情況、水源供給的水壓情況等。隨著現代城市中高層建筑的快速增加，對高層建筑的給排水系統設計來說，還要考慮高層建筑的給排水特點，高層用戶要保證水壓滿足正常標準。在設計給排水系統時可以考慮建設蓄水池結構，還可以設計加壓泵等設施。在給排水系統設計中，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，需科學合理地設計建筑給排水的分區布局等[1]。

2 建筑給排水設計中BIM技術應用

（1）可視化。由于受到傳統給排水工程項目設計內容的影響，工程項目施工人員在施工實踐時，必須要掌握工程項目的施工環境情況，盡可能利用CAD平臺來獲悉部分立面圖和剖面圖，為了整體縮減工程項目施工周期，減少各專業之間、各管道之間的相互碰撞，節約資源成本及避免不必要的返工，工作人員需要采用BIM技術來搭建可視化的三維模型才能實現。例如在日常施工過程中，為了提高項目施工整體效能，采用REVIT技術等構建專業性的消火栓系統三維模型，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、增壓穩壓設施、接消火栓等相關訊息，最終項目人員完成圖紙進行觀察時，發現消火栓系統管網設計問題非常明顯，利用BIM技術完成整改，使其能夠滿足符合建筑工程項目給排水的施工條件。

（2）模擬化。建筑給排水工程設計過程中比較核心的目標就是使相關的施工人員更加高效地完成施工任務。但是建筑給排水的施工過程相對來說煩瑣，不僅有給排水專業的各種管線，同時還需要考慮其他不同專業如結構專業的梁、暖通專業的風管煙管、電氣專業的橋架以及二次機電裝修的吊頂等凈高要求。如果施工過程中無法對它完成科學的分配，不僅會給工期帶來滯后的影響，還會造成資源的浪費、成本的增加及不必要的返工，費時又費力。利用BIM技術可以構成一個三維的時間刻度，并且能夠根據其搭建四維的安裝進程工作表，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，還可以有效減少錯誤。

（3）協同設計。高層建筑給排水設計過程中，通過BIM技術可展現建筑的實體模型，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項目的施工信息。如水泵的實際尺寸與工程中所需的材料及費用，設備信息與用電情況等。多個項目的施工人員可根據自己的施工項目查閱相關的施工信息，保障多個項目施工同時進行，縮短整體施工時間；能夠進一步簡化施工流程，使各項施工有條不紊地進行，減輕管理人員的工作壓力，使每個施工項目關聯起來，方便技術人員的技術交底工作。同時，BIM技術的應用使各個項目聯合起來，也能夠增進各個項目管理人員之間的聯系，一旦任何環節出現問題，多個人員交流能夠快速解決問題，避免對后續施工造成影響，能夠有效降低工程造價，有利于提高建筑工程的總體效益[2]。

（4）參數化設計。BIM技術具有可視化的特征，模型建設需要用到相關數據，表現了建筑結構的實體尺寸，有利于建設單位管理人員分析建筑材料與設備費用，提高工程造價質量，更好地進行成本控制。通過修改一些數據整個模型也會發生相應的變化，對于后續工程變更也有重要的指導意義，使模型穩定性更強，減少設計誤差。給排水施工過程中，BIM技術的應用能夠在短時間內搜索到與給排水施工相關的建筑結構，能夠準確獲取其空間結構信息，與給排水的相關設計數據進行對比，能夠及時發現設計中存在的問題，提高設計質量。施工人員也能比較直觀看到相應的模型，了解實體建設情況，減少后續施工中存在的問題。同時，該技術靈活性比較強，可根據后續設計變更進行修改，這就使模型信息更具有真實可靠性，反映實體建筑模型，且數據也不容易丟失。從給排水施工模型來看，其起模難度更大，特別是管線排布，如果應用平面設計圖，在修改過程中要進行多處修改，對整個樓層參數也會造成一定影響，如設計人員未發現參數不當的部分，就會導致整體建筑穩定性變差，容易出現很多安全隱患。

3 BIM在建筑給排水工程設計中的應用

3.1 在給排水可視化設計中的應用

相較于以樓層為單位的普通土建工程設計而言，在對給排水系統進行設計時，設計人員需要將建筑工程中的給排水布置情況進行細致化劃分，以此來保證給排水系統在布置過程中的獨立性。通常情況下，給排水系統在設計時往往會影響到多個不同的樓層，如果在設計過程中對給排水工程的設計方案進行局部調整，就有可能同時對多個樓層造成影響，提升設計人員的設計及難度。若在給排水設計過程中采用的是傳統CAD建模，其在修改設計方案時雖然可以完成對局部細節的修改，但是由于CAD模型結構特點，往往需要設計人員在多幅設計圖紙中進行細節修正，這會導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設計完成后的總體質量。而BIM技術則不同，在給排水設計過程中可以通過可視化的方式來表達出設計內容，通過三維建模能夠讓數據信息以及給排水工程效果更加直觀地表現出來，而且在三維模型構建完畢之后，設計人員還可以通過互動的方式對設計方案的細節部位進行放大以及細微調整，調整過后的設計方案其造成的影響也會在三維模型中實時反映出來，從而提升設計人員的設計質量[3]。

3.2 在給排水管道設計中的應用

BIM技術在給排水設計中的應用范圍非常廣泛，設計人員可以通過三維模型來完成對給排水管道凈空高度的觀察，通過對管道綜合設計的細節處理來提升給排水工程的設計質量。通常情況下，BIM技術在管道設計過程中，可以根據設計人員的監測、導入數據信息來完成對三維模型的構建，通過模型反映出觀察時管道的實際情況，管道設計人員通過對模型的觀察能夠看到給排水管道中出現的碰撞現象。例如，某建筑工程開展過程中，通過將BIM技術作用于給排水管道的設計過程中，采用三維建模提前模擬了給排水工程的施工全流程，提前預測除了給排水管道中出現的各種問題，采用BIM技術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濟性。除此之外，還可以根據BIM技術中具有的仿真軟件，來完成對給排水管道今后可能出現的各種碰撞情況進行碰撞事故的模擬分析，以此來找出給排水管道設計方案中存在的不足之處，并以此作為基礎來進行對管道設計方案中的結構參數進行針對性整改，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，無論是哪一類碰撞都可以通過BIM技術的三維建模來完成碰撞檢測，經過碰撞檢測的給排水管道設計，其管道質量將會顯著提升。

3.3 在協同設計中的應用

給排水工程的協同設計指的是將排水管線、煤氣管線等所有設計環節相互協調配合之后進行的設計，這種設計方式能夠降低因設計人員溝通交流不順、信息數據不對稱等情況而出現的給排水設計缺陷，從而顯著提升給排水工程的設計合理性。通常情況下，若采用CAD的方式進行協同設計，則會因為信息導入問題而導致設計任務難以完成。各個環節的設計人員同時圍繞同一個BIM模型來完成設計操作，這也能更加直觀地了解到其他項目設計人員的修改方案，保證協同設計質量[4]。

3.4 在參數化設計中的應用

在參數化設計中，BIM系統的配套軟件Autodesk Revit可以將給排水工程設計時所用的三維建模、平面圖紙等通過數據化的形式展現出來。

3.5 在仿真設計中的應用

通過在BIM中加入時間維度，則可以構建出安裝時間表，在保證安裝進度合理的同時能夠增加給排水工程的設計協調性，提升設計質量[5]。

4 結束語

總而言之，在給排水工程設計中，BIM技術的應用非常重要。通過BIM技術能夠在大幅度提升設計效率的同時提升給排水工程的設計質量，為給排水工程的后續施工奠定基礎。相信隨著更多人重視BIM技術在給排水設計中的應用，BIM技術在給排水設計中的作用一定會更加突出。