BIM技術在建筑給排水設計中的運用與優化

龔超

江蘇浩森建筑設計股份有限公司廣東分公司 廣東 中山 528400

1 BIM技術在建筑給排水設計中的運用方向

1.1 設計圖紙可視化處理

建筑的主體工程很重要的一個構成部分就是建筑給排水工程。給排水工程是一種獨立的系統，屬于整個建筑工程中較為隱蔽的工程，更改圖紙的設計具有很高的難度。根據以往的設計方法，設計出來的圖紙多而繁雜，依照這些圖紙進行施工常要與相關機電專業以及土建專業圖紙相互對照，從而容易出現錯漏，對工程質量與進度產生不利影響。所以應用BIM技術來設計施工圖紙，可以使整個工程的設計效果可視化。施工前，工作人員可以測量BIM技術模擬的建造模型，對建造方案進行全方面的剖析，BIM還可以將某部分的截面，斷面等清晰地呈現出來，讓施工方對整體工程有更直觀清晰的了解，如圖1所示[1]。

圖1 BIM技術下建筑模型的局部三維圖像

1.2 工程仿真設計

在建筑給排水設計中采取仿真設計可以為建造施工提供技術指導的作用。在施工過程中，各專業的各種管道堆疊排布繁多且復雜，并且工作空間狹窄，影響安裝管道的方法和效率。在管道施工中運用BIM技術搭建三維的模型，合理規劃施工流程和時間，保證管道施工的運行更安全更穩定，從而使工程質量提高，效率加快，成本降低。運用BIM技術對施工流程圖進行仿真設計，將整個流程模擬出來，對施工流程的合理性和科學性進行檢驗，及時做出應對措施和調整，以免對施工造成不利影響。

1.3 協同設計

統的CAD軟件對單個專業的圖紙設計具有其簡單快捷的優勢，但設計到多個專業領域交叉時，無法具象展示各專業空間上的關系。設計給排水圖紙，不僅要呈現本專業管線路由，還要考慮與電氣線槽，暖通空調風管等的交叉排布，所以在圖紙中將線槽與風管相對位置表達出來是很必要的。采取BIM技術設計圖紙，可以將很多施工中的細節表示出來，例如電線線路的走向，燃氣管道的布局等等，還可以表達出管道壓力，管道規格，線槽與風管尺寸等一系列數據指標。運用協同設計，在整個設計模型中集中展示各種設計深度所需指標。采用BIM技術協同設計，讓每個領域之間協同運作，發揮協同優勢，從而提高給排水工程質量，確保工程的施工安全。

1.4 數據參數化

在建筑給排水施工過程中如果采取EXECEL等軟件這種傳統的方法進行公示的編輯，數據的核算和分析，還要做好檢驗和校對的工作，保證結果數據的準確。采用BIM技術可以直接獲得各種給排水設施的性能參數，只要預先設置好各計算參數，就可以直接運用計算，如果某一部分參數發生改變，其他相關的參數都會自動生成與之匹配的數據，因此可以降低工作量。

2 BIM技術在建筑給排水設計中的運用與優化要點

2.1 注意問題

在運用BIM技術中所需要的注意的問題分為兩類。第一類是數據信息問題。在采用BIM技術設計建筑給排水時，給排水工程中生產的數據信息會集中成數據庫，通過數據庫分析工程信息，從而把控給排水工程的施工進度和施工質量。但由于數據庫層次性的缺乏，對主要信息和次要信息的界限模糊，在需要調用數據信息時，會出現很多相關聯的其他信息，導致技術人員不能準確地提取有用的信息，從而影響施工流程和效率。

第二類問題是功能針對性問題。信息化技術是BIM的優點，在整個建筑給排水工程設計中，BIM技術可以將相應的數據信息錄入到計算機中，系統通過數據信息從而形成整個工程的虛擬模型。其中需要注意的是，BIM技術可視化功能雖然非常良好，但是不能根據建筑給排水工程中的設計要求來進行針對性的劃分，比如說排水管的45°彎頭，斜三通等與給水管彎頭、三通等在BIM中無法區分。這類問題主要是由于我國的BIM技術正處于初期發展，不能對給排水工程中功能進行特定的設計[2]。

2.2 模型構建

利用BIM技術構建建筑給排水模型，可以具體形象地描繪出給水系統、排水系統、消防系統、中水系統、廢水處理系統等給排水系統的特點。但是利用BIM技術進行建筑給排水模型構建，需要一定的專業性、技術性，難度較高，因此在完成模型構建工作后，要將構建成果與理想模型進行詳細比對，并及時進行給排水模型的碰撞檢查，一般情況下消防系統的局部碰撞圖如圖2所示。

圖2 一般情況下的消防系統的局部碰撞圖

由于給水系統和消防系統為壓力系統，因此在利用BIM技術進行模型構建時，須重點關注系統標高的設置問題。由于排水系統一般為重力系統，因此在利用BIM技術進行排水系統模型構建時，須保證管道具有一定坡度，以便水流可以在管網內通暢流動。同時在進行模型比對時，需要保證給排水系統的各類管道都具有足夠的安裝空間，以避免后續實際施工過程中出現管道安裝空間不足的問題。同時由于給排水系統結構復雜，在安裝過程中需要用到多種系統構件，如各類閥門、各類材質不同、直徑不同的管道、各類型號的水泵以及不同的管道連接件等，為避免在進行給排水系統設計時，出現系統構件不匹配的情況，技術人員須利用BIM技術對給排水系統模型進行精確構建，并保證系統管道及構件能在模型中的得到完整且準確的展示。圖3為BIM技術下給排水模型中部分水管井的三維剖面圖，在圖中可以清晰分辨給水管道及構件的分布情況，并能大致了解廢水系統和消防系統的結構。

圖3 BIM給排水模型中部分水管井的三維剖面圖

BIM技術構建三維模型實質上是對本來的二維建筑信息進行三維層面的重新架構，所以BIM三維模型構建過程是否標準化、規范化、合理化都會對最終完成模型的數據信息精準度，工程質量還有BIM三維模型的利用效果產生很大的影響。通常來講，BIM三維模型構建涉及以下幾個方面：

2.2.1 BIM三維模型的單位和坐標，通常要求三維模型的單位和實際地尺寸單位相同，模型的坐標和實際的坐標一致，不能達到以上要求的BIM三維模型，也應該采取坐標原點（0,0,0,）作為建模特征點，并且保證建模的坐標在所有使用周期內相同。

2.2.2 模型構建依據，通常考慮二維設計圖紙、項目進度安排、相關專業規范及建設方要求等。

2.2.3 在模型構建中劃分標準還有配色標準，這兩種標準是為了在完善模型的同時，還能對其外觀進行美化以及使不同領域，不同專業和不同構件之間的區別更清晰，滿足不同的構建要求。

2.2.4 BIM模型命名，主要為文件夾和對象兩類。對象及各種參數的命名要遵從《建筑工程設計信息模型分類和編碼標準》l72l的規定，而且規定在整個運用周期中保持相同；文件夾的命名更偏向于使用拼音、漢字、英文以及數字，用連字符“-”的分離開，命名中應該包括項目代碼，某個區域或系統代碼，不同專業代碼還有對象類型代碼等[3]。

3 結束語

全新的經濟形式和行業趨勢使建筑行業競爭越發激烈，同時對工程的質量要求也更高。所以建筑工程的創新與發展要跟上時代的潮流，積極學習更先進的管理和運營模式十分有必要，而BIM技術能在很大程度上起到積極作用。結合國內的建筑業實情對BIM技術加以運用和推廣，形成符合國內市場的管理方案，從而提升行業競爭力，增加綜合效益。