BIM 在建筑給排水工程設計中的應用

趙雯

（棗莊市市中區建筑設計院，山東 棗莊 277100）

與傳統設計模式相比，BIM 技術所形成的建筑全生命周期設計理念可將與施工相關的一切要素納入整體設計框架中，并同步將建筑元素與各類可能對建筑工程自身造成影響的其他要素進行整合，最終形成建筑工程信息模型。

一、BIM 技術的特點

（一）可視化

在有限的建筑范圍和空間內，眾多系統、管道、線路分布其中，并要滿足人們對空間相應的美觀功能要求。BIM 技術的可視化設計，便于設計師更加直觀地掌握空間所有部位的情況，從而能更加科學合理地開展設計，大大提高了設計效率和質量。二是能實現建筑空間的碰撞檢查。

（二）一體化

BIM 設計能夠實現綜合性、協同性的設計，可以實現多個專業一致性分析，達到共享設計標準，可以防止在施工中出現各個專業沖突的情況，提高設計總體水平。該種設計方式可以有效提高設計水平，降低施工成本、縮短工期，產生更高的綜合效益。

（三）協同化

傳統CAD 軟件所形成的設計模式，每一個層面的設計圖紙均為獨立存在，不同系統之間的設計協同效果較差。設計過程中，建筑給排水管道設計人員需要將系統內所屬的各項數據，例如水泵的參數、穿梁尺寸等，均反映在平面圖紙上，之后將這些數據提供給其他專業人員，協助其完成相應的設計工作。這種模式下，不同系統相互獨立，一旦出現修改，均需要將對應的修改詳情發送至其他專業設計人員手中。同時，如果其他系統出現變動，給排水設計人員也需要在其他設計人員的支持下，完成對給排水管道的修改，但是，這種協同存在很大的滯后性，信息傳遞與整體修改效率較低。

二、BIM 技術與給排水工程設計融合的常見問題

（一）設計參數龐雜，修改難度較大

在BIM 軟件平臺上進行給排水工程設計，比較復雜，類似于要創建一個數據庫并進行存儲信息，而這個數據庫需要存儲巨量的數據和信息，這樣一來在調取和分析數據時會更加的便捷，但是，數據之間的很多參數是互相影響的，一旦某個數據需要變動，那么就需要修改與之相關的所有數據，這將是一個龐大的工程量，因此，導致的結果就是數據信息的管理就會變得更加困難。

（二）設計中不易進行協同操作

在進行BIM 技術設計中，一般采用工作組模式進行，這其中就會遇到一些問題，例如在同一時間進行協同操作時，多數據進行同時訪問比較困難，會嚴重影響工作效率。另外，還有一種協同操作模式是鏈路運行模式，運行該模式時進行全面的設計圖紙審查又會出現困難，因此設計方要根據工程的實際情況挑選設計中的協同方式，保證工程設計的效率。

三、BIM 在建筑給排水工程設計中的應用

（一）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。除此之外，通過BIM 技術還能夠加強設計人員對于設計方案的掌控，通過模擬施工能夠了解到設計方案的可行性，從而保證給排水設計方案得以進一步完善。

（二）優化管線綜合設計布置

在給排水設計中，對給排水的管道、線路進行規劃，讓管線滿足建筑項目的功能需要是設計的重要任務和目標。給排水系統的特殊環境和位置，導致給排水設計的難度較大，傳統圖紙設計中無法顯示不同管線的疊加層次效果等問題比較突出。利用BIM 技術進行設計時，要綜合考慮管道工程設計的影響因素，確保設計質量。先利用專業軟件進行設計，利用三維技術比較直觀、全面地在設計中反映出給排水管道的工作環境和狀態；要綜合考慮疊壓供水、變頻調速供水、市政供水壓力等情況，讓設計方案更加科學合理，能為后續水泵數量、碰撞檢查等設計提供技術支撐。設計完成后，利用模型的對比分析技術，對工程項目數據進行全面的協調復核，以提高設計數據的準確性。

（三）協同設計

建筑工程給排水項目設計環節，利用BIM 技術創設三維模型，能夠將給排水部分融入模型內。比如，模型中可以體現出水泵使用量、安裝尺寸等多個方面的信息，不同專業人員能夠按照自己使用需要調取使用。如果在設計中不得不進行模型數據調整，在其他相關聯部位也會隨之自動調整。建筑工程的各個專業都能夠利用BIM 模型進行檢查，提高工作效率和水平。如果建筑工程的任何單位人員修改建筑模型，設計人員都會立即發現，并且展開討論和分析，就能夠提高協調性，保證設計方案合格。

（四）參數設計

BIM建筑信息模型可將原本建立在圖紙上的數據信息存入模型數據庫，設計人員如果在管線設計過程中想要調整某一平面布局，模型數據庫的相關數據也會同樣跟隨變動。建筑給排水工程設計過程中，如果某一區域需要進行調整，很容易帶動各類工程材料的變化，因此，參數的錄入與設計過程需要保持數據庫的實時性，確保實際設計工作的效率與準確率。

（五）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。

結語：綜上所述，隨著科學技術的快速發展，BIM 技術正在與現代建筑工程不斷融合，使得設計效率與工程質量明顯提升，并大幅度降低設計人員的工作壓力。同時，BIM 技術也讓現代建筑的設計理念與設計思想得到更為深入的發展與延伸，因此，探尋BIM 技術在現代建筑給排水管道中的設計尤為重要。