分析BIM技術在給排水設計中的應用

張麗朵 山西省城鄉規劃設計研究院有限公司高級工程師

在建筑行業快速發展的基礎上，給排水設計工作受到了高度重視。通過利用BIM 技術對設計的合理性和有效性提供保障，不僅可以使設計方案更加科學合理，還能為后續施工更加順利的開展提供支持。為了能夠更好地將BIM 技術應用于設計中，當前亟需對BIM 技術的概念進行分析，并探索出可行的BIM 技術應用路徑，只有這樣才能夠真正在BIM技術的支持下促使給排水設計的具體化、可視化，提升建筑給排水設計水平同時，為整個建筑的高效建設奠定基礎。

1 BIM 技術概念

BIM 技術在建筑領域的應用是借助計算機技術，通過構建三維模型，在建筑給排水設計規劃中開展全面且有效的控制，從而提升建筑給排水設計的合理性，降低錯漏，加強技術指導，提升建設水平，保障建筑工程整個工程建設的順暢。通過BIM 技術可將整個建筑給排水設計的分層次、分階段、分步驟地進行，實現建筑給排水設計的整體控制。

建筑給排水設計師首先將設計思路與架構通過三維模型進行展示，并賦予其具體的設計思路與內容，之后再形成設計圖紙。通過這樣的方式，建筑給排水設計師可以更好地表達設計思路，優化建筑給排水設計過程中復雜的溝通與確認環節，從而提升工作效率，減少建筑給排水設計及實施過程中的資源與成本浪費現象，切實增強建筑設計水平[1]。

2 建筑工程給排水設計中運用BIM 技術的積極影響

傳統給排水設計需要結合建筑主體工程圖紙展開操作，很容易導致給排水管道和供電線纜、房屋構件等形成沖突。事實上，傳統給排水施工經常出現變更就是源于此。利用BIM 技術，設計人員可以將建筑主體拉伸形成立體構成，此時所有管線、構件的位置都一覽無余，這樣便于給排水設計的精準性，避免了碰撞現象。

可以通過BIM系統來微調設計方案，避免了過去紙質設計中不斷反復繪制的現象，不必擔心浪費時間。而且因為BIM系統具有智能性，微調其中一個參數，大部分關聯參數也會自行調整，如此保證了設計全面性[2]。

BIM 系統采集了工程有關的大量資料、信息以及數據，可以提升設計人員的設計效率。避免了傳統工作模式下不斷翻找資料和文件的問題。例如，在設計環節考慮到給排水系統成本，便可以通過與BIM 系統關聯的ERP 系統去關注市場不同管材的報價，最終給出合理預算。

給排水系統需要注意水壓、管徑、彎道、地漏以及用水器具等主體，某一方面被忽略都可能會導致滲水、裂縫、反味、浪費水等問題。在BIM 系統下展開給排水安裝模擬實驗，可以將水壓、水流速、管徑、彎管等考慮在內，這樣對于確定合理水壓、避免“水錘現象”具有很好的保障作用。

協同設計有3 層含義：一是將多種技術融合，確保設計的精密性，如在給排水系統設計中還涉及到了構件、管線、電氣安裝等技術；二是軟件協同，即將BIM 技術和CAD 技術協同起來，BIM 技術具有立體模擬功能，采集了大量的工程數據，而CAD 在平面圖制作上具有很強優勢，二者協同實現了優勢組合，如CAD 設計圖紙上可以直接引入BIM 系統提供的水壓參數、管徑參數等，發揮對施工現場的指導作用；三是不同領域設計協同，主體設計圖紙、給排水系統圖紙、供電線纜圖紙等不同設計領域協同，保證了房屋具有緊密且彼此并行不悖的管線系統、智能系統，提高了房屋建筑的品質。

3 BIM 技術在建筑給排水設計中的運用方向

3.1 設計圖紙可視化處理

建筑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。而應用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[3]。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剖析，還可以將某部分的截面和斷面等清晰地呈現出來，讓施工方對整體工程有更直觀且清晰的了解。

3.2 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。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，從而提高工程質量，加快效率，降低成本。此外，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，檢驗施工流程的合理性和科學性，及時做出應對措施和調整，以免對施工造成不利影響。

3.3 協同設計

CAD 軟件對單個專業的圖紙設計具有簡單快捷的優勢，但涉及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很有必要。采取BIM 技術設計圖紙可以將很多施工中的細節表示出來，如電線線路的走向、燃氣管道的布局等，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，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[4]。

3.4 數據參數化

在建筑給排水施工過程中如果采取Excel 等軟件這種傳統方法進行公式的編輯以及數據的核算和分析，則還要做好檢驗和校對工作，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，則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。

4 BIM 技術在建筑給排水設計中的應用

4.1 合理安排建筑材料

建筑材料是整個施工中的基礎，也是設計中需要重點考慮的內容，合理選擇和應用建筑材料能夠為給排水系統的整體質量提供保障，進而提升整個建筑的質量，為創建出更好的用水環境提供支持。因此，可以通過合理的利用BIM 技術實現對材料的合理選擇和應用，發揮出BIM 技術的優勢，保證設計的有效性。

首先，在實際選擇材料之前可以在設計中通過相關軟件模擬出設計模型，開展工程計算，明確在整個施工中需要使用到的材料數量以及不同部分需要使用的材料質量要求，為后續的施工與成本控制等提供一定參考[5]。

其次，由于一些應用BIM 技術的軟件自身就具備數據庫的功能，可以將大量給排水工程數據存儲到其中。因此，在設計中可以利用數據庫實現對材料種類與數量的有效掌握，實現對材料浪費問題的有效控制，并且實現對材料的及時補充。這樣不僅能夠確保工程順利的開展，保證工期能夠在規定時間內完成，還能夠幫助建筑企業控制好材料成本，實現材料的合理取用。

4.2 有效收集數據參數

給排水工程中涉及到的各種數據參數是整個工程施工、后期驗收以及工程階段的重要參考，是建筑工程非常重要的數據信息，需要得到妥善的保存和利用。因此，施工中除了利用各種存儲在數據庫中的數據完善設計、指導施工以外，還可通過對數據的準確收集、錄入、整理和分析，為工程設計的高效開展提供支持。

首先，基于BIM 技術相關軟件和系統的數據存儲功能，在實際的設計中，設計人員除了要及時將施工數據錄入到系統外，還需要按照施工的情況動態化地將施工現狀等相關數據進行錄入。這樣不僅能夠確保系統中數據的及時性、完整性，還可以通過錄入數據對施工情況進行判斷，進而為更加有效的控制施工成本、保證施工進度提供一定支持。

其次，針對已經存入到系統中的數據信息，設計人員需要及時結合三維立體模型進行檢驗，一旦發現施工中存在錯誤的部分，可以及時進行糾正，避免后續花費大量的成本進行修改，幫助工程節約更多的成本。

4.3 積極完善施工方案

給排水系統需要涉及到多個專業的施工，可能會出現由于設計不完善而造成管線碰撞的問題，一旦出現碰撞，則需要重新選擇路線或者是采用其他方式施工，造成了嚴重的資源浪費。因此需要利用BIM 技術的協同性優勢，實現對設計方案的有效完善，確保各個專業施工都能夠順利的開展。

首先，在實際的設計中，由于不同專業的設計出發點、專業要求等方面存在不同，設計方案在最后總結分析時避免不了會出現碰撞、交叉等問題，這對于保證施工質量和效率非常不利。因此，在各個專業的設計完成后，如電氣、通風等，需要將其整合成同一個模型，使用不同的顏色顯示，了解各個專業設計中存在的不足，及時對設計方案進行完善，確保給排水施工能夠更加順利的開展。其次，由于以往的設計中主要依靠CAD 等平臺開展，造成無法將其他信息描繪出來，如水泵重量和尺寸能否滿足結構重量要求等，為協同設計造成了非常大的困擾。對此可以利用BIM 技術將所有的信息整合到一起，通過明確給排水設計是否與其他專業設計方案協調，解決設計中的信息不對稱問題，為獲得更加完善、科學的給排水設計方案提供一定支持[6]。

5 結合案例實踐展開分析

5.1 案例詳情

以某商品展示交易中心項目為例，該建筑地上共4層，建筑功能為商業營業廳、辦公、展廳、多功能廳、會議室及部分輔助設備用房，建筑面積為32 000 m2，一層層高8.4 m，局部夾層，以上各層層高均為5.1 m，建筑高度為23.7 m。

5.2 管線綜合布置

建筑給排水工程中管道的位置設計與建筑內部的實際情況具有緊密聯系，對建筑給排水工程的質量具有較大影響。因此，施工技術人員應當重視管道的位置設計與建筑內部實際情況之間的關系，從多個角度考慮，制訂綜合性的管線布置計劃。

另外，為進一步確保管線綜合布置的合理性與科學性，建設單位還需利用BIM 技術，依據實際管線綜合布置方案，制作出與之對應的模型，進行建筑給排水管道實驗，進而以這種方式為建筑給排水工程提供可靠的信息數據支持，為后期城市運轉提供可靠的質量支持，降低維護費用的支出，保障城市的穩定與和諧發展。

5.3 可視化設計

給排水系統對使用者居住或開展一系列活動的便捷性具有較大影響，所以在建筑工程施工中，給排水系統的設計一直是大多數人關注的對象。在這樣的趨勢下，給排水系統工程建設單位必須提高對自己的要求，在設計工作開始前，先到實際的施工位置開展勘察工作，搜集有價值的信息，對施工過程中以及施工結束后的使用過程中可能出現的問題進行分析與研究，通過“對癥下藥”的方式設計建筑給排水工程圖紙，使其更具針對性。

另外，設計團隊還應加強對BIM 技術的應用，將其與手工圖紙相互融合，共同落實建筑給排水工程的可視化設計，使每部分設計都能夠得到全面監督與管理，有效降低隱患問題的存在概率，讓BIM 技術在建筑給排水工程設計中的應用發揮處切實價值。

5.4 工程量設計

建筑給排水工程預算工作是在建筑給排水工程施工前開展的，隸屬于準備環節。以往我國建筑企業在這一環節大多是選擇按部就班的方式進行工程預算研究，存在工作效率低、質量差等問題，不利于建筑企業的穩定發展。

近年來，建筑給排水工程被越來越多的人所需要，工程設計的這一點問題也隨之被暴露出來，所以工程量設計的革新勢在必行，相關企業或單位應當對此進行針對性分析，積極利用BIM 技術將預算環節的信息集中收集。經過計算后，按照不同的類別劃分出來，進而保障BIM技術能夠在工程量設計中發揮作用，保障其能夠在面對建筑給排水工程設計圖紙突發性變化等情況下，保障工程預算工作的效率與質量能夠與其需要相吻合，以此來有效規避多種問題的出現概率。

5.5 模擬衛浴裝置安裝放置

隨著建筑行業的發展以及人們意識的提升，傳統的建筑給排水工程設計模式已經無法滿足人們的需求，想要在當下市場中站穩腳跟，建筑給排水工程設計中BIM 技術的應用除了要滿足基礎性的需求之外，還應當具備一定的人性化設計。對此，建設單位應當保持自身的與時俱進性，積極將BIM 技術與3D 設計技術相結合，進一步滿足客戶在衛浴的擺放、洗手池的位置、地漏等方面的設計訴求，充分展現出建筑給排水工程設計中BIM 技術的包容性與延展性，使其能夠得到更多人的認可，進而為建筑給排水工程的發展提供廣闊的空間。

6 結語

在經濟日新月異下，人們對建筑提出的要求也越來越高。通過BIM 技術在建筑給排水設計中的有效應用，體現建筑設計行業的未來發展趨勢，也明確了給排水設計在整個建筑設計中的重要性。為了能夠不斷提升設計的合理性與有效性，亟需在明確BIM 概念的基礎上，通過BIM 技術的有效運用，合理安排施工材料、收集數據參數、完善施工方案，保證給排水設計的整體協調性。從而為后續施工提供便利，降低施工的難度和工作量，減少出現設計變更等問題。這樣不僅能夠維護整個工程的質量，還能夠在一定程度上控制施工成本，為建筑企業實現利益最大化提供基礎支持。