針對BIM技術在綠色建筑給排水工程中的應用研究

徐靜 閆祥

蘭州工業學院 甘肅 蘭州 730050

引言

建筑工程設計施工中，給排水工程關系到整體工程質量安全。我國建筑規模不斷提升后，居民對給排水管線功能的要求也日漸增大，也有越來越多的新型技術應用在給排水工程設計中。BIM技術是通過智能化的三維建模，為給排水工程提供可靠的技術優化支持，不僅能夠提升整體工程設計效率，也能彌補傳統給排水工程施工中所存在的安全隱患問題，使建筑空間得到合理運用，給排水管線排布更加合理[1]。

1 BIM技術在建筑給排水工程中的應用意義

1.1 幫助建筑給排水工程綠色設計理念實現

給排水工程設計施工關系到工程投入使用后的居民生活質量。隨著我國建筑水平不斷提升，給排水工程的要求也因此增加，傳統建筑給排水工程設計，施工理念已經不能滿足當前建筑領域設計需求，綠色建筑理念在給排水工程項目中的重視程度不斷提升。將BIM技術應用在建筑給排水工程中，能夠利用建筑信息模型的構建，了解給排水工程設計中需要優化的部分，從而幫助實現綠色設計理念。BIM技術能夠對建筑工程中的幾何信息進行拓展描述，對工程信息完整運用，基于BIM模型基礎上，能夠對給排水工程項目的信息獲取更完善，自然能夠從綠色設計理念出發對給排水工程進行優化。

1.2 提升建筑給排水工程質量安全

BIM技術應用在綠色建筑給排水工程中，最明顯的特征是能夠提升建筑給排水工程質量安全。BIM模型能夠幫助發現綠色建筑給排水工程中各項目的不同關聯對象變化情況，其中某一項目發生變化時，與之關聯的其他項目也能夠及時作出更新調整，這樣能夠確保綠色建筑給排水工程設計的整體性，也能確保技術應用后使整體工程設計質量達到一致，幫助提升給排水工程質量安全。在施工過程中，可以根據BIM模型所構建的施工設計理念開展現場管理，了解綠色建筑給排水工程施工中的重點與難點部分。綠色建筑給排水工程施工是一個整體項目，在施工設計階段，需要對某一項目的信息進行調整時，其他關聯性的項目也需要隨之做出改變，否則會由于信息不一致而影響到工程建設施工中的質量安全，運用BIM技術后在某一項目信息需要更改時，只需要輸入一次，其他相關的項目信息也會隨之自動調整，這樣能夠保障工程項目設計階段整體信息的一致性。

2 BIM技術在綠色建筑給排水工程中的應用難點與重點

2.1 工程概況介紹

為方便研究BIM技術在綠色建筑給排水工程設計中的具體應用，本文在研究中選擇某大型辦公建筑作為工程案例。該建筑處于市區內擬建設的視覺產業園中，工程建設中的規劃用地約為76畝。單體建筑面積約為18萬㎡，該建筑物共包括地上22層與地下3層，項目建設規劃中的供水水源選擇為市政兩路供水。在地下車庫的泵房中安裝了變頻供水控制裝置，通過加壓設備控制，為小區中的生活飲用提供用水[2]。變頻加壓供水主要是針對18層至22層之間進行，工程內部的消火栓系統共分為2個區，自動噴水滅火系統分為3個區進行設計。從主體內部的排水系統按照功能進行模塊區分，包括衛生間排水系統，其中地上通過重力排至室外，地下排水是借助排污裝置完成。另一部分排水系統是建筑物外部的雨水排水系統，使用虹吸式排水裝置，將雨水集中收集后統一排出。在建筑主體的外部設置了埋地式的雨水回收利用設備，將回收到的雨水經過過濾后再次使用到綠化灌溉，或建筑周邊的道路清洗方面。針對該工程的給排水項目使用BIM技術開展設計，提升給排水項目整體科學性。使得給排水工程中不同功能部分能夠形成整體，完成整體化設計。

2.2 施工設計難點

由于本文選擇的建筑案例屬于地標性建筑，整體結構復雜性比較高，在建筑的功能劃分中，功能區數量龐大。針對專業的機電設備以及管線進行規劃，排布時空間較小，需要緊湊排布給排水管線設計，需要在圖形繪制時綜合考慮各管線的細節問題，以及復雜性較高局部區域的質量提升方法，需要將施工中的重點與難點部分利用圖紙進行展現，綜合以上因素，在考慮過程中選擇BIM技術完成給排水管線工程設計，應用BIM技術開展該工程的給排水項目施工設計。其難點部分在于如何對施工細節進行標注，通過方案設計達到強化的效果。一方面，要考慮給排水項目整體功能實現，另一方面，也要考慮建筑物與周邊市政給排水管線之間的融合。確保所涉及的工程建設施工方案科學合理，在實際落實過程中能夠順利完成。不僅要對排水系統功能進行設計，更要考慮綠色環保理念，也就是對廢水的再次利用，雨水屬于中水源，經過過濾處理，可以直接用于建筑周邊的綠化灌溉或道路沖洗。運用BIM技術開展綠色建筑給排水工程設計時，要對這部分雨水的回收利用設備以及回收利用方式進行重點規劃。

2.3 施工設計應用重點

將BIM技術應用在案例工程給排水項目設計中，首先要確保工程設計方案的直觀性。BIM技術能夠將方案由傳統的二維圖紙轉變為三維建筑模型，在這一過程中，要確保所獲得的各類信息與真實情況一致，這樣所涉及的工程施工方案更加直觀與準確。重點針對立面圖與剖面圖進行構建，當平面布置圖發生改變時，也要對相應的立面圖與剖面圖進行修正，這樣能夠確保建筑工程設計方案的所有信息準確一致，也能使各板塊之間的信息達到共享。通過以上設計方法，既能提升建筑方案整體質量安全，也能使設計人員的工作任務量得到簡化，使整個設計流程更加流暢。

除此之外，運用BIM技術開展建筑給排水工程，設計中還要重點強化不同專業之間的協同管理，工程建筑設計是一項整體任務，涉及不同專業、不同領域技能。由于傳統設計方法中各專業工作人員之間的交流溝通缺乏，導致整體設計工作時間浪費嚴重。運用BIM技術要重點針對這一問題進行解決[3]，在整體設計工作上形成綜合性，使不同專業的設計人員能夠運用建筑信息模型完成交流溝通，這樣不僅能夠提升整體設計效率，也能使工程建筑方案后續投入使用后更加合理。

3 BIM技術在綠色建筑給排水工程中的應用

3.1 前期準備

將BIM技術應用在綠色建筑給排水工程中，首先，需要進行前期準備，前期準備是決定后續工程設計方案是否能夠落實應用的關鍵部分。前期準備包括對材料進行自動統計，開展詳細的前期數據收集。在前期工程施工模型制作中，需要根據給排水項目所涉及的機電設備進行材料數據庫構建。包括，施工中所使用到的不同設備參數、設備型號以及具體數量等。需要統計的材料包括管材、噴頭、消防栓、管道附件、閥門等。通過前期準備種構件類型的預先設計，完成模型前期準備。在模型創建中，能夠根據所設計的構件類型，自動化生成前期材料。收集準備工程結束后，可以根據給排水管道的不同重要程度，設置對應的顏色，這樣在后續設計中能夠更快速地選擇管道材料[4]。準備中，也可以根據實際需求對對應的管道進行控制時，管道在設計方案中展現出不同的顏色，這樣更容易分辨設計中的重點部分，以及在設計中難度可能會較大的區域。前期準備工作充分完成后，正式進入到BIM模型創建階段，運用前期準備的數據庫以及各類資料進行給排水管線施工編排。

3.2 模型創建

BIM施工模型創建階段，要對給排水管線進行協調排列，嚴格遵從避讓原則。避免給排水管線的主要部分都集中在梁底，這樣容易發生碰撞，要考慮給排水管線設計中小管徑避讓大管徑的原則，壓力管道要避讓重力管道的原則，這樣在管線使用時，彼此之間才不容易產生碰撞與損耗。在管線交叉時，要盡可能使用上方交叉形式，這樣能最大程度降低使用中的風險，對管道進行設計中要盡可能地避開風管。可以將支管翻出，這樣不僅能夠避免出現碰撞，也能使主管線整體規劃布置更加合理。針對走廊、通道等區域的風管進行設計排布時，要緊貼梁底的位置進行排水管道設置，在強弱電橋架下要預先留出閥門的安裝空間，將閥門安裝在顯眼處。如果將閥門安裝在隱蔽處，后續使用出現問題時，維修更換將難以進行。基于以上原則對給排水管線模型進行創建時。不僅要考慮管線自身所在位置是否合理，要考慮管線排布后，對其他管線功能是否造成影響。完成整體模型創建后，需要對交叉處的管線進行排查，考慮所涉及的交叉方案是否合理。

3.3 給排水管線協調

針對給排水管線進行協調，設計師重點針對特殊復雜區域來開展給排水管線排布比較密集的區域。通常，在人行通道以及吊頂內部，這部分空間相對比較緊張，因此給排水管道排布時的密集程度也比較大。針對這部分特殊區域進行重點設計，考慮裝修凈高要求是否能夠滿足施工標準。管線走向復雜程度較高時，要對疏散通道交匯處的管線進行重點排布。這部分建筑在不同功能區劃分時形成了一個交匯點，各類管線在此交匯點處交錯排布。要盡量保障管線排布的水平程度，避免出現曲繞設計的情況，這樣不僅能夠減少成本，也能降低施工操作時的難度，給排水管線后續投入使用后不容易出現故障。盡可能地將復雜排布管線簡單化處理，減少管線的交叉排列，對管線排布空間進行合理設計，盡可能預留更多空間，降低整體排布密集程度。針對復雜程度較高的管線排布，可以設計出兩種不同模型，對整體施工操作難度以及成本投入進行對比，選擇最符合成本預算以及施工能力的。也要針對特殊區域的管線排列進行預備施工方案設計，一旦前期設計方案中出現問題，可以快速啟動預備方案，保障施工任務能夠順利開展[5]。

3.4 BIM技術應用效果

最后是，針對BIM技術應用的效果進行檢驗，考慮所構建的模型是否符合工程施工設計要求。案例工程中運用BIM技術的軟件建模，發現在該工程建筑結構中，出現多處復雜區域，例如，在辦公室的三層走廊區域中，由于通道比較狹窄，受凈高限制，管道排布時的密集程度比較高，出現管道交叉打架的情況，后續施工操作難度比較大。針對這部分管線在排布時，對整體剖面進行優化設計，考慮區域自身空間，重新對管線進行調整排布。部分給排水管線利用BIM技術中的三維模型做出了優化，設計調整時管線整體協調分布更加合理。在軟件建模中對給排水管線以及土建條件進行碰撞檢測后，確保管線排布方案達到協調規劃的效果。在該建筑的四通部分設計了一個大型的獨立會議室，層高在4.5m，整體結構跨度比較大，設計達到1米，會議室內有0.5m的高風管。利用二維圖紙設計后，吊頂完成后的凈高不能滿足管線排布要求。使用BIM技術進行軟件建模，對這部分區域的凈高信息進行反饋，裝修團隊接收到反饋信息后，對凈高進行調整，使管線布置能夠順利完成。最終所得的管線排布效果以及凈高吊頂效果符合使用單位要求。

4 結束語

將BIM技術應用在綠色建筑給排水工程中，能夠提供強大的支持以及圖紙設計，使不同建筑給排水工程設計在要求上能夠符合預期標準。給排水工程設計充分運用BIM建模技術，能夠對圖紙信息進行完善，也能對施工操作發揮指導作用。通過三維模型建立，能夠使整體工程設計方案更加直觀，在后續施工操作中也能嚴格按照三維圖紙完成復雜區域的管線排布，使給排水工程設計在質量安全以及施工效率上能夠得到提升。