談建筑給排水工程設(shè)計中的BIM技術(shù)應(yīng)用

謝鵬

摘 要：高度重視BIM技術(shù)相關(guān)的科研工作，積極健全配套系統(tǒng)，持續(xù)擴(kuò)大BIM技術(shù)在給排水系統(tǒng)設(shè)計工作中的應(yīng)用范圍，有利于切實提升設(shè)計工作的整體質(zhì)量和工作效率。應(yīng)用BIM技術(shù)，從引入相關(guān)概念，到進(jìn)行深層次的理論科研工作，再到該技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛普及，最終實現(xiàn)該技術(shù)的深層次應(yīng)用。讓施工工作人員更加直觀地了解設(shè)計工作的思路，進(jìn)而實現(xiàn)各資源的優(yōu)化配置，避免產(chǎn)生浪費(fèi)，以更好地實現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計、高效施工、科學(xué)監(jiān)管，推動整個建筑業(yè)實現(xiàn)更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑給排水；工程設(shè)計；BIM技術(shù)

中圖分類號：TU17;TU991.02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）06-0027-03

0 引言

對于建設(shè)項目而言，給排水系統(tǒng)是非常重要的一環(huán)，它的設(shè)計質(zhì)量對于建筑項目的整體價值影響非常大。在設(shè)計給排水系統(tǒng)時，積極使用BIM技術(shù)，可以顯著提升設(shè)計工作的整體質(zhì)量。將BIM技術(shù)應(yīng)用在給排水系統(tǒng)設(shè)計工作中，就是將以前的傳統(tǒng)制圖，更新成CAD二維制圖的給排水系統(tǒng)設(shè)計信息模型，然后標(biāo)注出系統(tǒng)中各管線的具體位置，從而更好地解決復(fù)雜空間里排水管線相互碰撞的問題。

1 建筑給排水工程設(shè)計中的BIM技術(shù)應(yīng)用概述

1.1 建筑給排水技術(shù)

目前，建筑給排水技術(shù)方面仍存在很多的問題，需對其進(jìn)行持續(xù)完善、優(yōu)化，以讓建筑的使用時間得到延長。

建筑給排水技術(shù)包括給水技術(shù)和排水技術(shù)兩部分，只有對這兩項技術(shù)進(jìn)行合理規(guī)劃和充分使用，資源利用率才會得到顯著提升。

就給水技術(shù)而言，若未做好供水狀況分析，或供水管線發(fā)生破裂，極易導(dǎo)致后期供水量嚴(yán)重不足。供水設(shè)備的整體質(zhì)量差、增壓設(shè)備的增多均會對給水系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。

排水系統(tǒng)具體包含3個部分：頂層排水、中水循環(huán)再利用、生活污水處理。系統(tǒng)設(shè)計不達(dá)標(biāo)，未結(jié)合現(xiàn)場進(jìn)行了全面深入地分析和控制，都會造成中水污水混合等問題。所以，在設(shè)計規(guī)劃環(huán)節(jié)就要保證設(shè)計工作的整體質(zhì)量和綜合效益[1]。

1.2 BIM技術(shù)的定義

BIM技術(shù)是指建筑工程各類數(shù)據(jù)及工作流程形成的信息模型，其主要作用就是匯總各類建筑數(shù)據(jù)。BIM技術(shù)中包含建筑工程結(jié)構(gòu)、工程建設(shè)所用建材等數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)匯總數(shù)據(jù)形成一個很大的數(shù)據(jù)庫，可讓工程給排水系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)的BIM技術(shù)應(yīng)用更加便利，數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)，讓數(shù)據(jù)共享得以實現(xiàn)。BIM是用模型的方式將數(shù)據(jù)展現(xiàn)，效果更為直觀，也讓給排水系統(tǒng)施工效率大大升高，施工成本顯著降低[2]。

1.3 BIM技術(shù)的特征

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程建設(shè)實踐中，能夠加快工程制圖進(jìn)度，降低因信息不對稱引發(fā)的損害，提升各參建企業(yè)的溝通合作效率。

BIM技術(shù)的高效并不取決于它擁有很強(qiáng)的軟件功能，而是得益于它數(shù)據(jù)管理效率很高。相比使用粗放式或者是碎片式的管理方法的建筑工程，應(yīng)用BIM技術(shù)，可讓工程整個生命周期的數(shù)據(jù)實現(xiàn)高效共享。

在設(shè)計以BIM技術(shù)為支撐的三維可視化立體模型時，借助于BIM平臺實現(xiàn)模型專業(yè)數(shù)據(jù)的共享和交流，能夠更快、更準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)問題，整合BIM模型即可形成一個立體的可視化整體。將BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑行業(yè)，會讓建筑企業(yè)的施工效率得到顯著提升。建設(shè)企業(yè)的整體競爭實力也會因此得到明顯提高。在實際施工的過程當(dāng)中，有利于避免無效的設(shè)計變更出現(xiàn)，尤其是在地下室結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜、設(shè)備管線密集排布的大型建設(shè)項目中，對其成本控制、層高設(shè)計、施工工序制定等都能起到顯著效果。

2 建筑給排水工程設(shè)計應(yīng)用BIM技術(shù)的意義和作用

2.1 能夠顯著提升參建企業(yè)溝通效率

以前，在設(shè)計給排水系統(tǒng)的時候，很少能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交叉，極易因工作方式不同而導(dǎo)致規(guī)范不標(biāo)準(zhǔn)、不統(tǒng)一。采用BIM技術(shù)，使用統(tǒng)一的模型，把管線、結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)備等資源進(jìn)行整合，為管線施工提供足夠的數(shù)據(jù)支撐，可讓各參建方及時全面地了解不同專業(yè)的交叉內(nèi)容、具體的規(guī)劃設(shè)計進(jìn)展?fàn)顩r以及相關(guān)設(shè)備的各項參數(shù)。

以某樞紐工程消防給排水系統(tǒng)建設(shè)為例，該系統(tǒng)涉及范圍廣、工期緊、任務(wù)重，還存在跨省施工的狀況，施工圖紙很復(fù)雜，和土建、機(jī)電等專業(yè)存在專業(yè)數(shù)據(jù)交叉。因此，就極易出現(xiàn)錯誤，而BIM技術(shù)，能夠讓工程各參建方明確給排水管線的具體位置，這對于提升工程施工效率是很有幫助的。

2.2 能夠讓工程建設(shè)效率得到顯著提升

以前給排水系統(tǒng)施工，施工工作人員需在一定時間內(nèi)，熟知工程設(shè)計圖紙內(nèi)容，并全面了解施工工地周邊的環(huán)境。只有這樣，才能確保管線之間不沖突，結(jié)構(gòu)和管線均處在合理的位置。

借助BIM技術(shù)構(gòu)建三維立體模型，這一模型能夠把工程施工效果更加直觀地展現(xiàn)給各參建方，從數(shù)據(jù)的角度還原施工狀況，結(jié)合實際狀況精準(zhǔn)模擬管線位置。該模型可將部分截面圖更加地清晰地展現(xiàn)出來，設(shè)計人員可結(jié)合這些內(nèi)容，對具體施工過程展開全面分析，讓施工方案得以優(yōu)化，施工風(fēng)險成本得以降低，提升施工效率[3]。

2.3 能夠讓數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作更加便利

應(yīng)用BIM技術(shù)，可以有效緩解給排水系統(tǒng)施工存在的施工復(fù)雜、施工量大、施工效率不高等問題。以前在編制給排水系統(tǒng)工程建材清單時，只能用CAD軟件統(tǒng)計造價狀況，而使用BIM技術(shù)能夠讓這一狀況得到顯著改善和優(yōu)化。

應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行給排水系統(tǒng)參數(shù)計算，獲取信息的速度更快、效率更高，且數(shù)據(jù)的真實性也會得到提升[4]。BIM技術(shù)能夠以最快的速度導(dǎo)出建材清單，其數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能快速導(dǎo)出材料清單，且還可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單一統(tǒng)計或者是局部統(tǒng)計，這樣工作效率就會顯著提升，這對于工程造價預(yù)算工作而言是很有利的。

2.4 直觀呈現(xiàn)建筑管道和結(jié)構(gòu)

以前，在建設(shè)建筑工程的時候，設(shè)計工作人員要對建筑工程的平面、剖面以及建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)地檢查，再進(jìn)行設(shè)計。但因設(shè)計程序的制約，設(shè)計工作人員沒法獲取很全面的建筑工程結(jié)構(gòu)圖，導(dǎo)致設(shè)計圖紙中工程數(shù)據(jù)存在缺失的狀況。用BIM技術(shù)創(chuàng)建模型，能夠讓工程數(shù)據(jù)完整度得到更好的保證，讓設(shè)計方案更加直觀地展現(xiàn)出來，讓質(zhì)量管控工作能夠更加高效，工程建設(shè)進(jìn)度得到更加科學(xué)的把控[5]。

以建設(shè)一個四層高的中大型會議中心為例，建筑層高要求4.5 m，會議室內(nèi)有一個0.5 m高風(fēng)管、0.2 m高橋架、DN150管道的消防主管級頂部噴淋系統(tǒng)。考慮到結(jié)構(gòu)跨度很大，局部梁高僅有1 m，用二維設(shè)計制圖顯示會議室吊頂凈高只有2.4 m，根本滿足不了實際應(yīng)用的要求。最終設(shè)計人員決定使用BIM技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建，同時對凈高、設(shè)備布線進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。經(jīng)調(diào)整，凈高達(dá)2.8 m。在設(shè)計過程中，對土建、裝修、管線鋪設(shè)等多方進(jìn)行了協(xié)調(diào)，最終使用方也表示很滿意。這樣既節(jié)省了建設(shè)變更成本，又提高了工作效率。

某些項目地下室的客戶出入口為落客區(qū)，均采用BIM技術(shù)建模優(yōu)化，整體抬高管線安裝高度，讓業(yè)主進(jìn)出電梯廳時都能享受舒適的體驗感。建筑給排水工程設(shè)計中的BIM模型應(yīng)用示意圖詳見圖1。

3 建筑給排水工程設(shè)計中的BIM技術(shù)具體應(yīng)用方向

3.1 可視化設(shè)計方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)有著可視化、參數(shù)化、同步輸入等特征，其中可視化逐漸成為給排水系統(tǒng)設(shè)計的主要應(yīng)用方向。在設(shè)計建筑給排水系統(tǒng)時，數(shù)據(jù)收集過程是特別復(fù)雜的，數(shù)據(jù)分類質(zhì)量直接決定了設(shè)計工作的整體質(zhì)量。

但在傳統(tǒng)的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計過程中，數(shù)據(jù)采集等相關(guān)工作都是借助于CAD完成的，此平臺是通過高程和平面坐標(biāo)表示的。設(shè)計工作人員可結(jié)合各類數(shù)據(jù)還原實際狀況，但假設(shè)工程結(jié)構(gòu)的位置很復(fù)雜，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，就極易將三維數(shù)據(jù)扭曲，設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計精準(zhǔn)性就會受到極大地影響。

在建筑工程給排水系統(tǒng)中使用BIM技術(shù)，可借助相關(guān)軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹庇^控制，保證數(shù)據(jù)的可靠性和精準(zhǔn)性。給排水系統(tǒng)設(shè)計屬于一種基礎(chǔ)性設(shè)計，很多時候會存在差異，在設(shè)計時，通常情況下需要進(jìn)行很多調(diào)整或者是修改，才能達(dá)到一個良好的設(shè)計效果[6]。

3.2 材料表及工程量統(tǒng)計方面的應(yīng)用

建筑工程給排水系統(tǒng)設(shè)計工作涉及的內(nèi)容很多，在設(shè)計工作實踐中，材料表、工程量的統(tǒng)計工作也是很重要的。在以前編制給排水系統(tǒng)工程材料表的時候，會用到CAD，且還需重復(fù)進(jìn)行運(yùn)算、調(diào)整，但是效果仍不盡人意。

BIM模型是一個數(shù)據(jù)庫，設(shè)計工作人員在執(zhí)行BOM表統(tǒng)計任務(wù)中使用BIM技術(shù)，能夠隨時獲取可靠數(shù)據(jù)，從而使BOM表統(tǒng)計工作更簡便。在數(shù)量統(tǒng)計工作中，工作人員可用BIM技術(shù)快速算出供水系統(tǒng)中的閥門數(shù)量，各種參數(shù)、各種管徑的長度以及其他的尺寸數(shù)據(jù)，這樣既有助于統(tǒng)計工程設(shè)計總數(shù)，又可以結(jié)合實際設(shè)計要求開展相關(guān)的統(tǒng)計工作[7]。

3.3 參數(shù)化設(shè)計方面的應(yīng)用

BIM系統(tǒng)需對建筑工程涉及的多個數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析和排列。假設(shè)實際狀況發(fā)生了相應(yīng)的改變，對應(yīng)的數(shù)據(jù)肯定也會隨之發(fā)生改變，這肯定會對建筑工程平面設(shè)計工作產(chǎn)生極大的影響。因此，相關(guān)工作人員需對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，而后借助于BIM系統(tǒng)對對應(yīng)的給排水系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。在參數(shù)化設(shè)計工作中使用BIM技術(shù)時，可把部分?jǐn)?shù)據(jù)錄入電腦，然后用電腦進(jìn)行分析，以提升工作效率。

3.4 衛(wèi)浴設(shè)備安置模擬方面的應(yīng)用

衛(wèi)浴設(shè)備是建筑工程給排水系統(tǒng)的關(guān)鍵組成，衛(wèi)浴設(shè)備設(shè)計是否合理，直接關(guān)系到建筑工作的整體性能以及建筑使用者的生活便利性。因此，在工程建設(shè)中，衛(wèi)浴設(shè)備的設(shè)計和安裝往往都是人民的關(guān)注重點之一。

和以前的CAD方法進(jìn)行對比，BIM系統(tǒng)以“族”為基本元素，制作三維模型時，設(shè)計規(guī)劃和繪圖都會對系統(tǒng)中的圖表、線條等數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，設(shè)計的質(zhì)量和效率均會得到切實提升。

“家庭”是浴室設(shè)備很重要的組成部分，它主要指的是一些特定的衛(wèi)浴裝備，比如說馬桶等[8]。在設(shè)計時，加載不同的工程或者是一些相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，能夠讓衛(wèi)浴設(shè)備“家庭”得到豐富，而后會更加直觀地完成衛(wèi)浴設(shè)備取景設(shè)計，這樣衛(wèi)浴設(shè)備設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率均會得到顯著提升。

4 結(jié)束語

當(dāng)前建筑行業(yè)正在實現(xiàn)飛速發(fā)展，BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也是越來越廣泛，在設(shè)計給排水系統(tǒng)的時候，使用BIM技術(shù)，能夠讓設(shè)計周期明顯縮短，進(jìn)而讓施工效率得到切實提升。從二維向三維發(fā)展，會讓設(shè)計方案變得更加直觀、可視化程度更好，也為后期的施工環(huán)節(jié)提供了極大的方便。

和發(fā)達(dá)國家相比，我國的BIM技術(shù)在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用依舊還不夠普遍，仍有較大的進(jìn)步空間。各建筑企業(yè)應(yīng)積極使用BIM技術(shù)，從引入相關(guān)概念，到進(jìn)行深層次的理論科研工作，再到該技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛普及，最終實現(xiàn)該技術(shù)的深層次應(yīng)用。

BIM技術(shù)有著調(diào)整方便、模擬化和可視化程度較高的特征，讓給排水系統(tǒng)設(shè)計效率和設(shè)計方案可行性得到明顯提升，進(jìn)而實現(xiàn)各資源的優(yōu)化配置，避免產(chǎn)生浪費(fèi)，因此在建筑給排水系統(tǒng)中得到了很普遍地應(yīng)用，也正推動整個建筑業(yè)實現(xiàn)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 張琳.BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].工程與建設(shè)，2022，36（1）：82-83+86.

[2] 張贊.基于BIM的建筑給排水設(shè)計與優(yōu)化研究[J].智能建筑與智慧城市，2021（1）：110-111+114.

[3] 劉培峰.BIM在建筑給排水工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].江西建材，2020（7）：62+64.

[4] 李玉成.基于BIM技術(shù)的建筑給排水參數(shù)化建模及二次開發(fā)應(yīng)用研究[D].合肥：安徽建筑大學(xué)，2021.

[5] 皮楊子婷，陳志明，王昱.探究建筑給排水工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2022，45（11）：103-104+122.

[6] 王雅.BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2022，7（11）：191-193.

[7] 劉麗娜，張鑫，楊嘉睿，等.BIM技術(shù)在某高層建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用[J].低溫建筑技術(shù)，2019，41（8）：48-50.

[8] 謝小東.基于BIM技術(shù)的建筑給排水設(shè)計與優(yōu)化研究[D].南京：東南大學(xué)，2019.