浅谈BIM技术下的给水排水工程设计

葛宏伟

给水排水的工程设计对于工程建筑设计至关重要，尤其在污水厂与水厂扩建方面尤为重要，一般考虑节能减排与环境污染等因素，所以在污水厂与水厂改造、扩建设计过程中，需要高度重视工程的深度处理。通常影响设计效率的主要是设计人员工作的效率，目前设计人员采用的设计方式一般包含效果图与图纸，一些大型改造、扩建工程，为了节省工程造价，应将效果图做成动画，让施工人员更好的了解工程设计要素，从而保证工程施工质量。

1 BIM 的技术分析

BIM 的技术也就是工程建筑的信息技术简称，其一般指和工程建筑项目中的物理性质、化学性质、基本构建、相关数据与施工工序有机结合，构成建筑信息的模型，从而建立工程建筑数据的资料库，信息数据库充分反映了工程建筑元素与物理、化学特性间的相关性。将BIM 应用在工程建筑的给水排水设计中，可便于建筑数据储存，加之，建筑项目设计之间具有关联，这样能够在BIM 数据库中实现信息共享与传递。此外，BIM 的数据库构建对于给水排水的工程有着重要意义，例如：在BIM 的数据库中能够查找给水排水施工所需数据，可以简化数据收集过程，并且提高施工效率。

2 在给水排水工程中应用BIM 技术的问题

（1）满足国内设计的标准构建比较少，库存也不完善。

（2）二维图纸的生成功能比较弱，还需要进行重复深化。

（3）BIM 技术参数主要包含物业管理、设计、工程施工与概预算等环节。但是过多参数会导致分类分级方式比较多，参数修改比较复杂，同时有过多冗余的信息。

（4）BIM 的协同设计一般包含两类模式，链接模式与工作集。其中链接模式条件下管道调整比较麻烦；工作集下权限释放和获得比较繁琐。

（5）与国内建设标准相符合的机械设备、管道与管件等较为缺乏。

（6）数据的流通问题，相关分析软件接口不完善。

（7）在进行系统与管道计算之前，管道和设备、器具之间建立物理、逻辑连接。一旦其中一个管道没有连接好，容易导致系统计算受到影响。

（8）BIM 的设计未形成统一标准。

（9）建成项目单体的构筑物重复利用的难度较大，无法将变量设置在建成项目中。

3 在给水排水工程施工中所应用的BIM 技术

3.1 材料表统计的设计

在编制给水排水的工程材料表时，大多数是按照CAD 图纸来进行测量和统计，但是该方式较为复杂，在很大程度上会影响到工作的效率，极其容易发生错误，并且一旦对图纸进行修改，进行二次统计时会变得比较复杂与困难。但是应用BIM 的技术可以获得不一样的效果，因为BIM 技术自身具有数据库的特点，可以随时随地获得有效材料表的清单，这样不仅便于工程施工的进行，而且可以便于工程项目成本的预算工作开展。

3.2 设计安装模型

在给水排水工程施工过程中，工程施工较为复杂，需要进行线路与管道安装，加之，吊顶区域施工较为复杂，这在传统设计中，容易导致资源浪费，延误工程施工进度。将安装模型的设计引入BIM 的模型中，能够为给水排水工程施工提供有效指导。此外，在具体施工中，应在BIM 的模型中引入时间维度，同时编制安装的进度表，同时应用模型来实现项目的可视化效果。通过编制科学工程的进度表，能准确把握给水排水的整体，便于对全局进行规划，从而简化设计与安装流程，减小设计的变更率，尽可能提高给水与排水工程施工的效率。

3.3 管线的综合

在传统管线设计过程中，将图纸设计完成以后，需要进行对图，防止因为设计人员没有及时创新建筑的条件、设计的周期过长与修改的次数过多等因素造成工程设计达不到要求。而在BIM 的环境对图过程中，应用Revit 进行图纸设计以后，各个专业将NWC 的文件导出，可以在Navisworks 中发现一些不合理的设计地方，并标示处理，具体从图1 中可以看出，首次完成管线碰撞的调整之后，保证原来避让管线恢复到原状。

图1 管道的审阅

3.4 BIM 协同工作优势

通常协同工作，一般包含成本计算、能量分析与碰撞检查；工程施工现场安全、进度跟踪；投入使用后维护管理与运营管理；工程投入使用以后的拆除、翻新与改造等。BIM 技术可以综合全部工程建筑项目设计的部门，可以给建设项目施工过程提供一些精准服务。此外，在二维的设计过程中，一般通过建筑专业给其他专业提供建筑先决条件，这样便于各专业按照自身需反提建筑条件，一直到完成设计的工作。而且在传统设计的过程中，由于技术与软件局限性，各个部分的设计人员无法进行协同化的工作，这样势必会引起非必要性的修改、沟通缺乏等问题，影响到设计队伍工作的效率。但是应用BIM，可以进行协同工作，建立信息化的模型。专业的设计人员需要有针对性地设计信息模型，把管道信息、设备构件设置在模型中，这样方便设计人员及时了解各专业交叉碰撞的情况、设备参数的设计的进度等。

3.5 协同的设计

在协同设计中应用BIM，可以提高工程项目设计的质量。其中，在Revit 的环境下协同主要包括工作集与链接的协同。而链接协同无法修改链接的文件，而工作集的协同对于管线的管理比较方便，但是权限释放和获取比较繁琐。因此，专业之间的协同主要使用链接的协同，而专业内主要使用工作集的协同。

3.6 参数化的设计

从Revit 模型来看，二维视图、明细表与三维视图等均可在工程建筑模型之中表现信息形式。若对Revit 模型参数化进行修改，相关Revit 模型引擎能够修改模型视图与明细表等，及地更新修改信息，保证模型处于正常运作的状态。如：在进行给水排水工程平面设计过程中，需合理配置消火栓、喷头等，而且这类设备数量容易产生变化，这就需要严格解决以上问题，对材料表进行修整，提高给水排水工程设计质量。此外，给水排水的工程进行参数化的设计，在BIM 技术设计方面有着辅助性的作用。如：在传统给水排水的工程设计中，需专业的技术人员进行水力计算，而应用BIM 能够直接获取相关设备与卫生器具信息，从而方便设计人员全方面了解给水排水工程施工情况，从而提高工程设计效率。

3.7 可视化技术

在传统的CAD 设计过程中，设计师在进行给排水的设计前，要严格检查建筑专业立面、平面与剖面图以及结构专业梁柱图，再在计算机中设计三维的模型。但由于工程设计周期的原因，相关给水排水的设计人员无法拿到完整建筑结构的条件图，这会导致完整项目信息被割裂，致使建筑信息真实性得不到保障。而应用Revit 的设计，可以保证建筑信息的真实性与可靠性，便于设计人员把控与理解工程建筑系统，同时给修改带来便利，具体从图2 中可以看出。

图2 消火栓三维模型图

4 结语

总而言之，在给水排水工程中应用BIM 非常重要，首先BIM能可以把线条式设计图纸改变成三维立体建筑的模型，加强设计过程视觉的效果，防止出现平面线性的设计失误。此外，给水排水工程内部设计主要由设计师完成，而很多设计师间缺少沟通，造成设计内容出现碰撞问题，使工程施工受到影响。但是，应用BIM 的技术可以避免以上问题，同时该技术能够进行模拟化的操作，从而保证工程建筑质量。

[1]黄宏业.刍议BIM 技术在建筑给水排水工程设计中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015，21（12）：218.

[2]陈方圆.浅析BIM 技术在建筑给排水工程施工管理中的应用[J].城市建筑，2015，15（17）：179.

[3]梁超，濮文渊，王磊，梁广伟，耿跃云.BIM 在建筑给排水工程设计中的应用[J].给水排水，2012（01）.