BIM技术在建筑给排水设计中的应用

杨洋

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

BIM技术在建筑给排水设计中的应用

杨洋

（中国瑞林工程技术有限公司，江西南昌 330031）

结合江西师范大学附属中学滨江校区项目办公楼设计，阐述BIM技术在建筑给排水设计可视化模拟、协同设计、管线综合、碰撞检测中的应用，指出该技术在现阶段应用存在的问题，并对该技术的应用前景进行展望。

BIM；可视化模拟；建筑给排水；协同设计；碰撞检测

BIM(Buiding Information Modeling）即建筑信息模型，核心是在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型,同时利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库[1]。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点。从工作模式上看,以CAD为主的传统设计平台为了表达需要不得不把项目进行拆分；而BIM设计平台贯穿各个设计环节，从规划设计、方案设计、施工图设计、管线综合、绿色建筑、日照节能等多方面同时进行工作,更注重各专业之间的协同和项目全周期的信息管理。

江西师范大学附属中学滨江校区项目的办公楼设计采用了BIM技术。该项目建设地点位于南昌市红谷滩凤凰洲地块,其中办公楼共10层(底层架空），建筑面积为14 722.58 m2(含4 531.48 m2地下车库),建筑高度为36 m,属二类高层公共建筑[2]。建筑物内给排水管道、消防管道、电缆桥架和风管错综复杂,地下室管线之间的关系复杂程度更为突出。

1 应用

BIM技术有多款软件,该项目采用的是欧特克公司的 Reivt 2014和 Navisworks Manage 2014。Reivt 2014 包 括 了 Revit architecture、Revit structure、Revit MEP,其中Revit MEP包括了给排水、暖通和电气自动化设计。下面结合该项目阐述BIM技术的应用。

1.1 族

Revit项目是由族组成。族是最基本的单元组成形式,是附加了数字信息的模型。如图1所示,在潜污泵的族属性当中包括了泵的尺寸、电压、流量和生产厂家等信息。此类信息可以由厂家提供,设计人员输入，或者由甲方根据设计和项目需求采购设备之后输入,以方便日后统一运行管理。给排水设计师在给其他专业提条件时间实现无缝对接,对方只要点击查看族属性，就能得到相关信息,保证了条件的完整与准确性。

图1 潜污泵的族

1.2 可视化

在传统CAD设计中,给排水设计师在设计之前,需要查看建筑专业的平、剖、立面图，结构专业的梁柱图,然后在脑海中构建项目的三维模型。而往往由于设计周期等原因,给排水设计师拿不到完整的建筑结构条件图，一张张平面容易把完整的项目信息割裂,从而导致传递到设备专业的建筑信息失真。利用Revit设计,保证了所见即所得,有利于设计师对系统的理解及把控,并且修改起来极其便利,如图2消火栓系统的三维模型所示。而传统设计模式以楼层划分平面,割裂各个系统内部的联系,细小的修改需要打开多个图纸。

图2 消火栓系统的三维模型

1.3 协同设计

BIM技术应用于协同设计可提高项目的设计质量。在Revit环境下的协同包括链接协同和工作集协同。链接协同不能修改链接文件，工作集协同可以方便管理管线，但权限的获得与释放较为繁琐。所以专业间协同采用链接协同，专业内利用工作集协同。由于本次设计建筑面积只有1.4×104m2,暖通和给排水专业采用工作集的方式协同；给排水专业与建筑、结构、电气专业之间采用链接协同,当建筑专业修改完条件同步至服务器之后，给排水专业重新载入其中心文件即可。同样电气专业在查看给排水专业条件时，可以得到完整、统一和准确的条件(图3)。

图3 协同方式

1.4 管线综合

在传统设计中，图纸设计完整后各个专业会在一起对图，以避免由于设计周期长、修改次数多、设计人员未及时更新建筑条件导致的各个专业之间的条件不一致。在BIM环境的对图阶段，利用Revit完成图纸后，各专业导出NWC文件，在Navisworks中通过漫游等不同功能在感官上发现设计不合理的地方，再通过审阅功能对其进行标示，如图4所示，第一次调整完管线碰撞之后，原来避让的管线需要恢复原状。每个图元对应着一个ID，必要时，可查询每个不合理图元ID回到Revit中进行修改,保证每个设计都既符合规范又科学合理。

图4 管道审阅

地下室集合了给排水管线、暖通风管和电缆桥架，通过简单地定制各专业标高并不能避免管线之间的碰撞，由此导致地下室管线安装难度大，返工率高，增加了业主基建费用。利用Navisworks中的碰撞检测能检测出管线之间碰撞问题，并提前进行处理。当然在前期简单的漫游也能发现很多管线之间的碰撞,给排水专业与其他专业之间的碰撞检测包括水与结构、水与电气、水与暖通，如图5所示。通过Navisworks漫游和碰撞检测，查找碰撞图元，再通过图元ID，回到Revit中对模型进行修改。虽然利用Navisworks能够检测出所有的碰撞，笔者认为不是所有的碰撞都需要修改，如何修改、修改的程度，应由项目需求、周期长短决定。

图5 管线碰撞

2 存在问题

目前BIM技术在给排水设计应用中存在一些问题：1)生成二维图纸功能较弱,需二次深化；2)族库不够完善,缺少符合中国建筑设计标准的族构件；3)缺少水量和管径的计算功能。BIM技术在推广过程中难免会遇到困难,但随着BIM技术的不断成熟, Revit软件的本土化,以上这些问题迟早会解决。

3 结语

建筑给排水设计中通过BIM技术建立给排水三维模型,帮助设计师对项目整体进行把控；BIM之间的协同设计保证了建筑条件图的准确性,提高了协同效率;利用Navisworks碰撞检测,提前处理好管线之间的关系,减少设计变更,节约基建费用。当前BIM技术只在设计阶段使用,进行管线综合，在后续施工阶段和运营阶段还将利用BIM模型进行施工模拟和维护管理等以实现BIM全生命周期的应用[3]。

[1] 过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用[J].建筑技艺,2011(1/2):95–99．

[2]GB 50045-95(2005版),高层民用建筑设计防火规范[S]．

[3] 秦军.建筑设计阶段的BIM应用[J].建筑技艺,2011(Z1): 160-163．

Application of BIM Technology in Design of Building Water Supply&Drainage

YANG Yang
(China Nerin Engineering Co.,Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330031,China)

By Combining with Design of Binjiang campus(affiliated middle school of Jiangxi Normal University)office buildings project,the paper introduces the applications of BIM technology in visual simulation,cooperative design,and pipeline layout and collision dection of building water supply&drainage design,puts forward the problems existed in the existing stage,and gives prospect to application trend of this technology.

BIM;visual simulation;building water supply&drainage;cooperative design;collision detection

TP391.72

B

1004-4345(2015)01-0048-03

2014-05-08

杨 洋(1989―),男,主要从事建筑给排水设计工作。