建筑给排水设计中BIM 技术的应用

王明辉

（山西建筑工程集团有限公司，山西太原 030006）

对于建筑给排水设计而言，在设计层面，它要充分考量建筑的使用性与功能性，通过科学、高效的水的供应与排出提高建筑的使用性，同时在此基础上，通过防火措施的融入，提升建筑的功能性。因此其设计较为复杂，工程量较大，设计的环境中干扰因素较多。以往建筑给排水设计中仅包括喷淋系统和消防栓，以提高建筑的防火功能，伴随着人们对生活质量要求的提高，对建筑的功能性也提出了更高层次的需求，同时也导致建筑的给排水设计更加复杂与困难。面对多样化且复杂化的建筑给排水设计，传统的二维设计模式已经无法适应其发展，通过BIM 技术的应用能够使给排水设计的过程简单化、直观化，从而提高建筑给排水设计的质量与效率。

1 BIM 在建筑给排水设计中应用现状

建筑信息化模型，简称BIM 技术，是指对工程项目的各项数据与工作流程进行整合，汇集建筑数据构建的工程的信息模型。一般来说，该模型中涵盖了工程的结构、材料、施工时间等信息，能够最快时间对项目进行了解。同时在数据库系统中还涵盖了建筑数据储存及建筑工程设计相关性信息，这都能够为建筑给排水设计提供有效的信息支持，使设计师在进行给排水设计时实现信息共享和传输。另外利用BIM 技术能够对施工现场进行3D 模型，从而提高给排水设计的科学性及实用性，避免反复施工而造成成本浪费，有效提高施工的效率。

1.1 BIM 技术协同运作复杂

在建筑给排水设计中，利用BIM 技术开展的协同运作模式，主要分为链接模式与工作级模式两种，二者在应用过程中各有利弊，其运作过程较为复杂。当利用链接模式进行设计时，虽然能够缩减模型的内存，提高操作速度，但其管线综合部分较为复杂，在进行碰撞调整时，必须由另一方多次调整管线位置。工作级模式主要是由BIM 专业工程师在文件服务器共享文件夹中选择工作集，或在中心模型中重新下载工作集，在工作集中完成模型的创建、编辑、浏览与修改，最后将工作集中的内容与中心同步。此种方式并不适用于模型体量过大的工程，如果在信息交换时出现差错，将会对整体设计皆造成极大的影响。

1.2 设计参数较多

BIM 技术需要构建相应的数据模型，而在应用过程中也涉及极为复杂的参数，在应用时需要对参数与数据进行调试，同时对于计算机及设计平台具有较高的要求。尤其是综合型、大型建筑项目更是会产生庞大的专业数据库，这导致在进行BIM 技术应用时，难以找到匹配的设计平台。

1.3 BIM 技术人才匮乏

BIM 技术作为一种新兴的现代化技术，很多给排水设计人员对其较为陌生。因为给排水设计人员在长期的工作中已经形成了一定的设计习惯，普遍适应了利用CAD 进行绘图，对于BIM技术缺乏了解与掌握。而市场中还缺少BIM 技术教育培训渠道，导致BIM 技术人员相对匮乏，无法良好的应用该技术。

2 传统二维设计的缺陷

随着建筑工程项目规模的不断扩大，其项目内容更为复杂，建筑场地的管线设备繁多，布局呈现多样化发展。这对于建筑给排水设计工作提出了更高的要求，使其工作难度有所提高，设计时必须具备综合性与全局性，避免设计失误而对建筑施工造成影响。提高建筑施工的效率，不发生返工或成本浪费的现象，消除建筑施工的安全隐患，在建筑给排水设计时，应尽量避免出现管线间或管线与结构间的碰撞现象，从而对整体施工造成影响。而传统的二维设计已经无法满足建筑施工的需求，它仅仅能够将各专业的平面管线布置图进行叠加，从而判断各系统管线的大概位置，再通过管线的原则性标高绘制关键部位局部剖面图。具体来说，传统的二维设计的缺陷主要体现在以下几点：

首先，仅依靠人眼观察确定管线交叉位置，设计缺乏全局性，不能精准预判可能发生碰撞的部位，并对碰撞情况进行预防。这对于结构复杂的大型建筑而言，当其梁高存在较大差异时，无法良好地避免管线碰撞梁。其次，对管线交叉点的设计过于片面，无法综合考量其连贯性，在解决一处碰撞时会导致其他部位发生碰撞。同时，不能对所有管线进行精准的标高定位。再次，多专业二维平面图纸进行叠加，导致其设计较为繁杂，但对复杂部位却不能完整的体现。最后，无法完全满足设计原则，尤其是在面对较高的净空要求时，在进行设计时不能做到因地制宜，具有较高的局限性。

3 BIM 技术在建筑给排水设计中的应用

3.1 可视化设计

传统给排水的设计过程中主要是以CAD 平台作为基础，采用多样化的方式剖析三视图，然后设计人员逐渐将其由平面图转为立体图，这对于设计人员的想象力有充分的考验。设计过程中需要结合实际情况对相关内容进行复原，但如果因项目的施工周期比较短，在信息传递的过程中，难免会出现失真的问题，所以采用BIM 技术就能够使信息的完整性保存下来。BIM 技术的可视化设计能够直接呈现出三维立体画面，不再像传统模式中需要以三视图来判断其立体状态，这将极大地提高了工作效率。另外在施工过程中，难免要对设计内容进行反复的修改，BIM技术的可视化设计，能够对整体技术的全方位有所把控，保障效率的同时修改起来也更加方便。

3.2 协同设计

在建筑工程的各环节，各部门应用BIM 技术有利于更高效的交流，使工作间的衔接性更强。特别是伴随建筑规模的不断扩大，施工技术的不断升级，机械器械的不断优化，越来越多施工项目呈现出复杂性，在建筑施工中，会因工作特点和工作内容的不同分化出更多的部门，这意味着整个工程项目的人员规模也会越来越大，BIM 技术的应用可以使庞大的人员规模中所有工作岗位都能够各司其职，实现彼此间的衔接与配合，共同在建筑施工中发挥价值。

该技术的协同设计使得各单位各部门之间实现了直观高效的沟通，各参与方也能够通过该技术的三维立体图，更快了解建筑实体信息，实现各方的资源共享，结合实际问题采取有效沟通解决矛盾，协调彼此的利益，避免冲突。

3.3 管道综合

CAD 和其他软件管线都是二维的。在利用人工检查的过程中，需要耗费大量的人力成本与时间成本，然而在人们主观能动性的作用下，进行人工检查的过程中难免会出现错误，特别是一些项目相对复杂，由于错误的发生很容易对项目的顺利进行产生影响。BIM 管道设计属于一个三维层次，能够将管道集成后的距离高度直接反映出来，所以在做好BIM 模型以后，要清楚看到三维模型中管线所处的确切位置，对管道的整体情况进行检查，确保没有重叠现象的出现。检测的功能还可以对管道中有没有碰撞现象的发生进行检查，如果是硬的碰撞则表示物理折叠，而软的碰撞则意味着检查和安装的距离存在问题，如果不能够满足标准，则需要立即更改图纸，保障工程顺利进行。

3.4 参数化设计

利用BIM 系统可以对建筑中的各项数据模型进行整理和分析，其中所包含的形式有很多，例如二维视图、三维视图以及数据表等等，具体情况要结合建筑本身的特点，在相应模型的配合下进行整理。实际情况的变化，对于数据会产生直接的影响。平面设计中是不容忽视的，因为数据上的变化势必会导致平面设计出现变化，结合平面设计工作人员需要对参数做出一定的调整，针对给排水工程利用BIM 技术进行参数设计，可以有效提高工作效率，因为该系统下，使用计算机能够提前将一部分信息导入到计算机中，利用计算机对信息数据做出详细分析，大大提高了工作速度。通过模型的方式来呈现，使有关人员在对数据做出分析时，更直观地了解数据的分析情况。另外由于整个过程中，Excel 是比较常用的软件，从操作技术的角度上来看，难度并不大，更重要的是它可以进行数据的实时更新，所以参数设计上，利用BIM 技术，对于建筑给排水工程设计而言，效果显著。

4 总结

随着社会经济的快速发展，建筑工程行业在社会市场上给人们带来了非常大的影响。在建筑行业的发展过程中，施工环境的复杂性，以及建设质量重要性，使建筑行业对BIM 技术的使用越来越广泛。BIM 技术的应用能够提高建筑给排水的设计和规划，促进建筑给排水设计施工质量的提升，为建筑行业的发展带来了较好的经济效益。