建筑给排水工程的BIM技术应用研究

公维健 张维杰

摘  要：随着科学技术特别是物联网技术跨越式发展，工程建设领域应用技术随之更迭。利用二维CAD软件等应用技术基础之上，集成互联网大数据和三维模型，BIM应用技术应运而生。作为基础设施建设重要一环，BIM技术也广泛运用于复杂的给排水工程建造中，并贯穿于给排水工程建设全过程。本文主要针对BIM技术在给排水工程不同建设环节的实际应用进行分析。

关键词：BIM技术;给排水工程;建筑信息模型;数据库

引言：

建筑行业整体标准在不断前进发展，管道建设要考究工程建设项目整体状况，因此给排水工程建设的难度越来越高。BIM作为目前最先进的建设应用技术，能够使全部建筑信息整合化与模型化，对给排水系统设计与施工甚至后续维持护理提供了极大的应用价值。BIM技术的有效运用提高了工程设计的可预见性和安全性，在施工中提升了建设效率，进而节约工程建设成本。

一、BIM技术的基本概论

BIM的全称为“Building Information Modeling”，中文可译为“建筑信息模型”^[1]。它侧重于整合建筑工程的实时数据信息，并将整合全面的建筑数据信息模型化。BIM软件详细工作流程为：①根据二维CAD图纸建模;②不同专业模型间一致性检测;③二维图纸和各专业模型均检验正确，BIM成功建模。利用信息模型将汇总好的专业数据和工作流程在固定工作平台共享，不同部门根据专业需求收集调取和调整更新专业数据信息。BIM模型中蕴含着全部建设信息，链接着不同项目的参考数据，共同组成了更为重要的关系模型，不同部门间可以互相交流分享BIM数据信息。BIM技术在所有类型工程建设中都具备以下三点特性：①三维可视性。BIM技术可以通过三维建模实现从工程设计和实际施工全过程的可视化;②可模拟性。难以控制的变量因素可以通过BIM技术操控，并通过三维模型模拟工程建设全过程，指导检测并精准分析出建设中遇到的技术问题，不断调整建设工程相关专业参考数据;③可协调性。BIM模型通过共享平台沟通不同专业数据信息，协调各专业间快速有效达成统一意见，高效完成各模块工作。

二、BIM技术在建筑给排水工程中的应用分析

（一）设计阶段BIM技术的具体应用

以往图纸设计结束后还需要在现场实地对比，目的是避免图纸上的工程设计无法与施工现场建筑条件一一对应。设计图纸通常需要经历数次的修改调整才能符合工程要求，这会造成工期拖延和工程成本增高。而BIM设计系统譬如在REVIT设计绘图时，不同专业所负责的具体工作内容应当进行单独设计，再集合全部专业设计图纸，及时准确地发现并标注错误的设计环节，有效避免了传统图纸绘图的弊端。鉴于给排水管道易受环境和位置等多重因素影响，给排水管道系统设计会存在一定困难，特别是管道的多层级性不能通过二维设计图纸表现出来，有效地解决管道线路和上下安置问题的方法，就是通过运用BIM可视化技术。3D立体可视图能够直观揭示出给排水管道的实际状况。另外，传统工程建设因缺乏沟通数据信息机制，很难协调好各个专业间的冲突矛盾。而目前建设工程复杂性决定了对于协调工作要求标准越来越高，在BIM模型中不同专业建模信息都统含在内。各部门及时有效地传达分享不同专业信息，然后通过BIM系统沟通不同专业数据信息，使各部门间快速有效达成趋同意见，高效协调以完成设计工作环节。给排水工程设计人员能通晓所有设计需求，在准确完成工程设计后再将数据方案上传到BIM模型中，实现数据的及时更新。管道设计人員绘图之后，可利用BIM模型进行功能检测，即判断不同管道间物理碰撞或软碰撞存在与否，设计人员在检测完毕后及时收到碰撞检测结果，帮助设计图纸准确修改。利用BIM技术进行给排水工程设计工作，优化了设计程序，减少了更改次数，整体提升了工程设计的效率。

（二）施工阶段BIM技术的具体应用

在传统建设工程施工过程中，施工者的工作方法是根据工程图纸去分析工程结构和具体施工办法，施工者构建模型凭借的是头脑想象。工作难度较大，实际操作又存在不稳定性等问题。而在给排水工程正式施工前，相关施工人员都应详细了解地下施工环境的具体布局，运用BIM三维模型，指导施工人员清楚地下管道线路情况以及建筑物分布状况，避免或降低正式施工造成不必要损害的可能性。利用BIM技术进行4D模拟施工，结合建筑给排水工程项目实际施工计划，考虑管线施工规范和安装顺序^[2]。工程正式施工时，施工人员应当特别注意不同管道重合区域和道路交汇处，这两个区块给排水工程的施工难度加大，施工工艺较为复杂。BIM技术中的安装模拟功能在此得以运用，提前建立安装模型、详细演示施工工艺，并指导施工人员顺利完成安装程序。BIM技术中时间维度运算可以科学合理规划工程建设的进度，维度参数与安装模型相匹配，才能符合管道施工的实际要求，提高工程施工质量。在验收及改造给排水工程阶段，有别于传统施工人员人工测量的方法，施工人员可运用BIM技术中三维扫描方法，结合光电技术与计算机系统，精准测量空间结构和色彩分布，准确取得详细坐标位置，增加了测量的准确性，提高工程建设改造效率。

（三）运行维护阶段BIM技术的具体应用

BIM模型能够实时观测给排水管道的使用情况，市政机关对下辖区域管道运行情况和管网系统进行日常监测、修护。物联网技术与BIM系统相结合，安装运用红外感应配置，预先整理汇集管道运行的各项参数并加以分析比较。当出现给排水管道运行异常时，市政部门及时定位问题区域并提前预警。管道修护工作人员快速高效检查异常，对问题管道维护修理，降低运行中管道出现故障的几率，切实保障社会用水的稳定性和安全性。

结束语：BIM模型体系共享着给排水工程建设需要的所有数据，是一个庞大的数据信息库，工程建设中每一专业都有自己可供数据参考之建模，提高了获取专业数据信息的效率。BIM技术运用于给排水工程的全部周期，是给排水工程设计、施工和后续维护领域的重大技术变革，在建筑工程领域普遍应用，加速提升建筑工程的发展步伐。但这项技术尚未发展成熟，需要工程人员在之后的长期应用中不断予以优化改进，实现工程建设社会需求与经济效益共赢。

参考文献：

[1]丁丽丽.BIM技术在绿色建筑给排水工程中的应用研究[J].住宅与房地产，2019（33）：137.

[2]管致宇.建筑给排水工程的BIM技术应用[J].农家参谋，2020（09）：119.

作者简介：

公维健（2000年1月——），男，汉族，山东省临沂人，专科，建筑工程技术专业。

张维杰（2000年8月——），男，汉族，山东省济南人，专科，建筑工程技术专业。