BIM技术在建筑给排水设计中的运用与优化

龚超

江苏浩森建筑设计股份有限公司广东分公司 广东 中山 528400

1 BIM技术在建筑给排水设计中的运用方向

1.1 设计图纸可视化处理

建筑的主体工程很重要的一个构成部分就是建筑给排水工程。给排水工程是一种独立的系统，属于整个建筑工程中较为隐蔽的工程，更改图纸的设计具有很高的难度。根据以往的设计方法，设计出来的图纸多而繁杂，依照这些图纸进行施工常要与相关机电专业以及土建专业图纸相互对照，从而容易出现错漏，对工程质量与进度产生不利影响。所以应用BIM技术来设计施工图纸，可以使整个工程的设计效果可视化。施工前，工作人员可以测量BIM技术模拟的建造模型，对建造方案进行全方面的剖析，BIM还可以将某部分的截面，断面等清晰地呈现出来，让施工方对整体工程有更直观清晰的了解，如图1所示[1]。

图1 BIM技术下建筑模型的局部三维图像

1.2 工程仿真设计

在建筑给排水设计中采取仿真设计可以为建造施工提供技术指导的作用。在施工过程中，各专业的各种管道堆叠排布繁多且复杂，并且工作空间狭窄，影响安装管道的方法和效率。在管道施工中运用BIM技术搭建三维的模型，合理规划施工流程和时间，保证管道施工的运行更安全更稳定，从而使工程质量提高，效率加快，成本降低。运用BIM技术对施工流程图进行仿真设计，将整个流程模拟出来，对施工流程的合理性和科学性进行检验，及时做出应对措施和调整，以免对施工造成不利影响。

1.3 协同设计

统的CAD软件对单个专业的图纸设计具有其简单快捷的优势，但设计到多个专业领域交叉时，无法具象展示各专业空间上的关系。设计给排水图纸，不仅要呈现本专业管线路由，还要考虑与电气线槽，暖通空调风管等的交叉排布，所以在图纸中将线槽与风管相对位置表达出来是很必要的。采取BIM技术设计图纸，可以将很多施工中的细节表示出来，例如电线线路的走向，燃气管道的布局等等，还可以表达出管道压力，管道规格，线槽与风管尺寸等一系列数据指标。运用协同设计，在整个设计模型中集中展示各种设计深度所需指标。采用BIM技术协同设计，让每个领域之间协同运作，发挥协同优势，从而提高给排水工程质量，确保工程的施工安全。

1.4 数据参数化

在建筑给排水施工过程中如果采取EXECEL等软件这种传统的方法进行公示的编辑，数据的核算和分析，还要做好检验和校对的工作，保证结果数据的准确。采用BIM技术可以直接获得各种给排水设施的性能参数，只要预先设置好各计算参数，就可以直接运用计算，如果某一部分参数发生改变，其他相关的参数都会自动生成与之匹配的数据，因此可以降低工作量。

2 BIM技术在建筑给排水设计中的运用与优化要点

2.1 注意问题

在运用BIM技术中所需要的注意的问题分为两类。第一类是数据信息问题。在采用BIM技术设计建筑给排水时，给排水工程中生产的数据信息会集中成数据库，通过数据库分析工程信息，从而把控给排水工程的施工进度和施工质量。但由于数据库层次性的缺乏，对主要信息和次要信息的界限模糊，在需要调用数据信息时，会出现很多相关联的其他信息，导致技术人员不能准确地提取有用的信息，从而影响施工流程和效率。

第二类问题是功能针对性问题。信息化技术是BIM的优点，在整个建筑给排水工程设计中，BIM技术可以将相应的数据信息录入到计算机中，系统通过数据信息从而形成整个工程的虚拟模型。其中需要注意的是，BIM技术可视化功能虽然非常良好，但是不能根据建筑给排水工程中的设计要求来进行针对性的划分，比如说排水管的45°弯头，斜三通等与给水管弯头、三通等在BIM中无法区分。这类问题主要是由于我国的BIM技术正处于初期发展，不能对给排水工程中功能进行特定的设计[2]。

2.2 模型构建

利用BIM技术构建建筑给排水模型，可以具体形象地描绘出给水系统、排水系统、消防系统、中水系统、废水处理系统等给排水系统的特点。但是利用BIM技术进行建筑给排水模型构建，需要一定的专业性、技术性，难度较高，因此在完成模型构建工作后，要将构建成果与理想模型进行详细比对，并及时进行给排水模型的碰撞检查，一般情况下消防系统的局部碰撞图如图2所示。

图2 一般情况下的消防系统的局部碰撞图

由于给水系统和消防系统为压力系统，因此在利用BIM技术进行模型构建时，须重点关注系统标高的设置问题。由于排水系统一般为重力系统，因此在利用BIM技术进行排水系统模型构建时，须保证管道具有一定坡度，以便水流可以在管网内通畅流动。同时在进行模型比对时，需要保证给排水系统的各类管道都具有足够的安装空间，以避免后续实际施工过程中出现管道安装空间不足的问题。同时由于给排水系统结构复杂，在安装过程中需要用到多种系统构件，如各类阀门、各类材质不同、直径不同的管道、各类型号的水泵以及不同的管道连接件等，为避免在进行给排水系统设计时，出现系统构件不匹配的情况，技术人员须利用BIM技术对给排水系统模型进行精确构建，并保证系统管道及构件能在模型中的得到完整且准确的展示。图3为BIM技术下给排水模型中部分水管井的三维剖面图，在图中可以清晰分辨给水管道及构件的分布情况，并能大致了解废水系统和消防系统的结构。

图3 BIM给排水模型中部分水管井的三维剖面图

BIM技术构建三维模型实质上是对本来的二维建筑信息进行三维层面的重新架构，所以BIM三维模型构建过程是否标准化、规范化、合理化都会对最终完成模型的数据信息精准度，工程质量还有BIM三维模型的利用效果产生很大的影响。通常来讲，BIM三维模型构建涉及以下几个方面：

2.2.1 BIM三维模型的单位和坐标，通常要求三维模型的单位和实际地尺寸单位相同，模型的坐标和实际的坐标一致，不能达到以上要求的BIM三维模型，也应该采取坐标原点（0,0,0,）作为建模特征点，并且保证建模的坐标在所有使用周期内相同。

2.2.2 模型构建依据，通常考虑二维设计图纸、项目进度安排、相关专业规范及建设方要求等。

2.2.3 在模型构建中划分标准还有配色标准，这两种标准是为了在完善模型的同时，还能对其外观进行美化以及使不同领域，不同专业和不同构件之间的区别更清晰，满足不同的构建要求。

2.2.4 BIM模型命名，主要为文件夹和对象两类。对象及各种参数的命名要遵从《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》l72l的规定，而且规定在整个运用周期中保持相同；文件夹的命名更偏向于使用拼音、汉字、英文以及数字，用连字符“-”的分离开，命名中应该包括项目代码，某个区域或系统代码，不同专业代码还有对象类型代码等[3]。

3 结束语

全新的经济形式和行业趋势使建筑行业竞争越发激烈，同时对工程的质量要求也更高。所以建筑工程的创新与发展要跟上时代的潮流，积极学习更先进的管理和运营模式十分有必要，而BIM技术能在很大程度上起到积极作用。结合国内的建筑业实情对BIM技术加以运用和推广，形成符合国内市场的管理方案，从而提升行业竞争力，增加综合效益。