建筑给排水设计中BIM技术的应用

叶正东 安徽省建筑科学研究设计院

1 前言

给排水设计是建筑工程项目设计的重要环节之一，其直接影响到后期建筑工程的质量，所以，在实际设计时一定要确保建筑工程项目中给排水设计的科学合理性。使用BIM 技术把收集的相关资料与数据信息实时有效的整理分析，进而确保信息的完整性与集中性，方便后期相关资料和数据的查询。但在实际建筑工程设计过程中会受到不同因素的影响，使排水设计不能得以顺利实施，严重制约了建筑工程的顺利施工进度。

2 BIM技术的概念

建筑信息模型是BIM技术的全称，此技术是通过数字化虚拟模型所展现出来的，其模型的设计元素是以建筑工程项目中的基本构件构建而成，建筑构件的材质数据、物理性能、几何数据等信息组合而成，构建了一个综合虚拟化的信息数据库，BIM 技术实现了传统管理方式的创新与优化。在建筑工程施工时，需要借助相关资料或数据信息做设计参考，而应用BIM技术就会立刻为其提供所需要的信息，进而满足建筑施工的要求，使得工程项目得以顺利地展开。值得关注的是，信息数据库不只是单单的有建筑数据和物理信息，这些仅是它的部分内容，还有更重要的一点是其内部各种信息都具有相应的关联，同时以此架构了对应的关系模型，并且数据信息都是实时动态变化的。BIM 中存储着整个工程的全部信息，而且其中同一项目中的各个项目参数都是互相贯穿流通的，在其内部避免了数据信息无法顺畅流通的弊端，真正做到了数据信息的共享，使得彼此可以更加方便快捷的进行交流。

BIM 技术从工程设计的开始到后期的管理和使用，在确保互动交流活动能够正常进行的前提下，还能满足建筑施工中不同步骤对于各种数据的要求，并且辅助工作人员迅速完成相关任务。最后，伴随着相关任务的完成，会生成全新的数据并且会立即呈现出来，最终这部分信息会被再次输入到BIM 中，进而实时完善和更新信息数据库。

3 建筑给排水设计中应用BIM技术的作用

3.1 提升设计方案的直观性

建筑模型信息化BIM技术简称BIM技术，是最近几年建筑行业的新兴技术，其能使工程的施工设计图纸从二维转化成三维模型，以便相关工作人员对整体的方案设计有充分的了解。如若还是使用传统的方法进行设计，一旦平面布置图有改变，则相应的剖面图和立体图都要进行修改。运用BIM技术，可以把所有与建筑有关的信息都收录其中，并完成各板块间信息的共享，当其中一个环节有变动时，其余相关的数据信息就会自动更新变化，进而保障了信息的同步性。显而易见，BIM技术的应用简化了设计流程，并且降低了设计人员的劳动强度，提高了方案设计的效率和质量。

3.2 确保各部门工作的协同管理

各个专业的设计人员共同协作才能确保建筑工程设计的顺利实施，由于以往的设计方式，设计人员彼此之间缺少有效的沟通和交流，以至于频频出现工程设计的疏忽或者延期问题。但如果把BIM 技术运用到设计过程中，各专业的设计人员便可以在一个建筑模型中工作，更便于彼此间沟通和交流，就能有效避免类似问题的发生，保障了设计工作的协调发展，提高了建筑工程的整体设计效果。

3.3 全面解析和评估设计方案

BIM 技术和其他软件融合后可以全面对设计方案进行分析，同时根据分析的结果生成相关评估报告，使得工作人员能够精确的判断设计方案是不是能够顺利地运行，以便调动后续的工作，有效降低了工作人员的任务量[1]。

3.4 提高空间碰撞检查的效率

随着建筑行业的快速发展，建筑结构也变得越来越复杂，这就对建筑空间的利用率有了更高的要求。因此，假如在设计阶段对于建筑内的各个结构间可能存在的空间碰撞问题，没能及时地发现并且调整和修改的话，就会对之后的建设施工产生直接的影响。通过计算机的运算功能BIM 技术可以迅速实现对建筑空间的碰撞问题进行全方位的检查，虽说不能彻底规避空间碰撞问题的发生，但也在一定程度上使得检查效率获得了改善和提高，并且减轻了工作人员的劳动强度。

4 建筑给排水设计中BIM技术的应用

4.1 自动统计材料统计表

在给排水系统的设计过程中，设计人员通常以原有的给排水系统资料为基础来实施优化创新设计。此设计方案相对较为片面，并没有相关的信息数据库提供参考，所以计算过程中的精准度不高，经常出现各种各样的错误问题，大大降低了设计效率。如若给排水系统的样本值有误差出现时，即便设计图纸已完成但依旧要对其进行修改和调整，同时还要重新构建样品值信息数据库，可以说是一招不慎，满盘皆输。但在给排水设计时使用BIM 技术就能够防止上述问题的出现。由于BIM 技术的总计值信息数据库的存储量非常大，这为设计人员在给排水系统设计时提供了更多样本值数据做参考依据，进而有效提升了样本值计算的精准度，使排水工程的计算能力得到有效提升[2]。

4.2 可视化设计

以往进行建筑给排水工程的设计时使用的是CAD 软件，但使用这种软件设计人员就需要把平面图、立体图、剖面图的信息数据一起整理出来，通过所得数据把建筑图复原。在经过系统的分析与设计后，把其中包含的横截面和组合结构的位置、宽度等信息采取相应的调整。假如给排水的工程结构比较复杂，并规定的工期较短，如果仍采用传统的CAD软件进行设计，则不能确保数据的真实可靠，使得频繁出现失真情况，必然会影响工程的顺利开展。

BIM技术传递信息采用的是三维模式，可以把各部分的信息和数据直观形象地展现出来，如果所处的位置不一样，则模型间会有比较大的差别，这时就可以把模型分做不同的楼层，再根据建筑结构的设计标准严格进行给排水设计。而传统设计是把楼层作为基础进行设计的，各个系统间哪怕有再细微的改动，也会使得设计方案发生变动，但是BIM 技术的应用使得发生数据变动时，相关的信息会自主的进行变换和完善，提高了给排水设计工作的工作效率。

4.3 协同设计

以往在给排水设计时采用CAD 制图软件，但这种方式无法显示出更多有价值的数据信息，在设计图纸时还应该提供给结构专业设计人员相关的荷载数据信息，提供给电气专业设计人员相关电负荷数据信息等。由于相关数据信息太过繁杂，且在流转时极易受各种因素的影响，使得数据信息的真实性与完整性无法得到有效保障。除此之外，使用CAD设计给排水协同设计时，通常以相互引用、相互参照的方式下载图片，在此过程中其他专业的设计人员不拥有操作权限，无法对其实时调整与修改，致使图纸信息无法进行实时更新，给数据信息的流转带来不利影响。

而在给排水工程设计时采用BIM技术，其具备的建筑信息模型里已经包括了建筑工程的所有信息，不同专业的设计人员只要从中提取自己想使用的数据信息便可。与此同时，其他部门的设计人员也可以随时查看到最新的设计图纸。BIM 技术可以建立三维立体模型，能将不同专业绘制的图纸都在同一个建筑信息模型内集中体现出来。在对设计模式进行优化时，提升各个部门间的有效协调作用，提升了协同设计的效率。

4.4 管道综合设计

为防止传统给排水设计产生较大误差的问题，将其复杂性进行有效降低，可以在对管道实施综合设计时使用建筑信息模型，这可以大大提升建筑工程管道的整体设计水平与设计质量，而综合设计给排水工程管道时使用BIM，可以将图纸设计的精准度有所提升。等图纸绘制完成后，再使用VWC 的形式将其展现出来，并将仿真软件与可视化软件有效融合进入，同时借助此软件的阅读模块将其展示出来。如果查找出图纸设计里有问题存在时，可以对其实施调整和分析，进而对图形设计实时优化创新。

除此之外，BIM 能够把较为繁杂的管道系统，借助三维模型以更直观的形式展现出来，设计人员能够更加迅速地掌握不同区域管道的实际空间。并借助模型对各管道间是否能够出现碰撞、冲突的状况实施分析，在图纸设计完成后可将图纸的硬碰撞和软碰撞的问题检验出来，使其检测功能得以发挥，并将检测结果及时反馈给设计人员，方便设计人员根据实际情况做及时的优化调整，进而促使建筑工程给排水设计质量得以提升。

4.5 安装模拟设计

模拟安装设计是建筑信息模型中非常关键的环节，可以有效保证后续建筑施工的科学合理性。在实际建筑工程施工过程中，会出现给排水管道安装长短不一、吊装面积过大等问题，不但浪费建筑材料，而且还影响建筑工程的正常施工进度。采用BIM技术能够把给排水工程不同时期的施工情况实施模拟演示，根据演示结果来确定管道安装工艺。同时根据所制定的流程安排施工，可以有效防止施工时由于图纸变动出现资源浪费与延误工期的问题[3]。

4.6 参数化设计

应用BIM技术可以把二维设计视图、三维设计视图、数据统计表、施工进度表BIM 模型图等所有设计参数信息储存到数据库中。由于BIM 技术具备可视化的应用特点，其能够结合项目中的实际数据按一定比例进行缩小，构建相应的三维模型，相关工作人员可以结合三维模型的数据，精准的计算出相应的实际项目数据，然后在结合这些数据科学合理地优选和使用项目所需的建筑材料的数量、尺寸，供采购人员做有利的参考依据，这不仅能够有效节省材料的使用，防止材料的浪费，而且还可以大大降低工程所需的成本，有效地提升工程建设的经济效益。

借助BIM技术的应用，当对给排水管道中一些数据信息进行更改时，模型便会自动进行数据分析，重新构建模型，所以相关工作人员就可以有效运用这一优势来找出最科学合理的参数数据，同时和相关设计数据实施比对，进而降低了设计过程中错误出现的概率，有效提升了工程设计的质量。与此同时，数据模型能够更直观地展现出来，供相关施工人员查看，及时掌握施工的实际动态，有效降低在后续施工过程中问题的出现。BIM技术具有更高的灵活性，能够结合后续设计变化实时更改，确保模型数据信息的科学合理性、安全性可靠性。

4.7 卫生器具和消防栓管道设计

在建筑给排水工程设计过程中有许多需要注意的工程要点和流程与给排水管道相关，设计人员如若想提升设计效率，就需要事先对公共的给排水模板实施设计，同时还应该建立管道系统、绘制图纸等一系列前期准备工作，但是使用BIM技术便可以有效将工程项目的整体目标和要点内容更科学地进行管控。在建筑给排水中对卫生器具进行设计时应用BIM 技术。卫生器具的给排水管道和给排水施工效果间有着非常紧密的联系，设计人员可以有效应用BIM技术来将卫生器具的设计模型绘制出来，在设计过程中只有确保每个卫生器具的给排水系统都能科学合理的连接，才能说明设计没有问题，对于管道和排水坡度有关的附件也要做好参考，使得设计图更加准确。假如设计模型不能精准连接，设计人员就需要及时调整设计图，使得设计效果能够充分的满足相关设计标准和实际施工的需求。在设计卫生器具时，需要确保各个位置的准确性，特别是安装的高度和水平位置的合理性要严格进行控制，在进行实际的施工时，要结合实际情况和相关的质量要求，进行卫生器具的安装，确保卫生器具充分发挥其作用。

在消防栓设计时应用BIM技术，相关设计人员需要参考楼层平面设计图和管道的各种形态，然后从数据模型中使用监控和复制的功能选取消火栓及其相关的器材，为设计工作提供有效的数据支撑。关于消火栓的选择和设计，需要严格按照建筑工程的设计步骤、流程和规范进行，从而确保可以精准的完成消火栓相关的设计工作。同时，对于设计中遇到的管线，设计人员需要有深刻的认识。因为不同的管线，绘制的设计图纸会有很大的差别。比如，对于无坡的消防给水管线，在设计时相关的设计人员就可以进行直接的绘制。而对于有坡度的管线，在完成绘制后，还需要把坡度精确的标注出来

5 给排水工程设计中应用BIM 技术时需要注意的问题

首先，建筑给排水工程在设计时，应用大量的构件元素，工作量大并且过程相对较为繁杂，庞大的数据应用使得分析的难度也相当高。所以，在运用BIM技术对这庞大的数据进行计算时，一定要注意计算的精密度，不能忽略其中的任意一项计算。并且在计算相关的系统和管道时，要确保设备和管道等都互相连接，以免由于某处没进行连接，发生了出现计算错误的问题。其次，与传统设计方式相比，BIM 技术的应用使其设计优势更为突出，可在实际应用过程中还有一部分问题和盲区有待解决。与一些发达国家相比国内BIM技术还需要不断的优化和创新，而且国内外的建筑结构设计形式也有所不同，因此在实际应用过程中应该根据国内建筑给排水工程的具体状况实施完善，构建出符合国内工程的设计系统。在科技迅猛发展的过程中，还应该加强相应的资金注入，进而完善解决BIM技术在应用过程中存在的问题，将其积极作用有效发挥出来，进一步满足给排水工程的建设要求。

6 结束语

现今BIM 技术被广泛应用于建筑工程中的排水设计过程中，可以有效解决传统设计过程中出现的不足，提升建筑工程设计质量，降低建筑工程的投资成本，促进建筑行业的信息化建设水平的提升，确保建筑工程行业的稳步发展，实现建筑工程施工效率与施工质量的长远发展。