针对BIM技术在绿色建筑给排水工程中的应用研究

徐静 闫祥

兰州工业学院 甘肃 兰州 730050

引言

建筑工程设计施工中，给排水工程关系到整体工程质量安全。我国建筑规模不断提升后，居民对给排水管线功能的要求也日渐增大，也有越来越多的新型技术应用在给排水工程设计中。BIM技术是通过智能化的三维建模，为给排水工程提供可靠的技术优化支持，不仅能够提升整体工程设计效率，也能弥补传统给排水工程施工中所存在的安全隐患问题，使建筑空间得到合理运用，给排水管线排布更加合理[1]。

1 BIM技术在建筑给排水工程中的应用意义

1.1 帮助建筑给排水工程绿色设计理念实现

给排水工程设计施工关系到工程投入使用后的居民生活质量。随着我国建筑水平不断提升，给排水工程的要求也因此增加，传统建筑给排水工程设计，施工理念已经不能满足当前建筑领域设计需求，绿色建筑理念在给排水工程项目中的重视程度不断提升。将BIM技术应用在建筑给排水工程中，能够利用建筑信息模型的构建，了解给排水工程设计中需要优化的部分，从而帮助实现绿色设计理念。BIM技术能够对建筑工程中的几何信息进行拓展描述，对工程信息完整运用，基于BIM模型基础上，能够对给排水工程项目的信息获取更完善，自然能够从绿色设计理念出发对给排水工程进行优化。

1.2 提升建筑给排水工程质量安全

BIM技术应用在绿色建筑给排水工程中，最明显的特征是能够提升建筑给排水工程质量安全。BIM模型能够帮助发现绿色建筑给排水工程中各项目的不同关联对象变化情况，其中某一项目发生变化时，与之关联的其他项目也能够及时作出更新调整，这样能够确保绿色建筑给排水工程设计的整体性，也能确保技术应用后使整体工程设计质量达到一致，帮助提升给排水工程质量安全。在施工过程中，可以根据BIM模型所构建的施工设计理念开展现场管理，了解绿色建筑给排水工程施工中的重点与难点部分。绿色建筑给排水工程施工是一个整体项目，在施工设计阶段，需要对某一项目的信息进行调整时，其他关联性的项目也需要随之做出改变，否则会由于信息不一致而影响到工程建设施工中的质量安全，运用BIM技术后在某一项目信息需要更改时，只需要输入一次，其他相关的项目信息也会随之自动调整，这样能够保障工程项目设计阶段整体信息的一致性。

2 BIM技术在绿色建筑给排水工程中的应用难点与重点

2.1 工程概况介绍

为方便研究BIM技术在绿色建筑给排水工程设计中的具体应用，本文在研究中选择某大型办公建筑作为工程案例。该建筑处于市区内拟建设的视觉产业园中，工程建设中的规划用地约为76亩。单体建筑面积约为18万㎡，该建筑物共包括地上22层与地下3层，项目建设规划中的供水水源选择为市政两路供水。在地下车库的泵房中安装了变频供水控制装置，通过加压设备控制，为小区中的生活饮用提供用水[2]。变频加压供水主要是针对18层至22层之间进行，工程内部的消火栓系统共分为2个区，自动喷水灭火系统分为3个区进行设计。从主体内部的排水系统按照功能进行模块区分，包括卫生间排水系统，其中地上通过重力排至室外，地下排水是借助排污装置完成。另一部分排水系统是建筑物外部的雨水排水系统，使用虹吸式排水装置，将雨水集中收集后统一排出。在建筑主体的外部设置了埋地式的雨水回收利用设备，将回收到的雨水经过过滤后再次使用到绿化灌溉，或建筑周边的道路清洗方面。针对该工程的给排水项目使用BIM技术开展设计，提升给排水项目整体科学性。使得给排水工程中不同功能部分能够形成整体，完成整体化设计。

2.2 施工设计难点

由于本文选择的建筑案例属于地标性建筑，整体结构复杂性比较高，在建筑的功能划分中，功能区数量庞大。针对专业的机电设备以及管线进行规划，排布时空间较小，需要紧凑排布给排水管线设计，需要在图形绘制时综合考虑各管线的细节问题，以及复杂性较高局部区域的质量提升方法，需要将施工中的重点与难点部分利用图纸进行展现，综合以上因素，在考虑过程中选择BIM技术完成给排水管线工程设计，应用BIM技术开展该工程的给排水项目施工设计。其难点部分在于如何对施工细节进行标注，通过方案设计达到强化的效果。一方面，要考虑给排水项目整体功能实现，另一方面，也要考虑建筑物与周边市政给排水管线之间的融合。确保所涉及的工程建设施工方案科学合理，在实际落实过程中能够顺利完成。不仅要对排水系统功能进行设计，更要考虑绿色环保理念，也就是对废水的再次利用，雨水属于中水源，经过过滤处理，可以直接用于建筑周边的绿化灌溉或道路冲洗。运用BIM技术开展绿色建筑给排水工程设计时，要对这部分雨水的回收利用设备以及回收利用方式进行重点规划。

2.3 施工设计应用重点

将BIM技术应用在案例工程给排水项目设计中，首先要确保工程设计方案的直观性。BIM技术能够将方案由传统的二维图纸转变为三维建筑模型，在这一过程中，要确保所获得的各类信息与真实情况一致，这样所涉及的工程施工方案更加直观与准确。重点针对立面图与剖面图进行构建，当平面布置图发生改变时，也要对相应的立面图与剖面图进行修正，这样能够确保建筑工程设计方案的所有信息准确一致，也能使各板块之间的信息达到共享。通过以上设计方法，既能提升建筑方案整体质量安全，也能使设计人员的工作任务量得到简化，使整个设计流程更加流畅。

除此之外，运用BIM技术开展建筑给排水工程，设计中还要重点强化不同专业之间的协同管理，工程建筑设计是一项整体任务，涉及不同专业、不同领域技能。由于传统设计方法中各专业工作人员之间的交流沟通缺乏，导致整体设计工作时间浪费严重。运用BIM技术要重点针对这一问题进行解决[3]，在整体设计工作上形成综合性，使不同专业的设计人员能够运用建筑信息模型完成交流沟通，这样不仅能够提升整体设计效率，也能使工程建筑方案后续投入使用后更加合理。

3 BIM技术在绿色建筑给排水工程中的应用

3.1 前期准备

将BIM技术应用在绿色建筑给排水工程中，首先，需要进行前期准备，前期准备是决定后续工程设计方案是否能够落实应用的关键部分。前期准备包括对材料进行自动统计，开展详细的前期数据收集。在前期工程施工模型制作中，需要根据给排水项目所涉及的机电设备进行材料数据库构建。包括，施工中所使用到的不同设备参数、设备型号以及具体数量等。需要统计的材料包括管材、喷头、消防栓、管道附件、阀门等。通过前期准备种构件类型的预先设计，完成模型前期准备。在模型创建中，能够根据所设计的构件类型，自动化生成前期材料。收集准备工程结束后，可以根据给排水管道的不同重要程度，设置对应的颜色，这样在后续设计中能够更快速地选择管道材料[4]。准备中，也可以根据实际需求对对应的管道进行控制时，管道在设计方案中展现出不同的颜色，这样更容易分辨设计中的重点部分，以及在设计中难度可能会较大的区域。前期准备工作充分完成后，正式进入到BIM模型创建阶段，运用前期准备的数据库以及各类资料进行给排水管线施工编排。

3.2 模型创建

BIM施工模型创建阶段，要对给排水管线进行协调排列，严格遵从避让原则。避免给排水管线的主要部分都集中在梁底，这样容易发生碰撞，要考虑给排水管线设计中小管径避让大管径的原则，压力管道要避让重力管道的原则，这样在管线使用时，彼此之间才不容易产生碰撞与损耗。在管线交叉时，要尽可能使用上方交叉形式，这样能最大程度降低使用中的风险，对管道进行设计中要尽可能地避开风管。可以将支管翻出，这样不仅能够避免出现碰撞，也能使主管线整体规划布置更加合理。针对走廊、通道等区域的风管进行设计排布时，要紧贴梁底的位置进行排水管道设置，在强弱电桥架下要预先留出阀门的安装空间，将阀门安装在显眼处。如果将阀门安装在隐蔽处，后续使用出现问题时，维修更换将难以进行。基于以上原则对给排水管线模型进行创建时。不仅要考虑管线自身所在位置是否合理，要考虑管线排布后，对其他管线功能是否造成影响。完成整体模型创建后，需要对交叉处的管线进行排查，考虑所涉及的交叉方案是否合理。

3.3 给排水管线协调

针对给排水管线进行协调，设计师重点针对特殊复杂区域来开展给排水管线排布比较密集的区域。通常，在人行通道以及吊顶内部，这部分空间相对比较紧张，因此给排水管道排布时的密集程度也比较大。针对这部分特殊区域进行重点设计，考虑装修净高要求是否能够满足施工标准。管线走向复杂程度较高时，要对疏散通道交汇处的管线进行重点排布。这部分建筑在不同功能区划分时形成了一个交汇点，各类管线在此交汇点处交错排布。要尽量保障管线排布的水平程度，避免出现曲绕设计的情况，这样不仅能够减少成本，也能降低施工操作时的难度，给排水管线后续投入使用后不容易出现故障。尽可能地将复杂排布管线简单化处理，减少管线的交叉排列，对管线排布空间进行合理设计，尽可能预留更多空间，降低整体排布密集程度。针对复杂程度较高的管线排布，可以设计出两种不同模型，对整体施工操作难度以及成本投入进行对比，选择最符合成本预算以及施工能力的。也要针对特殊区域的管线排列进行预备施工方案设计，一旦前期设计方案中出现问题，可以快速启动预备方案，保障施工任务能够顺利开展[5]。

3.4 BIM技术应用效果

最后是，针对BIM技术应用的效果进行检验，考虑所构建的模型是否符合工程施工设计要求。案例工程中运用BIM技术的软件建模，发现在该工程建筑结构中，出现多处复杂区域，例如，在办公室的三层走廊区域中，由于通道比较狭窄，受净高限制，管道排布时的密集程度比较高，出现管道交叉打架的情况，后续施工操作难度比较大。针对这部分管线在排布时，对整体剖面进行优化设计，考虑区域自身空间，重新对管线进行调整排布。部分给排水管线利用BIM技术中的三维模型做出了优化，设计调整时管线整体协调分布更加合理。在软件建模中对给排水管线以及土建条件进行碰撞检测后，确保管线排布方案达到协调规划的效果。在该建筑的四通部分设计了一个大型的独立会议室，层高在4.5m，整体结构跨度比较大，设计达到1米，会议室内有0.5m的高风管。利用二维图纸设计后，吊顶完成后的净高不能满足管线排布要求。使用BIM技术进行软件建模，对这部分区域的净高信息进行反馈，装修团队接收到反馈信息后，对净高进行调整，使管线布置能够顺利完成。最终所得的管线排布效果以及净高吊顶效果符合使用单位要求。

4 结束语

将BIM技术应用在绿色建筑给排水工程中，能够提供强大的支持以及图纸设计，使不同建筑给排水工程设计在要求上能够符合预期标准。给排水工程设计充分运用BIM建模技术，能够对图纸信息进行完善，也能对施工操作发挥指导作用。通过三维模型建立，能够使整体工程设计方案更加直观，在后续施工操作中也能严格按照三维图纸完成复杂区域的管线排布，使给排水工程设计在质量安全以及施工效率上能够得到提升。