BIM在建筑给水排水优化设计中的应用探讨

BIM在建筑给水排水优化设计中的应用探讨

张雪亮

1BIM技术应用必要性

1.1推动建筑工程设计发展

随着科学技术的不断发展，给排水设计手段越来越先进化、科学化和系统化，尤其是BIM技术的出现，在建筑工程领域中的应用越来越多。应用BIM技术建立建筑信息模型，然后导出二维AutoCAD图作为其它专业设计的初始条件图，这样未能充分发挥BIM技术的优势。在建筑给排水设计中，利用BIM技术创建建筑信息模型，有利于工程技术人员的协同设计和创新设计，已成为建筑给排水设计的重要部分。

1.2优化设计问题

在建筑给排水设计中，传统的方法是采用二维设计方式，可视化程度有限，数据传输过程中容易与其它专业发生冲突，工作效率不高。采用BIM技术，可以有效解决传统设计中存在的问题，各专业之间的数据可以无缝对接，并且建立三维模型，全部的给排水管道和设备的尺寸与实际相符，增加了可视化效果，各专业之间协调设计，减少了空间管道之间的碰撞。同时，应用BIM技术进行建筑给排水设计，还可以模拟管道中的水流情况，进行复杂的水力计算。

2BIM技术的特点

建筑工程最原始的设计方法是手绘。随着科学技术的发展，以及对设计技术的研究，有关部门还制定了标准的设计准则。设计时，设计人员需要依靠相关的设计准则进行设计，并保证设计的质量。BIM不但改变了绘图工具，更是改变了成果交付的内容、方法和流程。BIM技术不是撇弃过去的设计方法，而是结合旧有的设计方法和设计软件，对设计方法进一步优化。①BIM技术实现了信息的共享，促进信息的交流，及时的了解需要建立给排水工程相关的信息，对相关的信息进行总结，按照相关信息进行设计；②设计时需要利用CAD软件充分保证设计的质量。应该对设计的图纸结合BIM技术进行检验，建立专门的模型，在模型中检查相关的问题，如果存在问题则及时解决。BIM技术建立模型能够通过三维立体的图像直接反映出来。在建筑给排水中，最多的是管道设计。因此设计人员应该对管道的设计进行检查，确保相关的质量。BIM技术还能够了解建筑给排水实际的施工状况，给予适合的施工管理方法。

3BIM技术在给排水工程中的应用

3.1协同设计

建筑给排水项目设计中，应用BIM技术建立三维建筑信息模型，可以包含给排水设计中的所有数据。如从模型中可获取水泵的用电量以及尺寸等信息，不同专业之间的数据可以直接调取。当对模型中的某些数据进行更改时，模型可以自动更新。所有的专业可以根据BIM模型进行检查操作，有利于简化流程，促进工作的联动性。若参与设计的任意方对模型作了修改，其它设计人员都能及时看到，对修改建议进行讨论，从而提高设计的协同效率。

3.2可视化设计

传统的建筑给排水设计，主要基于CAD系统，依据平面图信息、立面图信息以及剖面图等信息进行建设。为了合理确定梁高位置特征，建筑给排水设计人员必须还原和整合建筑特征和结构。如果遇到复杂的建筑结构，并且需要补偿工期，在这种情况下传输数据很可能造成数据失真，若通过BIM技术来传递三维建筑信息数据，具有直观性且达到良好的传输数据。如果在设计的模式上有一定的差异性，一般是根据楼层进行划分，而建筑给排水设计主要以土建项目设计作为基础。若局部变更，则全部楼层平面都会受到影响。传统的给排水设计模式把楼层作为基础，建筑系统之间是割裂开的，一旦发生微小修改，则会影响到多个图纸;若采用BIM技术，对局部数据的修改，则其它数据会自动更新，系统控制非常方便。

3.3参数化设计

Autodesk公司为建筑信息模型(BIM)开发了Ｒevit软件，它可以为用户提供建造和维护质量更好、能效更高的建筑。在Ｒevit模型中，所有的二维图、三维视图、数据表、明细表和图纸等，会以相同的建筑工程通过信息的形式加以保存。若Ｒevit模型参数修改时，它的向导可以引导不同位置的设计;设计人员还可以随时对参数进行修改以及完善，数据库的内容会自动更新。给排水设计工程师根据BIM模型并借助EXCEL软件，可以对模型进行修改并及时更新。

3.4管道综合设计

通过BIM模型进行给排水设计，工程人员可以省略很多的排图环节，且可以将管道的净空高度直观地显示，最大限度地满足工作需求。对于设计过程存在的各种冲突以及问题，利用BIM模型进行模拟仿真和检测，发现问题所在，并对方案作出及时修改和调整。

3.5模拟安装

BIM技术可以为给排水设计人员提供规范的操作和设计方面的指导。尤其对于管线布局复杂，空间上又有限制的情况，容易造成安装出错的问题，若利用BIM模型进行虚拟施工，就可提前发现问题，从而指导管道的安装，控制工程进度并协调各部门的设计工作。例如，某高层建筑的给排水设计项目中，利用BIM技术模拟管道的安装施工过程，首先确定卫浴的摆放位置，可以在模型中直接移动立体图像，不必进行标识和标注，在模型中创建给排水系统，包括座便器以及浴室的给水系统，通过操作BIM平台可以直接生成给水的管道布局;接着对BIM系统进行编辑，并添加卫生间的器具，生成连接和布局;最后利用BIM技术的虚拟仿真功能，检查给排水系统的性能和有效性。

3.6材料表统计

以往通过测量CAD图纸并进行统计来设计采集给排水工程的材料表信息，此种方法十分繁琐并且容易发生错误，这是由于设计图纸修改后，原先的数据信息必须进行再一次的统计。而采用BIM技术就可以杜绝这种情况的出现，由于给排水工程的相关信息都储存在BIM数据库中，制作材料表需要某方面的信息很容易找到，并可提取数据为给排水工程的成本预算做准备。

4BIM在给排水设计中存在的问题与质量管理系统

4.1BIM在工程给排水设计中的常见问题分析

由于BIM技术所具有的三维设计独特优势，为建筑给排水设计提供了有效的设计平台，应用越来越广，受到建筑设计人员的青睐。在BIM使用过程中，也暴露出一些问题。第一，BIM模型中包含了大量的给排水数据，涵盖设计、施工、管理以及预算等方面，若某些参数有问题修改起来较麻烦。虽然数据查询较为方便，但由于涉及到建筑施工和物业等方面，生成的参数数量过于庞杂。

第二，协同设计存在一定难度。由于BIM协同设计涉及含链接模式以及工作集模式，系统运行时，包含的环节和工序相当复杂。若采用含链接模式，则进行管道调整就存在一定难度。第三，BIM技术在建筑给排水设计过程中还会发生一些其它问题，这需要进一步的完善系统，寻求更佳的设计方法。

4.2BIM工程设计质量管理系统

BIM技术可以为建筑前期的管理提供充分的保障，对于建筑给排水设计来说，BIM技术有利于根据区域的实际情况进行标准的一体化操作，促进建筑业设计水平的提高，也为设计单位实施质量管理提供有利条件。

(1)目前，我国建筑业规模不断增加，以满足人民居住条件的需求，但“质量优先”始终是给排水设计的首要前提，通过排查并及

时处理安全隐患来保障建筑的可持续运行。而设计技术水平是影响安全隐患的关键因素之一，这就要求设计人员必须发挥建筑新技术的优势，如利用BIM技术，提前发现问题并及时对方案作出修改和调整。

(2)给排水设计质量隐患会影响后期的现场施工以及维护管理，借助BIM技术可以模拟工程的施工进度并进行优化。同时，建筑的空间结构也会对建筑安全造成不利影响，通过BIM模型优化空间结构以增强建筑设施的稳定性。

(3)给排水工程项目设计难、周期长、投资大，每一环节都会影响建筑设施性能，而给排水设计成为建筑建造前的关键环节，应用BIM模型提高设计工艺水平，可以克服传统设计模式中的不足，为建筑建造质量提供全面保障，确保区域建筑管道网络通畅。

5结束语

综上所述，BIM作为一种创新的三维模式式设计系统，在未来具有非常广阔的发展前景。虽然目前我国在建筑工程给排水设计方面应用BIM技术并不多并且也还存在这一些问题，但是相信通过后期的不断完善和改进，BIM技术必定会成为建筑工程给排水设计中所常用到的工具，从而在建筑给排水系统的设计中发挥出更大的作用。

参考文献

[1]彭敏.BIM技术在建筑给排水管道工程中的应用研究[J].建材与装饰,2018(4):37.

[2]陈旭,邓大鹏,祖力朝.基于BIM在建筑给排水专业设计中应用的研究[J].河北建筑工程学院学报,2017(4):99-103.

[3]杨聪.BIM技术在建筑给排水管道设计中的应用[J].科技资讯,2017(2):85-86.

作者简介：张雪亮，男，1973年10月14日出生于黑龙江省望奎县，汉族，硕士学位，多年从事于建筑工程施工管理并关注新材料、新工艺及新技术，主要研究方向为：给水排水工程。