封聲?shū)P

摘要：近幾年，我國(guó)對(duì)于BIM技術(shù)的運(yùn)用越來(lái)越多。鑒于建筑給排水專(zhuān)業(yè)也位列其中，文章以BIM技術(shù)在建筑給排水的運(yùn)用為視角，研究其優(yōu)勢(shì)與趨勢(shì)。

Abstract： In recent years， the Building Information Modeling technology were widely used in China. This paper will investigate the advantages and trends for the application of BIM technology in Building Water Supply and Sewerage engineering as this field is included in the scope of BIM technology.

關(guān)鍵詞：建筑給排水；BIM ；價(jià)值

Key words： Water Supply and Sewerage engineering；BIM；application

中圖分類(lèi)號(hào)：TU821.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）13-0191-02

0 引言

隨著人民生活水平的不斷提高，用戶(hù)對(duì)建筑的需求不再局限于居住需求，他們開(kāi)始關(guān)注建筑造型、室內(nèi)空間、智能化設(shè)備、舒適度環(huán)境等等，對(duì)于建筑給水排水設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，怎樣在有限的建筑空間中容納更多的設(shè)備以營(yíng)造更加舒適的居住環(huán)境成為一個(gè)棘手的問(wèn)題，越來(lái)越多的設(shè)備又必將涉及到專(zhuān)業(yè)協(xié)作的問(wèn)題，于是協(xié)調(diào)配合也將越來(lái)越棘手。

九十年代八部委發(fā)起的“甩圖板”第一次革命讓設(shè)計(jì)師從畫(huà)板鉛筆中解脫出來(lái)，投入到CAD的點(diǎn)線(xiàn)面中來(lái)，隨著時(shí)代的發(fā)展，二維制圖已不能滿(mǎn)足需求，第二次革命在來(lái)臨的路上，把一個(gè)設(shè)計(jì)的所有專(zhuān)業(yè)的信息，統(tǒng)一到一個(gè)模型中去，使其在整個(gè)生命周期服務(wù)于各類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，正在成為一種潮流，一種趨勢(shì)，這便是建筑信息模型，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM。

BIM技術(shù)改變了建筑行業(yè)，改變了建筑給排水專(zhuān)業(yè)。越來(lái)越多的給排水工程師開(kāi)始運(yùn)用BIM技術(shù)去解決工程問(wèn)題。

1 BIM技術(shù)概述

BIM，英文全稱(chēng)Building Information Modeling，中文名稱(chēng)建筑信息模型。建筑信息模型的相似概念是由美國(guó)的 Chuck博士[1]于1975年提出來(lái)的，那個(gè)時(shí)候Building Description System成為了BIM的雛形。在中國(guó)，BIM這個(gè)概念在21世紀(jì)進(jìn)入建筑市場(chǎng)，發(fā)展到今日已有一定的成果。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2016年12月2日發(fā)布第1380號(hào)公告，批準(zhǔn)《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，編號(hào)為GB/T51212-2016，自2017年7月1日起實(shí)施。此標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)第一部建筑信息模型應(yīng)用的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于BIM的定義為“全壽命期工程項(xiàng)目或其組成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享數(shù)字化表達(dá)”[2]。

BIM技術(shù)通過(guò)數(shù)字信息不僅能模擬工程項(xiàng)目中所有的三維幾何信息，還包含眾多非幾何形狀信息，以此來(lái)構(gòu)建與實(shí)際項(xiàng)目相同的工程數(shù)據(jù)模型。BIM技術(shù)為工程項(xiàng)目各個(gè)參與方提供了一個(gè)便利的協(xié)作平臺(tái)，使各參與方通過(guò)平臺(tái)和模型進(jìn)行有效溝通。

2 案例分析

筆者有幸參與了一座高層辦公樓的給排水設(shè)計(jì)工作，地下2層，地上22層，總建筑面積近4000m2。在該大廈地下2F有一個(gè)450T消防水池和一個(gè)193m2的消防泵房。該水泵房?jī)?nèi)設(shè)一個(gè)容積為33m3不銹鋼生活水箱及不銹鋼水泵兩臺(tái)，水泵型號(hào)為ADL（F）20X12（Q=22m3/h，H=133m，N=15kW，一用一備），消毒采用SCII-5HB水處理設(shè)備，全自動(dòng)運(yùn)行。室內(nèi)消火栓采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)，加壓采用消防專(zhuān)用泵兩臺(tái)，加壓泵型號(hào)為XBD16/40-150D/8-W5（Q=40L/S，H=160m，N=110kW，一用一備）；噴淋加壓泵兩臺(tái)，型號(hào)為XBD15/50-150D/6-W5（Q=40L/S，H=161m，N=110kW，一用一備）。

該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了可視化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師在虛擬空間里漫游檢查體驗(yàn)各個(gè)構(gòu)件及其參數(shù)，綜合考慮設(shè)備的擺放及管線(xiàn)的空間排布方案。該工程運(yùn)用Revit軟件中的“碰撞檢測(cè)”功能發(fā)現(xiàn)多處碰撞，有效地預(yù)防了施工中返工的問(wèn)題。三維模型每個(gè)構(gòu)建都被賦予時(shí)間信息概念，把時(shí)間信息與構(gòu)件信息相對(duì)接，將安裝進(jìn)展形象地表現(xiàn)，形成動(dòng)態(tài)的設(shè)備管線(xiàn)安裝過(guò)程模擬。

3 BIM視角下建筑給排水設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

伴隨著B(niǎo)IM技術(shù)進(jìn)入中國(guó)，在建筑給排水設(shè)計(jì)工作的三維視圖、模擬施工、管道的碰撞和交叉問(wèn)題、管道綜合布置的空間問(wèn)題和美觀問(wèn)題、各個(gè)參與方工作的銜接、建筑給排水系統(tǒng)附屬配件的管理等方面，無(wú)論是理論研究層面還是與之相關(guān)的技術(shù)和衍生產(chǎn)品，都發(fā)生了改變，這些改變是積極的，進(jìn)步的。

①面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果可視化：線(xiàn)、面、塊已成為過(guò)去式，直接使用構(gòu)件或族來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)表達(dá)是BIM技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)，比如管道，用信息化可渲染的柱形來(lái)表示，效果很逼真，設(shè)計(jì)成果即為直觀的三維立體模型，可快速地為設(shè)計(jì)師傳達(dá)設(shè)計(jì)理念，方便各個(gè)參與方進(jìn)行直觀有效地溝通。

②協(xié)同設(shè)計(jì)：BIM技術(shù)的出現(xiàn)，讓真正的協(xié)同設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，在統(tǒng)一平臺(tái)下，各專(zhuān)業(yè)在一約定好的三維空間同時(shí)設(shè)計(jì)，方便各個(gè)專(zhuān)業(yè)及時(shí)溝通，早日發(fā)現(xiàn)管線(xiàn)碰撞、設(shè)備安裝空間不足等一些二維設(shè)計(jì)中通常不易發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，為給排水專(zhuān)業(yè)深化設(shè)計(jì)提供便利。

③多方案對(duì)比，擇最優(yōu)方案：快速、高效的設(shè)計(jì)過(guò)程使多方案設(shè)計(jì)成為可能。設(shè)計(jì)師可通過(guò)多方案設(shè)計(jì)來(lái)降低設(shè)計(jì)成本，也為甲方創(chuàng)造更多的利益。

④進(jìn)行復(fù)雜的工程計(jì)算：基于BIM技術(shù)的完善數(shù)字化信息使各個(gè)給排水系統(tǒng)的快速計(jì)算成為可能，特別是管線(xiàn)復(fù)雜的樓棟，為設(shè)備選型提供依據(jù)。同時(shí)還可生成材料統(tǒng)計(jì)表等各種報(bào)表，為工程施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。

⑤可出圖性：BIM模型一旦搭建好，平面、立面、剖面圖紙即可導(dǎo)出，除此之外，綜合管線(xiàn)圖紙，綜合結(jié)構(gòu)留洞圖以及改進(jìn)的方案和偵錯(cuò)報(bào)告等也能導(dǎo)出，可以說(shuō)BIM技術(shù)所帶來(lái)的這種優(yōu)勢(shì)是空前的。

4 BIM在建筑給排水中的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 全生命周期的應(yīng)用

建筑信息模型是一種全新的數(shù)據(jù)信息管理方法，它將可行性研究、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工、租售運(yùn)營(yíng)、拆建等各階段的數(shù)據(jù)資料全部包含在模型之中，讓建筑物整個(gè)生命周期中任何階段的工作人員在使用該模型時(shí)，都能擁有準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)。這一技術(shù)打破傳統(tǒng)理念，不再需要重建模型，只要補(bǔ)充新的信息即可，改變了零散分布式的建筑工程狀態(tài)，將技術(shù)深入貫徹到建筑全生命周期的概念中，使建筑全過(guò)程一體化的理念可以實(shí)現(xiàn)。

4.2 管道工業(yè)化

隨著管道安裝的工程量急劇增長(zhǎng)，改變管道安裝傳統(tǒng)方式的，采用工廠(chǎng)化預(yù)制的先進(jìn)方法來(lái)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、縮短工期、降低總成本、降低環(huán)境污染，將成為一種趨勢(shì)?！豆艿拦S(chǎng)化預(yù)制技術(shù)規(guī)范》將管道工廠(chǎng)化預(yù)制定義為“將一個(gè)或數(shù)個(gè)管段在工廠(chǎng)（車(chē)間）完成組裝，焊接，形成一個(gè)整體的過(guò)程”[3]。BIM技術(shù)為管道工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)保障。準(zhǔn)確的BIM給排水模型在設(shè)計(jì)階段即已呈現(xiàn)，將數(shù)據(jù)輸入管道預(yù)制工廠(chǎng)即可實(shí)現(xiàn)管道、管組的生產(chǎn)，以達(dá)到施工單位的要求。

4.3 BIM與物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)的存在可以賦予建筑物內(nèi)每根管道、連接件、設(shè)備等唯一的標(biāo)簽，依靠底層的傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑空間和內(nèi)部設(shè)備的管理，但遺憾的是不能記錄物體更詳細(xì)的屬性信息。而B(niǎo)IM技術(shù)的存在正好可以補(bǔ)缺，模型中能夠儲(chǔ)存建筑物內(nèi)所有構(gòu)件在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的非幾何信息，兩者具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。

BIM與物聯(lián)網(wǎng)的集成應(yīng)用實(shí)質(zhì)上是建筑全過(guò)程信息的集成，底層信息的感知、采集、傳遞和監(jiān)控依靠物聯(lián)網(wǎng)，上層信息的集成、交互、展示和管理依靠BIM技術(shù)，達(dá)到了虛擬信息化管理與實(shí)體環(huán)境硬件之間的有機(jī)融合。這是一種先進(jìn)的信息化管理手段，將對(duì)智能建造產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

5 結(jié)語(yǔ)

目前在我國(guó)，BIM技術(shù)的使用發(fā)展越來(lái)越受到重視，各大設(shè)計(jì)院開(kāi)始組建BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)，各種BIM咨詢(xún)公司及培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。為滿(mǎn)足人民生活水平日益提高的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)將會(huì)給BIM技術(shù)帶來(lái)更加廣闊的前景。BIM技術(shù)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，相信BIM技術(shù)在我國(guó)建筑給排水專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用前景將會(huì)迎來(lái)一片光明。

參考文獻(xiàn)：

[1]Dimyadi J A W， Spearpoint M， Amor R. Generating Fire Dynamics Simulator Geometrical Input Using an IFC - Based Building Information Model[J]. Information Technology in Construction， 2007， （12）： 443-457.

[2]中國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB/T51212-2016，建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.

[3]中國(guó)工業(yè)和信息化部.HG/T21641-2013，管道工廠(chǎng)化預(yù)制技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.