劉 佳

(華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院,河北 唐山 063210)

近年來(lái),隨著國(guó)家和地方相關(guān)政策的引導(dǎo),BIM技術(shù)在建設(shè)行業(yè)中得到迅速發(fā)展。BIM技術(shù)通過(guò)構(gòu)建建筑信息模型,實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)、管線綜合、造價(jià)出量、施工模擬、運(yùn)行維護(hù)等建筑全生命周期活動(dòng)。在建筑給排水設(shè)計(jì)中,科學(xué)合理的運(yùn)用BIM技術(shù),能發(fā)揮積極的作用,達(dá)到降本增效的作用?，F(xiàn)結(jié)合工程案例,進(jìn)行應(yīng)用分析與問(wèn)題探討。

1 BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

以某社區(qū)衛(wèi)生站的衛(wèi)生間給排水水管道設(shè)計(jì)為例,總計(jì)2層,一層高為3.9m,二層3.6m,墻體厚度是240mm。給水管道使用的是PPR管,熱熔鏈接。排水管道采用PVC管。給水管道和墻體的中心距離在200m左右 ；衛(wèi)生器具為明裝,按照《全國(guó)統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額》中指定的標(biāo)準(zhǔn)圖要求,進(jìn)行給排水管道工程量計(jì)算時(shí),計(jì)算到和衛(wèi)生器具連接位置。此工程設(shè)計(jì)(如圖1),應(yīng)用BIM技術(shù),現(xiàn)對(duì)此技術(shù)的具體應(yīng)用,做如下論述。

圖1

1.1 管道系統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)

利用BIM 技術(shù)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),要以BIM 模型為出發(fā)點(diǎn)和數(shù)據(jù)源,建立信息化模型,完成從初步方案設(shè)計(jì)到最終施工圖設(shè)計(jì)的全過(guò)程任務(wù),通過(guò)平面剖切等視角的轉(zhuǎn)化,可用于初步設(shè)計(jì)方案的假定。帶有“流量”、“管徑”等參數(shù)的模型可以進(jìn)行水力分析,對(duì)方案進(jìn)行敲定。再與衛(wèi)生器具等進(jìn)行關(guān)聯(lián),可形成施工模擬圖。該模型還可以用于碰撞檢查、算量、運(yùn)行維護(hù)等,實(shí)現(xiàn)一模多用。

本設(shè)計(jì)模型中包含的管道系統(tǒng)有給水系統(tǒng),排水系統(tǒng)等,每個(gè)系統(tǒng)中又包含有管道、管件、管道附件等,通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)及已有參數(shù)的分析,繪制生成管道排布方案。設(shè)計(jì)人員對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行分析再檢查,不滿(mǎn)意、不可行的設(shè)計(jì)方案,則可以利用相關(guān)功能,對(duì)項(xiàng)目修改調(diào)整。

1.2 模擬衛(wèi)浴裝置安裝放置

采取BIM技術(shù)進(jìn)行3D設(shè)計(jì)時(shí),同傳統(tǒng)CAD方法不同,設(shè)計(jì)方案和圖紙繪制,跳過(guò)了線條及系統(tǒng)圖,以“族”為要素,類(lèi)似CAD中的“塊”,開(kāi)展圖紙繪制。衛(wèi)浴裝置擺放必須要有附著元素,通常用樓板、墻體等。可以依據(jù)設(shè)計(jì)功能特點(diǎn)自行建造衛(wèi)浴裝置族,也可以通過(guò)其他項(xiàng)目或少數(shù)廠家的族進(jìn)行載入,在3D空間內(nèi),擺放衛(wèi)浴裝置,本案例中有洗手池、蹲便器、小便器、地漏等,進(jìn)行放置分析,能夠優(yōu)化衛(wèi)浴裝置擺放設(shè)計(jì)方案,合理規(guī)劃室內(nèi)空間與外觀,為業(yè)主提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1.3 連接衛(wèi)生器具與管道系統(tǒng)

衛(wèi)生器具與管道系統(tǒng)的連接,既是物理連接,又是邏輯連接。在實(shí)際施工中,通常需要變徑管件來(lái)器具與管件的物理連接,本工程中也需要提前載入相對(duì)應(yīng)的異徑管件族,來(lái)連接兩者。而邏輯連接是衛(wèi)生器具與管道系統(tǒng)屬于同一種系統(tǒng),如給水管道與水龍頭同屬于給水系統(tǒng),地漏與排水管同屬于污水排放系統(tǒng)。物理連接的好處是可以形成一個(gè)在軟件中存在的統(tǒng)一體,可以同時(shí)移動(dòng)調(diào)整,而不改變相對(duì)位置,邏輯連接是兩者內(nèi)在的聯(lián)系,使得在復(fù)雜多樣的信息化模型中,可以直接選擇相同邏輯聯(lián)系的系統(tǒng),便于進(jìn)行算量統(tǒng)計(jì),自動(dòng)編制表格文件,辦公效率得以增加。

1.4 管道系統(tǒng)碰撞模擬分析

根據(jù)BIM技術(shù)可視化、協(xié)同作業(yè)的特點(diǎn),開(kāi)展建筑工程給排水設(shè)計(jì),能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程,直觀地將管道情況呈現(xiàn)出來(lái),比如凈空高度、各個(gè)管道交叉情況、管道與結(jié)構(gòu)碰撞情況,發(fā)現(xiàn)矛盾沖突,可以產(chǎn)出相應(yīng)的碰撞報(bào)告表,供設(shè)計(jì)人員查找與分析問(wèn)題,做好設(shè)計(jì)調(diào)整和優(yōu)化,能夠滿(mǎn)足給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作需求。

1.5 工程量的統(tǒng)計(jì)

通過(guò)管理平臺(tái)或一些相應(yīng)的插件,BIM可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備材料清單與工程量的統(tǒng)計(jì),如整個(gè)給水系統(tǒng)管件閥門(mén)數(shù)量及相應(yīng)參數(shù),各管徑管道的長(zhǎng)度、材質(zhì)等參數(shù),排水系統(tǒng)中地漏數(shù)量、類(lèi)型及相應(yīng)參數(shù)等。BIM還可以實(shí)現(xiàn)單一統(tǒng)計(jì)、局部統(tǒng)計(jì),自定義統(tǒng)計(jì)內(nèi)容與范圍,如某層樓的設(shè)備材料清單或相同設(shè)備的全工程統(tǒng)計(jì)(如圖2出量報(bào)告部分截圖)。乃至某些特殊功能用件的統(tǒng)計(jì),通過(guò)上面邏輯聯(lián)系的建立,均能生成信息完整的清單出量表。

圖2

2 BIM技術(shù)在給排水設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

目前絕大多數(shù)工程項(xiàng)目的給排水BIM 應(yīng)用屬于逆向設(shè)計(jì),即對(duì)設(shè)計(jì)好的CAD圖紙進(jìn)行“翻?！?此后的一系列操作均基于此模型。設(shè)計(jì)人員初步設(shè)計(jì)時(shí)繪制一遍模板圖,水力計(jì)算時(shí)輸入一遍計(jì)算模型,施工圖設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)初設(shè)模板圖進(jìn)行深化,碰撞檢查時(shí)重新建立三維精確模型。整個(gè)給排水設(shè)計(jì)過(guò)程重復(fù)建了 3次模型,雖然某階段模型能重復(fù)使用,但總體工作效率較低。增加時(shí)間成本,占用計(jì)算機(jī)資源,造成負(fù)優(yōu)化。

當(dāng)前BIM技術(shù)在計(jì)算和出圖方面有短板,在計(jì)算方面,由于涉及到復(fù)雜多樣的參數(shù),數(shù)據(jù)信息量龐大,牽涉設(shè)計(jì)、施工管理、材料出量、資金投入等諸多方面。數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,復(fù)雜龐大的參數(shù)處理計(jì)算,會(huì)使得數(shù)據(jù)分析處理的方式過(guò)于復(fù)雜,使修改和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案難度加大；在出圖方面能基本滿(mǎn)足初步設(shè)計(jì)的圖紙要求,但對(duì)于要求更高的設(shè)計(jì)施工圖,不能滿(mǎn)足我國(guó)的制圖規(guī)范,需要回退到CAD圖紙中再進(jìn)行加工不能高效快速地產(chǎn)出與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式下等效的施工設(shè)計(jì)圖,這就造成了增加設(shè)計(jì)步驟,使設(shè)計(jì)人員負(fù)擔(dān)增重。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本工程案例問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)與綜合分析,運(yùn)用BIM技術(shù),在建筑給排水設(shè)計(jì)中會(huì)有更多高效準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)辦法,在建筑設(shè)計(jì)、管線綜合、造價(jià)出量、施工模擬、運(yùn)行維護(hù)等建筑全生命周期活動(dòng)中會(huì)有更加全面的發(fā)展。3D模型可以代替2D圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)信息的傳遞,3D模型設(shè)計(jì)圖紙或?qū)⒕哂蟹梢罁?jù),推動(dòng)整個(gè)建筑技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)的發(fā)展。