黃俊寧

摘要：在BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)的情況下，本文結(jié)合建筑給排水設(shè)計(jì)特點(diǎn)，對(duì)BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況展開(kāi)了分析，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；建筑；給排水設(shè)計(jì)

引言

伴隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)建筑給排水設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。面對(duì)該種形勢(shì)，采用傳統(tǒng)給排水設(shè)計(jì)方法需要完成復(fù)雜步驟，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量要求。應(yīng)用BIM技術(shù)，可以在建筑給排水設(shè)計(jì)中引入先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，利用軟件的各種功能為設(shè)計(jì)工作開(kāi)展提供技術(shù)支撐，從而在提高給排水設(shè)計(jì)效率的同時(shí)，保證工程質(zhì)量，因此能夠滿足行業(yè)發(fā)展需求。

一、BIM技術(shù)概述

所謂的BIM，其實(shí)就是建筑信息化模型，同時(shí)被稱之為建筑信息化管理，能夠利用建筑工程項(xiàng)目相關(guān)數(shù)據(jù)信息完成建筑仿真模型的建立，為項(xiàng)目相關(guān)工作的開(kāi)展提供共享信息模型，實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)和施工模擬，為項(xiàng)目精細(xì)化和可視化建造提供便利。作為新型管理方法，BIM技術(shù)能夠結(jié)合建筑各專業(yè)需求進(jìn)行信息調(diào)取，并對(duì)模型進(jìn)行更新調(diào)整，產(chǎn)生新的工作數(shù)據(jù)，為部門(mén)間合作提供平臺(tái)，從而使項(xiàng)目得以高效開(kāi)展。實(shí)際采用該技術(shù)，需要先將建筑二維CAD圖紙輸入到軟件中，完成強(qiáng)弱電、給排水、建筑、結(jié)構(gòu)等各專業(yè)建模，由各專業(yè)進(jìn)行模型一致性檢查，確定圖紙和建模是否存在錯(cuò)誤[1]。通過(guò)修改確認(rèn)后，最終能夠生成BIM模型。

二、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

傳統(tǒng)建筑給排水設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)管網(wǎng)設(shè)計(jì)不合格、重力高差不足等問(wèn)題，導(dǎo)致建筑無(wú)法正常進(jìn)行給排水。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用能夠提供安裝模擬、管線綜合排布、可視化設(shè)計(jì)等各種功能，確保工程安裝和檢修順利進(jìn)行，為工程質(zhì)量提供保障。

（一）可視化設(shè)計(jì)

采用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方法進(jìn)行各樓層排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要利用立面圖、剖面圖和平面圖進(jìn)行給排水安裝位置和管網(wǎng)結(jié)構(gòu)的展示，一旦土建等其他專業(yè)需要進(jìn)行建筑部分結(jié)構(gòu)修改，將導(dǎo)致整個(gè)樓層的給排水設(shè)計(jì)受到影響。針對(duì)給排水復(fù)雜的區(qū)域，采用CAD平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞則會(huì)出現(xiàn)三維失真的問(wèn)題，導(dǎo)致給排水設(shè)計(jì)質(zhì)量降低。應(yīng)用BIM，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)成果直觀表現(xiàn)出來(lái)，并且通過(guò)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞控制，保證給排水設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性。對(duì)各專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行集合，完成建筑模型的建立，能夠利用可視化模型直接對(duì)局部位置進(jìn)行修改，因此能夠使設(shè)計(jì)效率得到提高。

（二）協(xié)同化設(shè)計(jì)

采用CAD等繪圖軟件進(jìn)行建筑給排水設(shè)計(jì)，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性數(shù)據(jù)的加載。但實(shí)際上，建筑給排水設(shè)計(jì)涉及較多內(nèi)容，包含電氣電荷計(jì)算、結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算等，通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)均難以實(shí)現(xiàn)[2]。應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠在系統(tǒng)中結(jié)合各專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，如在修改水泵尺寸后，其他專業(yè)能夠直接在平臺(tái)上進(jìn)行檢查。在各專業(yè)都能按照模型進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的情況下，建筑給排水設(shè)計(jì)能夠輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加載，繼而使設(shè)計(jì)工作量得到有效減少。

（三）參數(shù)化設(shè)計(jì)

建筑給排水設(shè)計(jì)需要完成相關(guān)設(shè)備、衛(wèi)生器具的數(shù)據(jù)計(jì)算，過(guò)去需要采用Excel等軟件進(jìn)行公式編寫(xiě)，一旦有參數(shù)改變需要重新運(yùn)算。應(yīng)用BIM實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，能夠在模型中直接進(jìn)行公式調(diào)用，在參數(shù)修改后相關(guān)數(shù)據(jù)也將隨之變化。因此在實(shí)際進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)時(shí)，人員只需要完成管道摩擦阻力等參數(shù)的設(shè)置就能得到需要的設(shè)備數(shù)據(jù)，從而為人員設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)參數(shù)支撐。此外，利用軟件直接進(jìn)行材料清單數(shù)據(jù)的調(diào)取，也可以避免人員陷入到繁瑣圖紙測(cè)量與統(tǒng)計(jì)工作中。

（四）綜合排布

給排水設(shè)計(jì)需要完成管線綜合排布，過(guò)去需通過(guò)繁瑣拍圖確定管線是否會(huì)發(fā)生碰撞問(wèn)題。因?yàn)閺亩S層面進(jìn)行管線綜合設(shè)計(jì)，容易受主觀因素影響，導(dǎo)致復(fù)雜管線工程出現(xiàn)排布錯(cuò)誤。應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠從三維層面進(jìn)行給排水模型生成，使管線凈空高度得到直觀反應(yīng)，幫助人員了解模型下各管道的真實(shí)位置。完成繪圖后，直接利用軟件碰撞檢查功能即可以確定排布的管線能否在物理空間或檢修、安裝過(guò)程中發(fā)生碰撞，從而有效避免硬碰撞和軟碰撞的發(fā)生[3]。根據(jù)檢查結(jié)果，人員可以及時(shí)進(jìn)行圖紙準(zhǔn)確修改，因此能夠使工程整體設(shè)計(jì)水平得到保證。

（五）安裝模擬

給排水設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮設(shè)備、管線安裝問(wèn)題，從而為工程施工提供有效指導(dǎo)。實(shí)際在給排水施工過(guò)程中，由于各工種存在差異，容易出現(xiàn)空間過(guò)擠的問(wèn)題，導(dǎo)致給排水施工進(jìn)度較慢，造成不必要的資源浪費(fèi)。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行安裝模擬，能夠?qū)o排水安裝過(guò)程進(jìn)行直觀查看，確定安裝內(nèi)容是否合理，從而完成科學(xué)安裝進(jìn)度表設(shè)計(jì)，使各工種之間形成有效配合，保證現(xiàn)場(chǎng)施工有序進(jìn)行。采取該種措施，也能減少工程設(shè)計(jì)變更的發(fā)生，因此能夠?yàn)楣こ處?lái)更多效益。

三、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐

（一）工程概況

某衛(wèi)生站在衛(wèi)生間給排水設(shè)計(jì)中，需進(jìn)行兩層給排水管道設(shè)計(jì)，一層高3.9m，二層高3.6m，墻體厚240mm。系統(tǒng)使用PPR管道作為給水管道，距墻體中心距達(dá)200mm，排水采用PVC管道，采用熱熔連接方式，衛(wèi)生器具采用明裝方案。

（二）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)

工程應(yīng)用BIM技術(shù)為給排水設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)源，完成相應(yīng)信息化模型的建立。在水力分析階段，工程利用含有“管徑”、“流量”等參數(shù)的模型實(shí)現(xiàn)了初步方案設(shè)計(jì)，然后與衛(wèi)生器具進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，實(shí)現(xiàn)施工模擬。利用軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)包含的管道、管件等參數(shù)信息進(jìn)行確認(rèn)，完成管道排布方案的設(shè)計(jì)和相關(guān)功能修改調(diào)整，最終得到給排水設(shè)計(jì)圖。

（三）裝置安裝設(shè)計(jì)

結(jié)合工程施工需求，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行衛(wèi)浴裝置安裝放置模擬后發(fā)現(xiàn)，裝置需要以樓板、墻體等為附著元素。根據(jù)軟件設(shè)計(jì)功能特點(diǎn)，可以“族”為要素，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)浴裝飾族建造，然后載入其他項(xiàng)目或廠家族，確定如何進(jìn)行衛(wèi)浴裝置擺放。通過(guò)實(shí)現(xiàn)小便器、洗手池、蹲便池等衛(wèi)浴裝置合理擺放，可以加強(qiáng)室內(nèi)外空間規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。

（四）管線連接設(shè)計(jì)

在管線連接設(shè)計(jì)上，不僅需要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生器具與管道的物理連接，同時(shí)也需進(jìn)行邏輯連接。應(yīng)用BIM進(jìn)行相對(duì)應(yīng)異徑管件族載入后，可以實(shí)現(xiàn)器具與管件物理連接。在管道系統(tǒng)中，需要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生器具邏輯連接，確保水龍頭和給水管道在給水系統(tǒng)中得到連接，排水管和地漏在污水排放系統(tǒng)中得到連接。在物理連接過(guò)程中，可以對(duì)連接部分進(jìn)行統(tǒng)一移動(dòng)，在相對(duì)位置不變的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整。在邏輯連接過(guò)程中，需要對(duì)相同邏輯的系統(tǒng)進(jìn)行選擇，然后實(shí)現(xiàn)算量統(tǒng)計(jì)，確定排污系統(tǒng)中地漏類型、數(shù)量等參數(shù)，明確給水系統(tǒng)中閥門(mén)數(shù)量、類型等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的建立。

（五）碰撞檢查分析

在工程各專業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束后，利用BIM協(xié)同作業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行給排水設(shè)計(jì)，對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行碰撞檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，管道與結(jié)構(gòu)、管道凈空高度、各管道交叉情況等各方面均未發(fā)生矛盾。利用生成的碰撞報(bào)告表，結(jié)合給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行微調(diào)整，最終能夠達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求。

結(jié)論

研究BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中應(yīng)用問(wèn)題可以發(fā)現(xiàn)，采用該技術(shù)能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)工作開(kāi)展提供可視化設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、安裝模擬、管線綜合排布等各種功能，為建筑給排水設(shè)計(jì)提供便利。在實(shí)踐工作中加強(qiáng)BIM技術(shù)應(yīng)用，能夠使各專業(yè)實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)，在縮短設(shè)計(jì)周期的同時(shí)，保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司）