羅凱文

廣西大學設計研究院

1 引言

現(xiàn)階段，建筑工程設計日益復雜，若依據(jù)傳統(tǒng)的設計思路及標準，則無法順利達成建筑設計的整體目標。建筑工程設計周期較長，需要消耗較高的成本。因此，BIM技術逐漸應用于建筑設計的諸多環(huán)節(jié)，其中也涵蓋建筑給排水設計。

2 BIM技術簡介

目前，建筑數(shù)字模型技術廣泛應用于建筑工程建設中的多個環(huán)節(jié)，其是一種全新的工程數(shù)字化設計模式，在創(chuàng)建建筑信息模型的過程中，模擬建筑建設中的流程和建成后的效果，同時，其也是建筑設計、房屋測量和管網(wǎng)控制的有效方式。BIM 技術在建筑設計、施工、管理中均發(fā)揮著重要作用，其可為工程建設提供適當平臺，營造良好的集中管理環(huán)境。在建筑給排水設計中，合理應用BIM技術既可改進建筑工程設計質量，也可有效控制工程設計中存在的安全風險。

3 建筑給排水設計中BIM技術的應用

3.1 管道綜合和沖突檢測

以BIM 為基礎做好建筑給排水設計工作能夠提高工作效率，更加準確地表示管道綜合后的凈空高度，如圖1所示。設計單位應找到圖紙中存在的問題，及時反饋。二維圖紙無法用于空間表達，圖紙當中的碰撞盲區(qū)具有較高的隱蔽性。設計中主要采用隔斷式設計模式，不同專業(yè)需分工作業(yè)，參照人工方式做好分段和項目協(xié)調工作，這也是引發(fā)設計專業(yè)間矛盾的關鍵要素。

圖1 BIM在建筑給排水設計中的應用

另外，在機電設備和管道線路安裝中也存在軟碰撞問題。關系案件雖然不會彼此碰撞，但是安裝人員和施工機械設備無法順利到達安裝的位置，其中的沖突較多。建筑與結構專業(yè)、標高、柱和剪力墻位置不同，梁與門結構件存在較大的沖突或結構與設備專業(yè)和設備管道與梁柱之間存在較大沖突。設備內(nèi)部不同專業(yè)和管線布置間存在較大的沖突，設備和室內(nèi)裝修之間，管線末端與室內(nèi)調動之間依然可能存在明顯的沖突。

CAD二維設計中，通過疊加不同專業(yè)的設計圖紙，明確碰撞點并對其加以控制和調整。該設計無法避免矛盾和沖突，容易出現(xiàn)返工，浪費大量的人力。而BIM 技術完善了工程設計。不同專業(yè)建模的過程中可采用更加科學有效的方式與其他專業(yè)協(xié)調，進而及時發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)工作中存在的主要沖突。其次是以BIM模型整合建筑、結構、電氣、暖通和給排水專業(yè)設計后，實現(xiàn)沖突的可視化顯示和自動化調整，有效提高設計的效率，減少管線設備間存在的沖突。

3.2 參數(shù)化設計

為更加有效地協(xié)助設計人員完成工程設計，提到建筑項目設計工作的順利開展，BIM軟件開發(fā)了Revit系列軟件，結合數(shù)據(jù)庫建模，軟件能夠以信息的方式展現(xiàn)二維圖紙和模型中表格及三維圖紙的主要內(nèi)容。如修改參數(shù)，則其他結構中的參數(shù)也可自動隨之變化。在建筑給排水設計中，若部分建設環(huán)節(jié)出現(xiàn)明顯的工程量變化現(xiàn)象，則應在對應位置調整材料表當中的公差能量，此時平面和模型均會隨之變化，以保證設計質量。軟件參數(shù)一方面能夠表達模型和工作數(shù)據(jù)參數(shù)，另一方面也可實現(xiàn)BIM技術與計算機技術的高度結合。該參數(shù)替代了傳統(tǒng)CAD中電子表格，提高了項目設計的效率。

3.3 材料表統(tǒng)計設計

應用BIM 前，建筑給排水設計人員主要采用CAD 軟件統(tǒng)計工程量，其準確率較低，需要較長的測算時間，如出現(xiàn)工程變更，材料和工程量則需重新統(tǒng)計。BIM 軟件的數(shù)據(jù)庫優(yōu)勢十分明顯，工作的過程中能夠顯示材料列表，可以最大限度的規(guī)避隱患問題，且效率較高。此外，BIM在顯示材料列表的同時還具備統(tǒng)計工程量的功能，可以完善項目預算、估算，有效提高了方案比選的效率。

3.4 協(xié)同設計

CAD 軟件本身存在著明顯的不足，難以有效加載復雜的附件內(nèi)容。因此，工作人員應在完成建筑給排水設計后，為結構及電力專業(yè)工作人員提供準確可靠的工程信息。但該工作量較大，且工作相對繁瑣。而BIM 軟件則可將不同專業(yè)的信息融于一體，迅速便捷地獲取不同專業(yè)的信息。而且其也可結合專業(yè)信息不斷修改和調整。采用BIM 模型，技術人員可在統(tǒng)一工作平臺的支持下完成各項工作。一方面可減輕工作人員的工作壓力，另一方面也可為各專業(yè)協(xié)調合作創(chuàng)造良好的條件，進而在改進工作效率的同時，加強工程設計的可行性。

3.5 可視化設計

建筑給排水設計的過程中，在獨立系統(tǒng)的基礎上設置部分樓層，如修改系統(tǒng)部分內(nèi)容，則很多樓層也會隨之變化。傳統(tǒng)的二維設計中，各樓層均為獨立排水系統(tǒng)。設計中一旦修改某個部分后，則其他的排水設計模塊也需做出適度的調整。應用BIM 技術后，圖紙設計更加方便，且圖紙設計的質量顯著提高。傳統(tǒng)的CAD 圖紙由三個部分構成，分別為平面、剖面和立面，這是設計人員以設計理念為基礎構成的三維信息。在信息傳遞的過程中，受設計成果復雜性的影響極易引發(fā)設計錯誤和失誤等問題，從而削弱信息的真實性和可靠性。相比之下，BIM技術可十分直觀地展現(xiàn)設計的具體成果，強化信息傳遞的整體效果，一方面減少資源的過度消耗，另一方面徹底改進工作的效率。

3.6 安裝仿真設計

模擬安裝的目的是指導施工，給排水施工中需要鋪設諸多的管線，且吊頂范圍較大，降低了設計資源的應用率，延長了設計的時間。若采用三維設計方式，則可保證安裝進度表編制的科學性與合理性。而在工程施工中若想實現(xiàn)可視化的目標，務必嚴格控制安裝進度，注重安裝設計驗證和評估的可靠性及科學性，進而簡化工程安裝和設計的整體流程，不斷改進設計的效率，杜絕浪費，減少設計變更。

4 BIM技術在建筑給排水設計中的具體應用

本文以衛(wèi)生間給水管道設計為例，簡要闡述三維設計的關鍵點。

4.1 衛(wèi)浴裝置設計

與傳統(tǒng)設計相比，三維設計直接采用門、水泵和墻等族完成圖紙繪制，并以圖紙為基礎創(chuàng)建建筑模型。

4.2 創(chuàng)建給水系統(tǒng)

項目瀏覽器中，應選擇系統(tǒng)所需的衛(wèi)浴裝置。本文選擇洗臉盆及兩個坐便器，選擇后要建立給水系統(tǒng)，該環(huán)節(jié)可對系統(tǒng)中的衛(wèi)生器具建立邏輯連接。

4.3 明確管道布局

創(chuàng)建給水系統(tǒng)后，需單擊衛(wèi)生器具，選擇生成布局。此時，系統(tǒng)可提供多種管道布局方案，選擇方案，如不滿意也可選擇后適度調整。于生成布局選項卡中選擇完成。之后將布局轉化為剛性管道，該環(huán)節(jié)有效實現(xiàn)了邏輯連接向物理連接的轉化。

4.4 于給水系統(tǒng)設置衛(wèi)生器具和管道

設計中可采用兩種方式，一種是將需要增設的衛(wèi)生器具直接加入給水系統(tǒng)，創(chuàng)建邏輯連接，之后自動生成布局。該方法主要應用于大量設置的衛(wèi)生器具。另外一種是直接打開增設器具的連接點，而后繪制管道，并將其連接至管道接口位置，該方法在管道轉折位置較多的工程中較為常見，但是若排水管道存在一定的坡度，則該方法與管件接口連接難度也會有所增大。

4.5 檢查系統(tǒng)連通性及流量

完成系統(tǒng)繪制后，要及時激活系統(tǒng)檢查器，單擊管道便可得知管道的流量和管道是否具備承擔給水當量的能力。

5 結束語

BIM 技術應用在建筑給排水施設計中，可以優(yōu)化傳統(tǒng)的建筑給排水系統(tǒng)設計，提高建筑給排水設計的整體水平?，F(xiàn)階段，BIM在建筑給排水設計的應用中依然存在著部分不足，但是BIM的優(yōu)勢也尤為明顯。對此，設計人員需要采取有效措施促進BIM技術的革新與優(yōu)化，以推動建筑給排水設計的順利進行。