试析BIM技术在建筑给排水设计中的应用

李建

【摘要】给排水工程是建筑工程中的重要组成部分，在一般的情况下，建筑给排水工程主要包括生活给水、污废水排水、消防给水和雨水排水，但随着时代的发展，建筑物的功能要求不断提高。除上述的给排水工程之外，复杂的建筑物还有集中热水、中水回用、管道直饮水等，而要做好这些给排水工作，能够结合建筑信息模型（BIM），那将会带来极大的便利。下面结合笔者的工作实践，主要就BIM技术在建筑工程给排水施工中的应用进行了总结与研究。

【关键词】BIM;给排水设计;应用;可视化设计;协同设计;参数化设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

10.046

BIM的全称是“建筑信息模型”，而所谓的BIM 技术主要是将建筑工程项目中的某个基本构件、施工工序作为一个基本元素，与基本元素相关的数据、信息以及相关的资料组织起来，形成了一个“建筑信息模型”，也是建筑工程项目重要的数据资料库。这些数据不仅仅是反映着建筑元素的集合特征，他们组成在一起还存在千丝万缕的联系。整个建筑相关的数据资料都储存在BIM集成数据库中，建筑工程项目各项设计内容的参数是相关联的，这样一来就可以在BIM上实现不同专业信息的准确传递与分享。对于一个建设工程项目来说，全生命周期中应该包括了决策、设计、施工、运营、管理不同阶段、不同部门的工作人员，其都可以在BIM集成数据库中得到自己想要的数据，完成自己的各项任务。

1、BIM技术特点

第一，可视化。可视化是BIM技术的最大特点，其通过专门的BIM软件可以构建出立体化的建筑模型，凭借肉眼就可以看见施工完成后的整體效果。而且，还可以从不同的角度对某一结构进行分析，从而发现其在不同角度下的空间结构关系。

第二，模拟性。BIM技术不仅仅是可以构建出立体化的建筑模型，更重要的是可以模拟建筑的基本功能，比如日照、疏散、通风、节能等。通过这些功能模拟，就可以明确施工要点所在。

第三，优化性。BIM对建筑工程的模拟和协调，能够发现在方案设计、施工设计上存在的不足，进而做出针对性的优化改进。比如给排水设计上存在碰撞的问题，通过BIM就可以发现碰撞产生的部位和具体形式，进而实现调整消除碰撞问题。

2、BIM技术在建筑给排水设计中的应用

2.1可视化设计

在传统的给排水工程设计中，很多资料都是来源于CAD图纸。通过对建筑工程项目施工的平面图、剖面图和立面图的分析，建筑给排水的施工人员来还原建筑物的主体情况， 并且集合建筑图纸的各项数据进行分析。如果施工过程中一旦遇到工期比较紧张，建筑物结构比较复杂的项目，只通过CAD图纸进行数据分析很容易造成三维失真，但是如果使用建筑信息模型BIM，就会让建筑物的三维图像更加直观和真实。最大程度上可以保障数据传递过程中不受损失和误传。

除此之外，土木工程建设项目在设计的模式上也会有很大的区别，主要是按照楼层的不同来划分区域。给排水工程是在土木工程项目设计的基础上进行设计的，但是因为土木工程的设计模式被楼层隔绝联系，所以就让给排水工程的设计有自己的一套系统。所以，局部进行给排水工程的设计方案进行修改可能会影响到整个楼层的工程设计。传统的设计模式会把楼层作为基础，这种方式打乱了系统内部各个部分的内部联系，就算是一个非常微小的修改，也需要参考很多图纸和数据，过程非常繁琐。但是若使用BIM进行绘制就能够充分掌控土木工程项目主体，修改起来也更加方便快捷。

2.2材料安排和调整

建筑的给排水工程材料的使用要进行统一的安排和调整，通常来说是通过对CAD图纸的测量来确定材料的使用量，但是这样就会出现浪费材料、效率低等问题。更加重要的是如果对图纸进行一系列的修改，很容易造成整个设计的失效。BIM 最主要的特点就是他本身带有数据库，大量的数据都存储在这里，人们能够及时的得到材料名单和数量，进行工程的预算。

2.3协同设计

运用CAD进行绘图时，不能够将复杂的附加内容全部加载，设计给排水图纸之后，还要对电气专业提用电的负荷，对结构专业提荷载。然而在BIM的模式中，模型中会汇总全部的信息，例如：水泵的尺寸、电量以及质量等。当专业属于跨域性，也能够对其直接的读取，有时水泵进行修改电量时，负荷的计算方面也能够进行实时的更新。全部的专业都会与一个模型进行操作，不仅能够将工作模式简化，还能够将协同的联动性和有效性强化。

2.4参数化设计

建筑给排水工程设计在以往来说，设计人员进行水力计算时，习惯于在Excel或其他软件中进行公式编制和计算，而在BIM 上进行设计时，直接可以获取相关设备与卫生器具的数据信息，进行修改的过程中，其他相关参数也会随着改动，只需要设定好管道的摩阻等水力特性参数后，就可以实现对管径进行自动修改。

2.5模拟安装

为了更加顺利的施工，建筑给排水是解决问题的关键所在。而在实际的建筑工作中经常会遇到一些棘手的问题，比如说，吊顶施工时，会有各种各样的工种在里面工作，不但浪费了人力物力，而且会影响工程的进度。一旦实行了BIM就可以缩短施工的时间，加快工程的进度，实现三维设计，设定合理科学的安装模型，对工程的安全性、合理性做出更好的评估。这样会协调工种，减低成本，节约资源。

2.6管道综合设计

对BIM模式的使用，能够直接反映管道在综合之后的净空高度。进行BIM模式的过程中，管道系统进行三维模式的直观展现，是管道所表现出的最真实空间状态。设计师不但能够直接查看模型当中所发生的冲突碰撞现象，还能够在绘图制作完毕后，采用碰撞检测的功能，或者利用其它软件对其进行软碰撞、硬碰撞的检测，其中的硬碰撞所指的是碰撞发生在物理意义上，软碰撞所指的是使用空间、安装以及检修的校核。模型可以通过三维管道，将设计冲突检测出来，接着会及时地反馈给设计人员，修改和调整方面也会较为完善。

3、BIM在给排水设计中存在的问题

BlM在给排水工程设计应用过程中，笔者认为，主要存在着以下几个方面的问题：

（1）BIM在使用过程中包括的参数类型有很多种，其中包含了施工、概预算、物业以及设计管理等各个方面，过多的参数会导致数据在汇总整理的时候分级方式过于繁琐，在修改设计方案的时候造成不必要的麻烦。

（2）BIM本地化不足。出图标准、构件的标准化，水力计算的精确性都善待改善。

（3）除了上述我们所提出的BIM在使用过程中存在的问题以外，建筑信息模型BIM软件还存在很多不尽人意的地方，但是随着建筑行业的不断发展，BIM软件业不断的进行更新，总有一天BIM软件会再给排水工程设计中起到重要的作用。

结语：

BIM是一种全新的三维的设计应用，想要使其成为主流设计平台，并得到广泛使用仍然任重道远。新的设计方式和建模在使用初期不可避免的会出现降低工作效率的情况，BIM软件也确实存在着许多问题。但本文通对对BIM 技术在给水排水工程设计中的应用进行了分析研究，事实证明 BIM 技术能够给建筑给排水工程的设计带来极大的便利，值得进一步的推广和使用。

参考文献：

[1]顾海玲.BIM 技术在上海中心大厦建筑给排水设计中的应用[J].给水排水，2012（11）.

[2]过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用[J].建筑技艺，2011（Z1）.