BIM 在建筑给排水工程设计中的应用

万勇 常美霞

（徐辉设计股份有限公司，河南 郑州 450000）

前言：因科学技术的提升，目前BIM 技术得到推广和普及，无论是项目设计还是项目管理都开始运用BIM 技术，在本文中BIM 技术是用于对建筑给排水工程设计，其包括设计参数、管道设计、可视化设计和协同设计等内容，这些功能可以提升建筑给排水应用效果，同时也提高了建筑物质量，虽然目前因使用BIM 取得了显著的成果，但是目前仍存在对新技术的普及慢、对于硬件设施的要求高以及开发商故步自封，使得BIM 技术功能未能在建筑设计领域充分发挥出来，基于此需要采取必要的技术手段保障BIM 技术的发展及创新。

一、BIM 技术概述

BIM 技术作为一种新型的技术形式，可以通过录入建筑物相关数据信息实现建筑模型的搭建，是二维平面图纸设计的升级，可以直观的看到建筑物工程设计要求，这种多维化的设计方式满足空间与时间的共维需求。BIM 技术的应用不仅是改变了现有工程设计的方式还可以创建更多设计内容，尤其是通过信息化的手段通过对数据信息的改变来调节模型设计和操作，达到设计优化的目的，同时对于建筑公司来说可以通过BIM 技术的运用降低施工风险和施工成本，通过弥补CAD 设计应用不足实现对建筑物给排水设计的改善。

二、BIM 技术在建筑给排水工程设计中的应用特点

（一）有利于提高设计阶段决策精准性

建筑给排水设计尤其是概念阶段是整个雏形形成的关键，为此需要设计人员结合已经给出的建筑所在地形水文、气候以及周围生态环境等要素综合考虑分析，最终提出正确的设计决策。但正是因为设计阶段非常谨慎，需要考虑多种外界和内部要素的影响，增加了判断的干扰性很难直接做出决策，影响到了实际设计决策的时间，若是在该过程使用到BIM 技术可以有针对性将初步的思路进行方案设计，利用3D模拟效果，从不同的角度对方案进行对比、筛选，最终确定出可行性最高的方案即可，以此来缩短思考时间，同时又可以提高决策的科学性。

（二）有利于提高工程设计的可施工性

在给排水工程建设中，最容易出现施工设计图未考虑现实施工可行性的问题，这样会增加后续施工的难度，导致施工中断或者是受阻，影响到施工进度，同样也对工程质量和造价造成严重影响，为此设计人员需要明确给排水工程设计中需要充分考虑后续施工的可行性，不能仅限于设计本身而忽略了操作的执行程度。目前影响到这种可行性问题的根源包括因为负责单位的不同，设计单位和施工单位间有效沟通非常匮乏，使得施工人员不能完全掌握工程设计理念；其次多数设计人员仅限于纸上谈兵，对于施工方式和施工内容并不知晓，无法充分考虑施工需要和施工执行难度，进而降低施工的可行性。

BIM 技术的应用可以为设计人员提供三维立体视角，通过立体角度可以直观的看到各个施工环节之间的联系，及时发现设计中存在的矛盾点，同时还可以模拟不同施工环节和施工工艺，进而模拟出现场施工中可能存在的问题，为此可以提前做好应急处理或者是对设计进行调整，以此来方便施工，确保施工的安全性和建筑物给排水设计的质量。

（三）有利于环节各专业设计间的矛盾冲突

因建筑项目设计中会涉及到诸多学科内容和各种不同专业领域，这就是在同一设计中从不同的专业角度思考会存在不同的设计问题，甚至有些设计点还存在矛盾，这样不仅会增加设计难度，同时还会影响到整体给排水系统设计的合理性和可实施性，通常这类问题很难以平面图纸的形式将其解决。在BIM 技术的应用于建筑给排水设计中可以发现设计全过程都可以借由BIM技术对其进行调节，这样可以避免出现设计技术碰撞，最大限度规避同一个设计中诸多问题出现，同时BIM 技术可以涵盖不同的专业，增加了设计的同步性，从而缩短了设计周期，提高设计的效率。

三、BIM 技术在建筑给排水工程设计中的应用

（一）建筑给排水设计特点

1.管道数量多，布置复杂

在民用建筑项目中多数成本费用在土建工程，给排水部分占项目整体10%左右，但给排水工程是建筑项目中不可获取的一部分，给排水设计可以决定民用建筑舒适、便捷和安全。近些年随着我国的经济实力增加，居民住户对于给排水的需求量越来越大，目前市售给排水管道的材质、功能和安装要求有所不同，为此需要根据住户建筑物需求选择合适的管道类型，其次由于给排水管道的自身特点在设计中常将其敷设于结构板楼中，隐藏无形，以此来满足管道设计的美观和实用性。

2.计算复杂度较高

目前给水排水工程中管道使用材料比较丰富，早期仅有金属管，目前光塑料材质的管道仅有数十种，不同材质的管道其水阻差异较大，水利计算公式也存在差别，在项目设计中需要保证住户用水安全的同时也要满足节能和经济，为此使用BIM 技术可以直接模拟输出计算需求，以此来保证设计项目的安全性和合理性。

（二）BIM 技术在建筑给排水工程中的应用

1.有关安装模拟的设计

模拟安装过程主要是为设计人员提供最好的指导，在给排水施工中，有存在多种管道和复杂的吊顶，这一现象会影响到资源浪费或者是额外增加设计时间，若是将时间维度融入到BIM 技术中，就能创造出三维的设计环境，并借助BIM 技术设计出最适合的安装方案，后通过施工方式实现预期方案设计效果。

2.有关材料表统计的设计

若是材料表使用到了编织形式，专业人员需要对建筑物所涉及到的数据进行统计和测量，一般在这样的状况下会使用到CAD 文件，但是若是想要达到需求程度就要耗费大量的精力和时间，必要时还会出现各种问题，为此可以通过使用BIM 技术中的数据库将这些信息进行展示，这样既可以满足材料表快速的编辑又能高效的计算出设计中所需要的预算与方案。

3.有关参数化的设计

就Revit R 模型而言，会根据明细表通过3维和2维图示方式展现出相同建筑模型的信息，对Revit R 来说可以通过参数化的方式对其进行修改，如协调不同区域内引擎，具体包括平面、剖面甚至是图纸等，同时也可以在不同的时间点或者是地点对参数进行修改，若是将其中某一处调整后，其他信息也都会随之进行改动，并实现数据的更新。如对设计图中消防设备或者是消防喷头所在位置进行调整，对应的材料表信息也会发生改变并对整个数据库进行更新，这样更新方式可以保证最终的设计质量是科学的，符合设计要求的。

4.有关管道综合的设计

使用Revit 软件对建筑物给排水系统进行设计实则是一个“堆积木”的过程，若是想要搭建完整的给水排水系统就需要考虑所需要的“积木”类型和数量，设计人员可以根据软件自带的给定数量给排水专用族，以为3D 模型图的形式进行真实仿真设计，若无无法满足设计需求可以对着写族进行改造，这样在平面图中表现出符合我国标准要求的制图内容。

在使用BIM 技术中可以很直观的观察到综合管道内净空高度，通过对建筑物进行3D 模拟，可以展现出管道逼近真实的状态，这样设计人员可以通过模拟的方式来观察可存在的碰撞现象，并通过数理分析或者是实验分析法对碰撞进行检测，确定其是软碰撞还是硬碰撞。

三、BIM 技术在建筑给排水工程应用中存在的问题

（一）参数过多，修改难度较大

BIM 从本质上来看可以将其理解为一个建筑项目的数据库，信息数据库中不仅包含排水系统所需属数据还有其他建筑相关信息，相对来说可供设计者参考的内容较多，同时信息查询过程非常便捷，这样可以减少二维图纸、原始数据等多种文件资料翻阅查找带来的不变，同时在BIM 数据库需要不断地更新数据信息，以建筑物给排水设计包括设计、施工和运营管理等过程，这些过程中必然会有数据产生，为此需要不断地扩充BIM 数据库中所涵盖的信息，为了便于查询，需要对这些数据信息进行分类，细化，同时由于囊括信息内容太多，一旦BIM 数据库出现问题，其修复难度较大。

（二）协同设计复杂度较高

在Revit 软件应用中多种协同设计的方式共有两种，即参照方式和工作集方式，前者与CAD 中XREF 相类似，但是对于权限要求较高，参照的BIM模型只能看并不能对其进行同步更新，影响到项目设计的效率，其实际效果无法达到AutoCAD 参照链接功能；后者主要是通过对建筑图元进行集合，在一定的时间内对工作集进行编辑即可，但模型同步更新效果较慢，需要设计组内成员缜密沟通，不然很容易导致系统的崩溃。

除了上述明显的技术缺陷外，在给排水工程应用中也会出现各类问题，这些问题就需要设计人员具有很好的处理能力和应变能力，不然无法顺利的解决这种突发事件，此外，随着BIM 技术应用领域扩大，实践机会增加，未来必然会随着发展不断完善并走向成熟，并在建筑物给排水工程中发挥出更大的作用。

（三）BIM 应用技术有待提升

BIM 技术应用于建筑设计是一种创新，与传统的CAD 设计相比，它的优势更加明显，BIM 技术的应用仍存在有待解决的问题，这与我国使用BIM 技术相对较晚，与国外发达国家相比仍存在明显的差距，因为国内外、国内各地区之间的所选择的建筑物结构类型存在差异，为此给排水设计需要根据具体项目进行，BIM 技术的运用也应当趋向于本土化，这样才可以更好满足国内设计需求。在技术推广、普及期间，会遇到使用习惯差异较大的现实问题，因BIM 技术与二维绘图方式存在功能和使用差异，多数人若是习惯于一种方式很难对其进行纠正或者是灌输，但是随着技术的发展，财政投入的加大，基于现实工作需要，越来越多的高效会培养BIM 应用技术人才，以此来推进BIM 技术发展。

结束语：随着社会发展现阶段所应用的技术方式都具有可行性，不然不会将其在行业内推广，BIM 技术同样如此，这是因为其在建筑领域中表现出良好的应用优势，可以解决设计中存在的诸多问题，这是源于BIM 技术自带有可视化和参数化等优势，因而推进建筑设计领域变革，同时也简化了建筑给排水设计，满足绿色建筑要求，为我国建筑排水系统设计升级做出巨大的贡献，同时技术的应用开拓了设计者的设计思维，丰富设计者的想象力，确保最终的设计更具有科学性，这已经超越了软件自身的功能。