马华辉

（陕西建工第六建设集团有限公司，陕西 咸阳市 712000）

高层住宅建筑给排水管道设计时需要和多个专业相互配合，才能避免发生交叉碰撞问题。如果高层建筑工程不但规模大，而且给排水管道复杂，传统的二维软件很难有效解决管道交叉碰撞问题。而BIM技术具有三维可视化、协调性、模拟性、优化性等点，可有效解决高层住宅建筑给排水管道设计中存在的交叉碰撞问题，被广泛应用在建筑工程给排水设计中。

1 工程概述

某高层住宅建筑工程，总高度为85.15m，地下1层，地方28层，其中第一层为商业服务功能区，2～28层为住宅功能区。在高层住宅建筑在给排水管道设计内容包括：给水管道、排水管道、消防管道等。设计内容比较复杂，在设计中应用了BIM技术，取得了良好成效，值得大力推广应用。

2 BIM技术在给排水管道设计中的应用优势

BIM技术指的是利用计算机构建建筑信息模型，进行三维设计和可视化模拟施工。二维设计建筑模型的信息量比较小，难以准确把控每个设计环节，在后期施工中经常发生管道交叉碰撞等问题，这也是高层住宅建筑给排水管道施工中频繁发生返工的主要原因。而BIM技术可对给排水管道设计进行信息化建模，可将给排水管道的走向、布置情况、细节处理等直观的表达出来[1]。从而有效解决管道设计中的交叉问题，并对各个管道进行综合、可视化管理。大量应用实例表明，在高层住宅建筑给排水管道设计合理应用BIM技术，可有效解决给排水管道交叉而造成的工程隐患，对管材使用量进行全面控制，从而提升设计效率和质量。

近年来，随着我国计算机技术快速发展，BIM技术愈发成熟，各项技术和应用理念逐步趋于成熟，被广泛应用在高层住宅建筑给排水管道设计中，设计师可以把给排水管道的管材热工参数、型号、尺寸等指标输入计算机软件中，可以快速统计出该高层住宅建筑给排水管道设计中所用管材的总数量，并对设计中不合理的环节进行调整。

3 BIM信息软件选择

BIM技术是计算机软件技术发展到一定的程度的主要产物之一，在具体应用时具有很高的信息化处理程度，在高层住宅建筑给排水管道设计中可用的BIM软件比较多，但最常用的是REVIT-MEP，具有如下特点：

第一，可实现模块化的专业划分。在高层住宅建筑给排水管道设计中需要多个参建方相互配合，而REVIT-MEP软件可以把不同专业所使用的数据在软件中做模块化处理。然后通过集中式模块管理，促使给排水管道设计任务高效完成，无需掌握其他专业的设计软件。

第二，设计更加自由，集成化程度非常高。REVITMEP软件，可为设计师提供一个更加全面的构件库，无需独立收集和收藏，在需要时直接从构件库中提取即可，大大提升了设计效率。

第三，自带解决方案。REVIT-MEP软件中Navisworks模块，可对设计模型进行参数整合、数据整合和效果评价，还能对给排水管道设计中存在的交叉碰撞等问题进行优化处理，并能快速找到发生错误的位置和原因，为设计师调整设计图纸提供数据支持。

4 BIM技术在高层住宅建筑给排水管道设计中的应用要点

在案例工程中，通过应用BIM技术来解决给排水管道设计交叉碰撞问题和管材数量统计问题，应用要点包括：前期准备工作、模型构建、安装卫生器具和排水管道、管线碰撞检查优化、管线计量五个方面，具体如下：

4.1 切实做好前期准备工作

做好前期准备工作是BIM技术在高层住宅建筑给排水管道设计中应用的第一步，其工作是否完善，直接决定了后期设计工作能否顺利开展。前期准备工作包括：建立BIM初始文件、建立工作集、建立导图等工作[2]。设计师将高层住宅建筑给排水管道相关数据，全部录入REVIT-MEP软件中，就可自动形成三维信息模型的标高信息、轴线定位信息、结构模型等，并对相关信息的匹配度进行检验，发现问题及时处理，确保后期设计工作能顺利开展。

4.2 构建模型和轴线

待BIM初始模型构建完成后，将高层住宅建筑给排水管道设计工作面和其他专业的工作面进行对位处理，并确定标高信息，再根据给排水管道相关参数和布设位置，完善模型信息，为后期验算提供参考依据。二维模型可以作为BIM三维模型的轴线，在必要时可重新增加轴线，确保BIM模型设计的准确性，为后期施工提供真实有效的参考依据和理论指导。

4.3 安装卫生器具和排水管道

在案例工程给排水管道设计中，设计到卫生器具包括：坐便器、洗面台、洗菜池、浴缸等设备。这些卫生器具在安装方式、安装角度等方面存在较大差异，比如：BIM技术绘制卫生间给水排水放大图如图1所示：

图1 BIM技术绘制卫生间给水排水放大图

具体设计时，给排水管道设计内容包括：排水横管、立管、支管等管道的位置、高度、坡度等内容。先对不同类型的管道及其参数进行合理设定，然后根据实际情况，进行合理调整[3]。充分考虑排水立面和平面的空间问题，为后期施工预留出充裕的空间，降低施工难度。

4.4 给排水管道碰撞交叉检查

当高层住宅建筑给排水管道设计BIM模型确定以后，就可以进行管道碰撞交叉检查，REVIT-MEP软件自身就具有自动检查的功能。待相关信息录入以后，应用Navisworks模块即可实现自动调整检查，发现问题及时调整，不断优化，逐步解决给排水管道碰撞交叉问题。调整前（碰撞）和调整后（不碰撞）结构示意图如图2和图3所示：

从图2和图3中可以看出，通过Navisworks模块调整后，可有效控制给排水管道交叉和碰撞问题。具体做法为：将给排水管道的相关文件导出并添加到Navisworks模块中，利用Navisworks模块的功能对设计效果进行逐一排查，如果给排水管道和建筑工程的框架柱、框架梁之间存在碰撞问题，则显示硬性碰撞，也就是接触性碰撞[4]。此时，在对话框中输入相应的参数，点击开始运算，就可以在短时间内找到管道碰撞的数量，如果无法实现运行，则表明模型设计自身存在问题需要重新检验数据的正确性。当分析检查完成后，REVIT-MEP软件可最大生成检查报告，并标注出发生碰撞的图像和信息坐标，设计师根据检查报告中的内容重新设计。

图2 调整前（碰撞）结构示意图

图3 调整后（不碰撞） 结构示意图

4.5 管线计量

在高层住宅建筑给排水管道设计中，管线计量也可以由BIM技术来完成，当REVIT-MEP软件将管线碰撞和交叉问题修复完成后，就可以对给排水管道设计中涉及到管线、构件的数量进行统计，为采购单位提供采购数据。

5 结语

本文结合工程实例，探讨高层住宅建筑给排水管道设计要点，探讨表明，BIM技术具有可视化、协同性等优点，在给排水管道设计的优势越来越明显，针对大型住宅建筑工程，传统的二维设计方法难以满足实际需求，通过BIM技术则能有效满足复杂工程的给排水管道设计，既能有效解决管道交叉碰撞问题，还能计算出管材的用量，可大幅度提升设计效果和质量，值得大范围推广应用。