【摘要】BIM技术利用三维建模方式提高了建筑设计精度，在给排水等建筑系统设计当中应用广泛。建筑设计师在给排水设计当中，需要充分利用BIM模型优势，在推进全生命周期的建筑工程设计和管理体系建设当中，通过搭建多场景模型的方式，在确定建筑数据的基础上进行给排水系统设计。同时针对此前CAD设计中存在的管线避让、系统碰撞问题进行重新的调整优化设计，提高设计精度。

【关键词】BIM技术;建筑工程;设计;给排水系统

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.33.036

BIM技术的出现极大地改变了传统建筑工程设计方式方法，其中三维建模模式的应用，弥补了原有CAD图纸设计在立体信息展现方面的不足的同时，也使得在建筑设计技术交底中，设计信息的理解门槛更低，多方之间的交流协同目的性更加准确。BIM技术的优势体现在其所具有的三维模型数据信息的内容完备性层面，对于建筑设计师来说，应用BIM模型设计能够在建筑已有的设计方案基础之上进行更深层次的建筑绿色性能、可持续运营等方面的优势。在当前的建筑工程背景下，BIM技术应用逐渐广泛，同时衍生出了以BIM技术为核心的多方协同的建筑设计生产模式，极大地提高多方沟通效率，提升了建筑设计质量水平。

1、建筑工程项目中BIM技术的应用

1.1建筑工程全生命周期应用

全生命周期的技术应用是BIM技术在建筑工程项目当中的典型特征，结合建筑项目设计到施工再到交验的全过程需求，BIM均引用相应的阶段性应用价值。方案设计阶段，BIM建模能够针对当前建筑项目方案开展建筑应用定位和效能分析，引入复杂的环境系统数据，完成建筑性能的综合分析，确保项目方案全面精准;建筑设计阶段，BIM建模可以直接将设计师的设计理念和呈现出的建筑效果以可视化的形式体现出来，同时以仿真可视的形式将建筑设计最终形态通过三维立体呈现出来，多方在进行技术较低和施工前交流中，能够直接通过三维模型对各个建筑施工细节进行碰头对接，避免交流壁垒导致施工效率降低;施工阶段中，BIM建模能够更好地指导各个阶段的施工实务，并针对当前施工进度和施工技术特征以三维模型的方式进行动态跟踪，针对施工中存在的问题进行精确的施工复核，保证施工质量;在建筑运营阶段，BIM技术能够提供详细的建筑信息报表，为后续的建筑运营提供技术性数据支持，降低项目的运营成本。

1.2 BIM技术在建筑工程设计中的特点和优势

综合比对BIM技术与传统CAD技术为代表的技术手段后可以发现，BIM技术优势主要体现在其所拥有的几个方面特征之上。首先BIM技术拥有模拟性特征，是一种基于三维模型的建模技术，能够将真实的建筑环境以等比例还原的方式进行呈现;其二是协调性，BIM技术能够为多方参与协同提供交流场景，实现高效率的内部技术碰头，降低后期施工出现技术变量几率;其三是具有全面优化性，BIM技术应用中能够实时动态地进行施工环节调整，最大限度避免出现施工失误，降低异常状况突发状况的出现;最后是可视化，BIM 所完成的三维建模以真实准确的可视化信息来进行呈现，各方能够通过不同视角、不同关联性对建筑设计的内部细节进行查阅和分析，明确建筑整体构造。

2、建筑给排水设计基本情况

2.1 建筑给排水设计的主要目标

随着社会经济的快速发展，人民生活水平逐渐提高，城市化建设和基础设施建设水平也相应提升，大量的面向城市居民建筑项目开始出现，在呈现数量丰富性的同时也呈现出复杂性特点。土建工程逐渐成为社会热门行业的同时，相应的建筑设计与施工管理也有了更为精准严苛的质量标准要求。同时，随着绿色建筑标准的出台，在建筑工程当中执行绿色节能、环保的技术升级也成为社会关注的重点。给排水项目在建筑工程当中虽然相比于其他建筑环节受到的关注和投入的精力都较小，但是对于建筑使用舒适度、绿色节能水平等，都有着较大的影响，通过给排水的精准射击，要保证系统运行的立场性和稳定性，使建筑能够真正用上放心水、安全水，提高水资源利用效率，提高生活质量。

2.2建筑给排水设计的主要环节

根据居民建筑的工程设计特点，面向居民生活需求的给排水系统主要分为多个应用模块，较为常见的模块由市政供水系统和内部排水系统共同组成。其中室内采用市政自来水供水，搭建相应的积水系统。通常会根据建筑物本身的 层高，设置若干个给水分区。其中在低层建筑当中设置直接供水系统，由市政自来水进行直接供水;高层建筑给水系统需采用变频加压设备进行有效供水。除了两个环节之外，建筑系统内部还需要设置消火栓供水和自动喷水灭火供水两个重要的分区。

在内部排水方面，主要以卫生间排水和绿建中水回流两组系统为主要设计内容。其中卫生间排水主要采用地面重力排水或虹吸式排水进行内部污水引流排放，使污水排入到室外污水井中。中水回流主要以雨水收集为主，通过布设在建筑物顶端的雨水中水收集系统对降水进行收集存储，并将其应用于绿化灌溉等方面，实现中水的二次利用，最大限度发挥中水资源优势。

2.3建筑给排水系统设计方式与难点

建筑设计当中给排水系统设计需要考虑多个方面，其中给水系统需要满足生活给水和消防給水的不同给水需求，排水系统则需要采用分离管道设计方式，将不同排水进行类型区分，保证排放和再利用。现代建筑项目当中管道系统设计需要坚持多样化原则，在建筑物内部的给排水系统当中，需要针对不同的功能需求设置不同材质、类型、直径的管道设备，同时还需要结合暖通和电气的布设情况进行环境调整。在早期的建筑工程项目当中，给排水系统所采用的硬件管道材料主要以通关、镀锌钢管等金属材料为主，随着材料技术发展，目前给排水系统设计中主要改用聚氯乙烯、高密度依稀、复合管道等新型管道材料，相应的在强度、环境腐蚀方面需要进行更为复杂的实用设计和造价设计。

现阶段给排水系统设计更多应用CAD方法开展，传统CAD应用二维图纸进行设计系统绘制，但是其可视能力较差，对于相对复杂的建筑环境或较为庞大的给排水系统，CAD应用价值十分有限，不仅容易造成施工环节的困扰，还会导致施工进度缓慢，甚至导致多个环节系统的设计碰撞，需要重新调整设计来进行改良。部分建筑细节内容以文字形式进行呈现，没有响应的数据库系统，导致施工环节各方人员交流困难，容易出错。BIM技术的应用为建筑工程设计尤其是给排水等复杂系统的设计带来的发展创新的曙光。

3、给排水系统中BIM技术的应用

3.1搭建BIM模型

BIM模型主要针对建筑工程设计情况进行三维仿真模拟，目前应用在建筑工程项目中的BIM模型根据应用场景主要分为整体建筑模型、建筑结构模型、暖通电气模型和给排水模型等几种，而在实际的建筑施工中，多场景模型需要进行模型整合，最终确定模型对应的实体位置，保障施工过程中相关系统设施的布设准确。

给排水系统在BIM系统设计当中，为了能够实现多BIM场景模型的相互整合，需要进行几个方面的工作项目。首先，建筑设计师需要对现有的建筑项目CAD二维图纸数据进行信息分析。国内建筑审批中设计院仍然以CAD为设计基准，提供相关的建筑数据。建筑设计师必须在拿到CAD图纸后，结合CAD数据信息的分析，将原本二维数据转换成为三维的BIM数据，完成前期设计的整体规划;随后，设计师应當针对BIM技术以及图纸信息当中的相关标准，创建项目样板，利用项目样板的方式，将给排水系统当中各个环节的数据信息进行确定，其中给排水系统的材质要求、线路走向以及线宽设置等，都要在这一阶段明确。设计师可以采用revit软件进行相关数据信息导入，完成样板创建，作为设计指导;最后，设计师需要结合已完成创建的项目样板，设置相应的给排水系统模型，再将其他场景模型与给排水模型进行融合对应，对及排水系统预设计是否满足其他模型中场景仿真要求，进行判断。这一阶段主要判断对象为给排水系统走线情况是否存在与暖通、电气系统之间的矛盾冲突，对于存在的冲突，需要重新进行细节数据调整，并导出相关调整后的数据，以轴网、标高等数据进行场景呈现。

3.2 BIM中给排水系统的设计优化

首先，设计师需要结合建筑情况和给排水系统进行前期分析。其中建筑设计高度与建筑的使用功能不同，需要以建筑预期吊顶方式为前提，确定建筑净空间高度，明确当前高度下的给排水系统运行机制，同时结合常规建筑布设方案，对给排水、暖通和电气三个方面的管线走线方式进行预估，判断其是否出现穿越重要大梁的可能，如果出现这种可能，需要通过位置平移或垂直设置的方式进行规避。

其次，建筑设计师在执行设计中，应当进行管线避让的全面优化。BIM系统应用中需要在相同空间内根据管线情况来进行避让设计，提高空间利用率的同时，避免出现资源浪费。目前BIM中管线避让设计一般遵循管径差异、压力差异和系统差异三个方面原则，设置大管径、无压、高压管优先原则。排水管、热水管、风管优先原则进行管线避让，最大限度发挥空间效果。

最后，系统设计当中还需要针对碰撞情况进行重新的调整和优化。BIM模型设计应用可以针对多系统协调来实现碰撞优化，针对传统CAD平面中未考虑高差情况的系统碰撞，通过BIM审查的方式来进行系统重构，实现碰撞优化，避免给排水系统出现与梁柱、其他系统之间管道彼此碰撞，影响施工进度，借助BIM的空间控制优化，发挥设计统筹优势。

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作者简介：

张福利（1988.09—），女，山东济宁市嘉祥县，中级工程师，研究生，研究方向：给排水。