建筑给排水设计中BIM技术的应用微探

2020-02-29罗凯文

绿色环保建材 2020年2期

关键词：图纸冲突管道

罗凯文

广西大学设计研究院

1 引言

现阶段，建筑工程设计日益复杂，若依据传统的设计思路及标准，则无法顺利达成建筑设计的整体目标。建筑工程设计周期较长，需要消耗较高的成本。因此，BIM技术逐渐应用于建筑设计的诸多环节，其中也涵盖建筑给排水设计。

2 BIM技术简介

目前，建筑数字模型技术广泛应用于建筑工程建设中的多个环节，其是一种全新的工程数字化设计模式，在创建建筑信息模型的过程中，模拟建筑建设中的流程和建成后的效果，同时，其也是建筑设计、房屋测量和管网控制的有效方式。BIM 技术在建筑设计、施工、管理中均发挥着重要作用，其可为工程建设提供适当平台，营造良好的集中管理环境。在建筑给排水设计中，合理应用BIM技术既可改进建筑工程设计质量，也可有效控制工程设计中存在的安全风险。

3 建筑给排水设计中BIM技术的应用

3.1 管道综合和冲突检测

以BIM 为基础做好建筑给排水设计工作能够提高工作效率，更加准确地表示管道综合后的净空高度，如图1所示。设计单位应找到图纸中存在的问题，及时反馈。二维图纸无法用于空间表达，图纸当中的碰撞盲区具有较高的隐蔽性。设计中主要采用隔断式设计模式，不同专业需分工作业，参照人工方式做好分段和项目协调工作，这也是引发设计专业间矛盾的关键要素。

图1 BIM在建筑给排水设计中的应用

另外，在机电设备和管道线路安装中也存在软碰撞问题。关系案件虽然不会彼此碰撞，但是安装人员和施工机械设备无法顺利到达安装的位置，其中的冲突较多。建筑与结构专业、标高、柱和剪力墙位置不同，梁与门结构件存在较大的冲突或结构与设备专业和设备管道与梁柱之间存在较大冲突。设备内部不同专业和管线布置间存在较大的冲突，设备和室内装修之间，管线末端与室内调动之间依然可能存在明显的冲突。

CAD二维设计中，通过叠加不同专业的设计图纸，明确碰撞点并对其加以控制和调整。该设计无法避免矛盾和冲突，容易出现返工，浪费大量的人力。而BIM 技术完善了工程设计。不同专业建模的过程中可采用更加科学有效的方式与其他专业协调，进而及时发现不同专业工作中存在的主要冲突。其次是以BIM模型整合建筑、结构、电气、暖通和给排水专业设计后，实现冲突的可视化显示和自动化调整，有效提高设计的效率，减少管线设备间存在的冲突。

3.2 参数化设计

为更加有效地协助设计人员完成工程设计，提到建筑项目设计工作的顺利开展，BIM软件开发了Revit系列软件，结合数据库建模，软件能够以信息的方式展现二维图纸和模型中表格及三维图纸的主要内容。如修改参数，则其他结构中的参数也可自动随之变化。在建筑给排水设计中，若部分建设环节出现明显的工程量变化现象，则应在对应位置调整材料表当中的公差能量，此时平面和模型均会随之变化，以保证设计质量。软件参数一方面能够表达模型和工作数据参数，另一方面也可实现BIM技术与计算机技术的高度结合。该参数替代了传统CAD中电子表格，提高了项目设计的效率。

3.3 材料表统计设计

应用BIM 前，建筑给排水设计人员主要采用CAD 软件统计工程量，其准确率较低，需要较长的测算时间，如出现工程变更，材料和工程量则需重新统计。BIM 软件的数据库优势十分明显，工作的过程中能够显示材料列表，可以最大限度的规避隐患问题，且效率较高。此外，BIM在显示材料列表的同时还具备统计工程量的功能，可以完善项目预算、估算，有效提高了方案比选的效率。

3.4 协同设计

CAD 软件本身存在着明显的不足，难以有效加载复杂的附件内容。因此，工作人员应在完成建筑给排水设计后，为结构及电力专业工作人员提供准确可靠的工程信息。但该工作量较大，且工作相对繁琐。而BIM 软件则可将不同专业的信息融于一体，迅速便捷地获取不同专业的信息。而且其也可结合专业信息不断修改和调整。采用BIM 模型，技术人员可在统一工作平台的支持下完成各项工作。一方面可减轻工作人员的工作压力，另一方面也可为各专业协调合作创造良好的条件，进而在改进工作效率的同时，加强工程设计的可行性。

3.5 可视化设计

建筑给排水设计的过程中，在独立系统的基础上设置部分楼层，如修改系统部分内容，则很多楼层也会随之变化。传统的二维设计中，各楼层均为独立排水系统。设计中一旦修改某个部分后，则其他的排水设计模块也需做出适度的调整。应用BIM 技术后，图纸设计更加方便，且图纸设计的质量显著提高。传统的CAD 图纸由三个部分构成，分别为平面、剖面和立面，这是设计人员以设计理念为基础构成的三维信息。在信息传递的过程中，受设计成果复杂性的影响极易引发设计错误和失误等问题，从而削弱信息的真实性和可靠性。相比之下，BIM技术可十分直观地展现设计的具体成果，强化信息传递的整体效果，一方面减少资源的过度消耗，另一方面彻底改进工作的效率。

3.6 安装仿真设计

模拟安装的目的是指导施工，给排水施工中需要铺设诸多的管线，且吊顶范围较大，降低了设计资源的应用率，延长了设计的时间。若采用三维设计方式，则可保证安装进度表编制的科学性与合理性。而在工程施工中若想实现可视化的目标，务必严格控制安装进度，注重安装设计验证和评估的可靠性及科学性，进而简化工程安装和设计的整体流程，不断改进设计的效率，杜绝浪费，减少设计变更。

4 BIM技术在建筑给排水设计中的具体应用

本文以卫生间给水管道设计为例，简要阐述三维设计的关键点。

4.1 卫浴装置设计

与传统设计相比，三维设计直接采用门、水泵和墙等族完成图纸绘制，并以图纸为基础创建建筑模型。

4.2 创建给水系统

项目浏览器中，应选择系统所需的卫浴装置。本文选择洗脸盆及两个坐便器，选择后要建立给水系统，该环节可对系统中的卫生器具建立逻辑连接。

4.3 明确管道布局

创建给水系统后，需单击卫生器具，选择生成布局。此时，系统可提供多种管道布局方案，选择方案，如不满意也可选择后适度调整。于生成布局选项卡中选择完成。之后将布局转化为刚性管道，该环节有效实现了逻辑连接向物理连接的转化。

4.4 于给水系统设置卫生器具和管道

设计中可采用两种方式，一种是将需要增设的卫生器具直接加入给水系统，创建逻辑连接，之后自动生成布局。该方法主要应用于大量设置的卫生器具。另外一种是直接打开增设器具的连接点，而后绘制管道，并将其连接至管道接口位置，该方法在管道转折位置较多的工程中较为常见，但是若排水管道存在一定的坡度，则该方法与管件接口连接难度也会有所增大。