ＢＩＭ在建筑给排水工程设计中的应用

ＢＩＭ在建筑给排水工程设计中的应用

杨佳麟

丽江市水务集团有限公司  674100

摘要 结合具体工程设计，介绍ＢＩＭ在建筑给排水设计领域的重要性及其在可视化设计、协同设计、管道综合、参数化设计等方面的应用，以及目前ＢＩＭ存在的问题，指出ＢＩＭ将带来设计行业的大变革

1：ＢＩＭ的概念及其现状

建筑信息模型（ＢＩＭ，ＢｕｉｌｄｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）是一种创新的建筑设计、施工和管理方法，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。从工作模式上看，以ＣＡＤ为主的传统设计平台为了表达需要不得不把项目进行拆分，而ＢＩＭ设计平台贯穿各个设计环节，从规 划设计、方案设计、施工图设计、ＭＥＰ、绿色建筑、日照节能等多方面同时进行工作。从时间与效益的关系来看，传 统 模 式 是 线 性 的，而 ＢＩＭ 则是抛物线型的，单纯对模型来说效益 很低，但随着时间的推移，在其基础上的应用会产生大量的成果，并且随着项目复杂度和周期长度的提高，优势愈加明显。从设计成果看，ＣＡＤ与手工绘图相比 只改变了成果交付的工具，并没有改变成果交付的内容——图纸；而ＢＩＭ不仅改变了工具，更重要的是改变了成果交付的内容，从而也必将逐步改变成果交付的方法和流程。在发达国家ＢＩＭ技术已经比较成熟。国内许多大型建筑设计院也对此显示浓厚兴趣。

２ ＢＩＭ 在建筑给排水工程设计中的应用

2.1 可视化设计

传统设计模式 下，土 建 专 业 向 给 排 水 专 业 提 资时主要 基 于 传 统 ＣＡＤ 平 台，使 用 平、立、剖 等 三视图的方式表达 和 展 现，水专业设计人员 有 个 “平面到立体”阅读和还原的过程同时还需要整合结构梁高和位置的信息，因此在遇到项目复杂、工期紧的情况下，在信息传递的过程中很容易造成三维信息割裂与失真造成差错。而ＢＩＭ的“所见即所得”具有先天的直观性和实时性，保证了信息传递过程中的完整与统一 。更重要的是，不同于土建专业按楼层划分的设计模式，给排水设计是基于各自独立的系 统 （例如给水系统自动喷水灭火系统等），各系统 的组成部分位于多个楼层，局部的修改（例如立管管位的调整）常常会影响到多个楼层平面。传统设计模式以楼层划分平面，割裂各个系统内部的联系，细小的修改需要打开多个图纸，而ＢＩＭ从全局上进行绘制，保证了对系统的理解及把控，并且修改起来极其便利。

2.2 协同设计

传统设计模式下，ＣＡＤ 只是个绘图工具，无法 加载太多的附加信息，于是给排水设计在绘图之外 需要向结构专业提荷载、向电气专业提用电负荷。 ＢＩＭ 模式下，所有信息都在模型中汇总（例如水泵 的电量、质 量、尺 寸），跨 专 业 可 以 直 接 读 取，甚 至水专业的水 泵 电 量 修 改 后，电 气 专 业 负 荷 计 算 可 以实时更 新。所 有 专 业 围 绕 着 一 个 统 一 的 模 型， 一方面简化 了 工 作 模 式，另 一 方 面 也 强 化 了 协 同 的有效性和联动性。另外目前各大设计院采用的 基于 ＣＡＤ平台的网络协同设计，采用的是互相引 用参照的方式，在重新加载图纸之前，别的设计人 员作的修改 并 不 能 实 时 反 映，并 且 由 于 引 用 的 图 纸其实是一 个 大 的 块，其 中 各 个 图 元 的 信 息 无 法 直接读出，影响信息的传递。而 ＢＩＭ 模式下，由于 是在同一个 模 型 中 工 作，给 排 水 系 统 设 计 人 员 可 以实时观察 到 消 防 系 统 设 计 人 员 的 修 改，以 及 其 他专业设计 人 员 的 修 改，给 协 同 设 计 带 来 了 质 的 飞跃

2.3管道综合

ＢＩＭ 模式既可以将给排水设计人员从繁琐的 拍图过程中解脱出来，又可以将管道综合后的净空 高度直 观 反 映 出 来，以 满 足 建 筑 专 业 的 需 要。在 ＢＩＭ 模式下，三维直观的管道系统反映的是管道真 实的空间状态。设计师既可以在绘图过程中直观观 察到模型中的碰撞冲突，又可在绘图后期利用软件 本 身 的 碰 撞 检 测 功 能 或 者 第 三 方 软 件 （如 Ｎａｖｉｓｗｏｒｋｓ）来进行硬碰撞（物理意义上的碰撞）或软碰撞（安装、检修、使用空间校核）的检测。通过 ＢＩＭ 三维管道设备模型，发现并检测出设计冲突，然后反馈给排水设计人员，及时进行调整和修改。

2.4参数化设计

在 Ｒｅｖｉｔ 模型中，所有的图纸、二维视图和三 维视图以及明细表都是基于相同建筑模型数据库的 信息表现形式。Ｒｅｖｉｔ 参数化修改引擎可自动协调 在任何位置（模型视图、图纸、明细表、剖面和平面 中）进行的修改，并且可以在任何时候、任何地方对 设计做任 意 修 改，真 正 实 现 了 “一 处 修 改、处 处 更 新”。例如在给排水设计后期，平面布置的调改，造 成消火栓、喷头以及其他消防设备数量的变化，在材料表中可以实时更新，从而极大地提高了设计质量 和设计效率。 参数化不仅体现在模型中表达形式的高度统 一，更重要的是将辅助计算引入 ＢＩＭ 设计。例如： 以往给排水设计人员在水力计算时习惯于自己在 ｅｘｃｅｌ或其他软件中编制公式，制作计算表等进行辅助设计。而 ＢＩＭ 设计过程可以直接从模型上读取设备和卫生器具信息，设定好管道的摩阻等水力特性参数后，即可以自动修改管径。

2.5材料表统计

以往编制材料表时一般依靠给排水设计人员根 据 ＣＡＤ文件进行测量和统计，这样费时费力而且 容易出错，如果图纸修改，重新统计是件非常繁琐的 事。ＢＩＭ 本身就是一个信息库，可以提供实时可靠 的材料表清单。通过 ＢＩＭ 获得的材料表可以用于 前期成本估算、方案比选、工程预决算。

2.6安装模拟

设计的目的就是为了指导施工，施工过程中一 些复杂的、管线较多的吊顶区域，各分包常常是互不 相让，互相挤占空间。这一方面造成了不必要的浪 费，另一方也耽误工期。将时间维度引入三维设计， 通过制定准确的四维安装进度表，可以实现对施工 项目的预先可视化，可以合理安排安装进度，更加全 面地评估与验证设计是否合理、各专业是否协调，可 以简化设计与安装的工作流程，帮助减少浪费、提高 效率，同时显著减少设计变更。

3ＢＩＭ在给排水设计方面目前存在的问题

（１）目前 ＢＩＭ 设计还没有形成统一的满足施 工要求的设计标准。 （２）ＢＩＭ 协同设计有两种模式，工作集和链接 模式。工作集方式中权限的获得与释放较为繁琐， 链接模式下管道综合时调整管道较麻烦。 （３）ＢＩＭ 希望其内在的参数能够涵盖设计、概 预算、施工、物业管理等整个环节。但过多的参数造 图４ 检查系统连通性与流量 成分级分类方式过多，修改较为复杂，并且有许多冗 余信息。 （４）族库不够完善，缺少符合中国建筑设计标 准的构件。 （５）生成二维图纸功能较弱，需二次深化。（６）数据流通的问题。其与各种分析软件的接 口还不够完善。 （７）进行管道计算、系统计算前，管道与器具、 管道与设备必须建立逻辑连接和物理连接，有时候 一处管道没连好，造成整个系统无法计算。

4总结与展望

由于国内外对设计内容的要求不同造成软件设 计功能的差异，所以在应用 ＢＩＭ 时应注意提前实现 其本土化。由于ＢＩＭ 设计与二维绘图思维习惯的不 同，在普及时也会遇到一定的困难，需要避免新的建 模与设计方法在普及期损失效率。毋庸置疑，尽管 ＢＩＭ 软件还有着诸多不完善的地方，但随着建筑行业 信息化进程的加快，ＢＩＭ 设计代表了当今设计工作的 发展方向，必将随着应用推广而不断完善和成熟，相信 ＢＩＭ 在给排水设计人员中的普及并不是遥远的事情

参考文献 １ 何关培．ＢＩＭ 在建筑业的位置、评价体系及可能应用．土木建筑工程信息技术，２021，２（１）：１０９～１１６ ２ 过俊．ＢＩＭ在国内建筑全生命周期的典型应用．建筑技艺，２０22， （０１～０２）：９５～９９

３ 魏篙川，宋岩．设计的变革———ＢＩＭ 在长白山威斯汀及喜来登酒 店项目中的应用．建筑技艺，２０20，（０１～０２）：１１６～１２０