建筑给排水智能化设计探索

建筑给排水智能化设计探索

霍晓岩王坤 刘沣谊

北方工程设计研究院有限公司 河北省 石家庄 050000

摘要：近两年来，数字化转型或智能设计在建筑设计行业得到了快速的应用和研究。从国内外现有的数据来看，少数企业或专业人士初步涉足了相关的标准化或智能化设计，但尚未实现系统化的设计流程和方法，距离人工智能设计的实现还有很长的路要走。最近十年，建筑信息化（ＢＩＭ）技术在建筑设计行业中得到了较为广泛的应用，不仅对不规则建筑物的设计帮助极大，对于各类建筑物后期运维也有着关键的作用，并在精度方面再上新的台阶。

关键词：建筑；给排水；智能化设计

引言

BIM技术依靠3D数字技术将各种工程数据信息集成到建筑模型中，具有协同性、可视性和优化性等诸多优势。BIM技术在建筑给排水设计中的应用，不仅可以直观、详细地展示工程项目中的各种信息，还可以帮助设计师及时发现不合理的问题，优化建筑设计方案，从而保证建筑给排水设计的合理性、科学性。

1.智能化设计的基本思想

建筑设计行业的数字化转型应该指的是智能设计，是指在现行国家标准的基础上，将传统的设计方法与数字信息技术、标准化的设计技术相结合，形成新的设计应用和表达方式，按照国家规定的现有设计流程进行标准化的设计流程和格式。它也是基于人工智能设计思想，在一定规则下由电子计算机自动实现部分或整体工程方案设计全过程的基础平台。智能化设计与建筑信息化（ＢＩＭ）技术的应用全然不同。建筑信息化（ＢＩＭ）技术是将二维设计转向了三维设计，并进入了二三维可逆转化一体化设计阶段，信息数据更加完整、展示功能及层次更髙、与实际情况趋同；智能化设计强调的是人工智能的特性，即应以人工智能控制为基础，电子计算机设计为主，人员设计为辅的新型工作模式。工程设计人员将以提供方案和思路为设计的核心，以全过程识别或判断设计文件的正确性、科学性及合理性为方法，以基于主体设计思想而创造全新设计作品为目标[1]。

2.建筑自控系统的特点

2.1自动化控制

智能楼宇自动化系统采用自动控制技术和传感器等设备，实现对楼宇内各种设备的自动控制。通过安装传感器、执行器等设备，系统可以自动控制建筑物的温度、湿度、照明、空调、通风、安全等方面。例如，系统可以根据建筑内部的温度和湿度情况自动调节空调的制冷或制热程度，使整个建筑内部的温度和湿度保持在舒适的范围内。系统还可以通过控制照明系统的开关实现建筑内照明的自动化控制，根据日光强度和环境亮度，自动调整照明强度和照明方式。

2.2人性化设计

智能楼宇自动化系统的设计考虑到人为因素，为了使居住者更方便地使用系统，系统的操作界面设计得简单明了，并考虑到不同年龄和文化背景的人群，系统界面设计得更易于使用。此外，系统还可以采用语音识别、手势识别等技术，实现更人性化的操作方式。通过人性化的设计，居住者可以方便地控制建筑内部的各种设备和系统，提高居住的舒适性和便利性。

3.应用现状

BIM技术在建筑给排水工程中的应用与以往建筑给排水工程的仿真技术有很大的不同。后者是建立在二维模型的基础上，CAD是其主要应用软件，设计了二维图纸，对整个建筑给排水工程进行协同仿真；而BIM技术的应用则可以从3D视角构建信息模型，3D模型的使用对建筑给排水工程而言意义非凡，不仅可以直观地展示出细节设计，还可以在同一时间内高效解决多个问题，然而，由于缺乏推广和研究，该技术尚未得到广泛应用，仍然不能形成大规模的群体效应，在效益方面尚未取得较好的成果。BIM技术在建筑给排水工程中的应用主要是在项目开始前的测试模拟施工中，制作与建筑工程项目本身一样的三维立体模型对给排水工程的施工步骤、工艺进行模拟检验[2]。

4.基于ＢＩＭ技术的建筑给排水优化设计

4.1项目样板设置

在BIM设计过程中，项目模板可以简单理解为设计师建立的标准模板，为后续的多专业协同设计做准备。虽然Revit软件中有样板文件，但这些样板件根本无法满足实际的设计要求。因此，在初始阶段，有必要预先设置主视图模板，如工作视图、管道综合视图、绘图视图等。除了图视图之外，其他的视图都是用在建模与专业协调提资中，可在视图中添加任意信息，不受出图标准限制。但出图视图需要严格按照出图标准制定，如管线粗线线宽、附件按图例显示等。另外，项目样板设计只有同时满足行业规范标准与二维绘图标准时，才能保证图纸设计的规范性，进而减少后续不必要的工作。

4.2关注BIM技术在给排水的设计

在给排水设计中应用BIM技术时，设计师需要根据平面布置图和管道形式建立BIM模型，以保证消火栓的具体类型和布置位置，同时还需要结合国内消防管理的相关规范，确保所创建的设计模型的准确性。社会人员在将BIM技术应用于建筑给排水工程的具体设计时，还需要掌握各个位置管道的具体类型。由于管道类型的不同，最终的设计结果也会有很大的不同。比如，在有坡度的位置设计管道，需要注明管道的坡度角，以便后续施工的顺利推进。绘制卫生器具模型时，则需要标注清楚各卫生器具的给排水方向，并连接管道。若管线连接出现偏差，此时设计人员需要进行优化和重新计算，以便耽误后续施工的有序开展。将BIM技术应用在建筑给排水工程设计中，设计人员应尽可能在模型中明确标注出设计要点，确保设计方案和施工方案的精细化程度。

4.3基于ＢＩＭ的建筑给排水管线安装设计模拟

基于bim的管道安装仿真在设计阶段提供了一个全面的视角，使设计人员能够更好地了解管道系统的布局和相互关系。使用BIM技术，设计团队可以创建逼真的3D模型，准确地将单个管道元素嵌入到建筑结构中。基于BIM的管道安装仿真使设计人员能够在设计过程中预测和评估不同管道系统的性能。通过引入仿真工具，可以模拟水流、排水效率以及管线系统的稳定性等关键因素。例如，在排水系统设计中，BIM技术可以模拟雨水排放过程，根据地形和建筑物的特征优化排水管线的安装布局。通过将设计模型与实际施工过程相结合，还可以生成详细的管线安装序列和安装方法。设计团队可以通过管线安装模拟测试不同的施工方案，以找到最优化的解决方案[3]。

4.4正向设计

BIM正向设计是指信息模型从草图设计到最终交付的工作模式。然而，由于成本、效率等诸多因素的影响，阻碍了正向设计的发展。正向设计有三个发展目标，即先建模型再画图，整合项目各专业，在三维设计中无死角。首先，先构建模型再出图。正向设计可以将设计人员的思路直接展现出来，然后通过BIM模型来满足项目建设需求，同时还可以避免转化过程中出现设计信息遗漏情况。其次，三维设计无死角。由于正向设计是以BIM模型为中心，即通过BIM模型对工程项目的全过程进行管理，在三维模型下指导全过程，这样可以有效减少建筑给排水设计盲区，进而提升给排水设计方案的科学性与合理性。

结束语

随着社会的不断发展，智能建筑已经成为未来发展的趋势，智能建筑自动化系统作为智能建筑的重要组成部分，其发展也将直接影响到整个建筑行业的未来。BIM技术具有可视化、优化和协调的优点。它在建筑给排水设计中的应用，改进和弥补了传统设计方案的不足，促进了立体设计水平的进一步提高。因此，在建筑给排水设计中应加强BIM技术应用，并在不断实践中促进BIM技术发展，促使其不断优化与改进，进而增强建筑给排水设计效果，推动建筑行业稳定、持续发展

参考文献：

[1]韩冯.建筑智能化系统与给排水工程设计[J].城市建设理论研究（电子版），2017（13）：266-267.

[2]张廷周.建筑智能化系统与给排水工程设计[J].河南建材，2016（5）：205-206.

[3]杨岁波.浅谈建筑智能化系统在给排水工程设计中的应用[J].科技风，2014（1）：114.