劉小婷

【摘要】在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中，通過(guò)BIM技術(shù)可以模擬給排水管道工程，在可視化的三維圖形中優(yōu)化管道布局，使給排水管道滿足人們?nèi)粘５纳詈凸ぷ餍枨?，有助于建筑工程?chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。本文基于BIM在給排水設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)，從管道預(yù)埋設(shè)計(jì)、管線密集區(qū)域設(shè)計(jì)、管道分區(qū)設(shè)計(jì)、消火栓設(shè)計(jì)、管線碰撞檢查幾個(gè)方面，對(duì)BIM技術(shù)在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);高層建筑;給排水設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的技術(shù)下，給排水施工存在協(xié)調(diào)性不足、管線碰撞與沖突等各種問(wèn)題，而BIM技術(shù)正是有效解決這些問(wèn)題的有效技術(shù)，推進(jìn)了建筑給排水工程的信息化管理。BIM技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需要構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，在此數(shù)據(jù)庫(kù)中共享各種工程信息，使得給排水施工的各個(gè)環(huán)節(jié)更為科學(xué)，進(jìn)而達(dá)到工程目標(biāo)。

1、BIM在給排水設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

將BIM技術(shù)運(yùn)用到設(shè)計(jì)階段，可以讓使用者直觀看到設(shè)計(jì)者的意圖?；贐IM軟件平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員可以實(shí)時(shí)共享BIM模型中的信息，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化修改，避免因?yàn)榉磸?fù)查閱圖紙等工作造成的工作效率低下，其具體的優(yōu)勢(shì)如下：

第一，BIM平臺(tái)的協(xié)同設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)模型共享。當(dāng)建筑設(shè)計(jì)人員完成建筑部分建模時(shí)，給排水專業(yè)可以在建筑模型的基礎(chǔ)上建立起管道、設(shè)備等，排風(fēng)、強(qiáng)弱電等專業(yè)，也可以在同一個(gè)建筑模型的基礎(chǔ)上建立起來(lái)，實(shí)現(xiàn)模型的統(tǒng)一軸線、統(tǒng)一標(biāo)高、改善工程內(nèi)部和利益相關(guān)方的溝通方式，從而達(dá)到優(yōu)化整個(gè)項(xiàng)目的最終目標(biāo)。

第二，BIM軟件不僅可以完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出圖工作，同時(shí)還可以為設(shè)計(jì)人員提供各種三維視角的瀏覽，以便設(shè)計(jì)人員可以對(duì)模型進(jìn)行全方位的觀測(cè)，避免在傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)模式下，由于設(shè)計(jì)人員想象力或者思維的弊端造成設(shè)計(jì)的圖紙的誤差甚至遺漏等問(wèn)題的出現(xiàn)。

第三，BIM平臺(tái)中的“碰撞檢查”功能可以有效檢測(cè)出各專業(yè)以及專業(yè)自身之間可能存在的碰撞問(wèn)題，這一功能可以有效檢查設(shè)備、管線的孔道和空間是否己經(jīng)合理預(yù)留、設(shè)備之間是否預(yù)留合理的檢修空間等問(wèn)題。碰撞檢測(cè)后的報(bào)告可以反饋給專業(yè)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行及時(shí)修正。BIM的直觀、可視化特性將CAD設(shè)計(jì)圖描述不清的地方，或者相互沖突的問(wèn)題全部暴露出來(lái)，帶來(lái)了綜合性優(yōu)勢(shì)和避讓性優(yōu)勢(shì)。

第四，基于BIM的深化設(shè)計(jì)可以對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化、協(xié)調(diào)以及修正，以便更好的適應(yīng)某些地域、工程項(xiàng)目的施工作業(yè)條件和施工標(biāo)準(zhǔn)，從而形成可以直接指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程。深化設(shè)計(jì)作為項(xiàng)目施工階段的重要階段，可以有效彌補(bǔ)初始施工圖紙的漏洞，從而解決施工圖紙與實(shí)際項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工的沖突，提高項(xiàng)目的容錯(cuò)率，是設(shè)計(jì)階段到施工階段過(guò)度的橋梁。

2、BIM技術(shù)在高層建筑給排水設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

某民用建筑共4個(gè)單元，建筑面積為16000m2，建筑層數(shù)為地上17層，地下1層車庫(kù)。地上層高為2.9m，機(jī)房層高4.6m，車庫(kù)層高3.9m。該工程中涉及的給排水設(shè)計(jì)包括整體建筑的給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)以及消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工管理。在本工程給排水設(shè)計(jì)中使用了BIM技術(shù)，以下為設(shè)計(jì)要點(diǎn)內(nèi)容：

2.1在管道預(yù)埋設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在該高層建筑施工中，由于給排水工程與土建工程有交叉施工部分，為此，為了減少后期因施工問(wèn)題造成的設(shè)計(jì)變更，設(shè)計(jì)人員運(yùn)用了BIM技術(shù)進(jìn)行管道預(yù)埋的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，先構(gòu)建BIM技術(shù)三維模型，再據(jù)此對(duì)建筑給排水管道的預(yù)埋位置進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理。一旦在施工中出現(xiàn)變化，設(shè)計(jì)人員就可以及時(shí)對(duì)該模型進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格根據(jù)BIM技術(shù)三維模型的變化進(jìn)行施工處理，更好地把控水泵的位置以及尺寸等數(shù)據(jù)，確保施工的順利進(jìn)行。

2.2在管線密集區(qū)域設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在高層建筑設(shè)計(jì)和施工中涉及諸多管線，比較密集，為了避免給排水管道與其他管線發(fā)生碰撞，形成良好的配合，為居民提供良好的給排水條件，設(shè)計(jì)人員利用BIM技術(shù)在三維信息模型中進(jìn)行三維碰撞，對(duì)排水管線的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理，從而保證給排水管線的設(shè)計(jì)不會(huì)與其他類型管線的設(shè)計(jì)出現(xiàn)矛盾。此外，設(shè)計(jì)人員還針對(duì)給排水管線在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)并修正，更準(zhǔn)確地了解管材特性，選擇合適的管道類型。

2.3在管道分區(qū)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

高層建筑樓層較高，需水的面積較大，對(duì)水壓的要求也較高，采取管道分區(qū)設(shè)計(jì)的方式，可以優(yōu)化管道運(yùn)行。在對(duì)管道分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員借助BIM技術(shù)進(jìn)行必要的模擬操作，以檢測(cè)設(shè)計(jì)方案是否可行，在落實(shí)的過(guò)程中是否會(huì)遇到問(wèn)題，減少因設(shè)計(jì)問(wèn)題造成的施工難題。利用BIM進(jìn)行管道分區(qū)安裝模擬時(shí)，操作人員不僅要細(xì)致分析設(shè)計(jì)方案的可操作性，還要結(jié)合安裝施工的進(jìn)度及成本對(duì)該次施工進(jìn)行全面的分析，避免出現(xiàn)不必要的問(wèn)題，保證施工的順利進(jìn)行，提升施工質(zhì)量。

2.4在消火栓設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

給排水消火栓是高層建筑給排水設(shè)計(jì)的重要組成部分。在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須以樓層平面圖及建筑高度為參考依據(jù)，借助BIM技術(shù)監(jiān)控管理的功能，在數(shù)據(jù)庫(kù)模型中合理選擇各種消火栓設(shè)備及其他相關(guān)器具，以保證該高層建筑消防工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。例如，在進(jìn)行消火栓設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)建筑工程消防設(shè)施設(shè)置的規(guī)范，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行，保證消火栓設(shè)計(jì)的合理性。此外，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案中不同的管線分布合理設(shè)計(jì)消防給水管道安裝路線。

2.5管線碰撞檢查

BIM技術(shù)下，當(dāng)三維模型建立以后，可以有效實(shí)現(xiàn)管線的碰撞與交叉檢查，利用REVIT·MEP程序來(lái)實(shí)現(xiàn)管道的碰撞檢查，在該程序中由于包含了自動(dòng)碰撞檢查的功能，當(dāng)在相應(yīng)的模塊中輸入有關(guān)檢查信息以后，程序就會(huì)立即啟動(dòng)碰撞檢查，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)碰撞檢查，判斷給排水設(shè)計(jì)是否存在偏差，及時(shí)對(duì)管線的位置加以相應(yīng)的調(diào)整，避免后續(xù)施工時(shí)存在的工程變更。

結(jié)語(yǔ)：

現(xiàn)階段，我國(guó)的建筑給排水工程項(xiàng)目中，工程企業(yè)逐步引入了BIM技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用克服了傳統(tǒng)技術(shù)的局限性，充分發(fā)揮了BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)性、可視化、模擬化特性，工程建設(shè)時(shí)的諸多問(wèn)題都能夠得到有效的控制，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量、進(jìn)度與成本、安全目標(biāo)的統(tǒng)一。

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