BIM技术在建筑给排水管道设计中的应用

杨聪

摘 要：BIM技术的发展给建筑给排水管道设计行业带来了技术上的革新，通过信息数据分析与可视化的工作原理，有效解决了大项目以及复杂项目的管线综合设计问题，尤其对检查管线的碰撞交叉、管材的信息量统计有着重要的作用。该文对BIM技术在建筑给排水管道设计中的发展现状进行分析，并以具体的实例来说明BIM技术如何有效运用在建筑给排水管道设计中，供相关从业人员学习与参考。

关键词：BIM技术 建筑给排水 交叉碰撞 运用

中图分类号：TU17 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0085-02

建筑给排水管道设计中常因为多专业配合等问题产生管道、管网的交叉碰撞，如果前期不解决这些问题就会影响后期的施工与使用。规模小、复杂程度低的项目尚可以通过人为或者传统二维软件得到解决；一旦项目大，处理管道碰撞交叉的问题就会非常棘手，而且常常因检查不出而导致后期设计与施工的难度加大，给工程设计带来诸多不便。

建筑信息模型（BIM）技术可以有效解决管道设计的交叉碰撞问题，并可以在设计过程中对管线进行综合的、可视化的信息管理，被越来越多的工程设计单位采用并得到有效推广。实践证明，在建筑给排水设计前期以BIM技术为基础，采用三维信息模型软件可以有效消除给排水管线交叉所导致的工程隐患，对建筑管材的信息量统计可以有效节约成本，提高工程设计效率。

1 BIM技术及其在建筑给排水工程设计中的发展现状

BIM的建模过程就是依托计算机对建筑模型进行信息输入，利用计算机进行三维设计和可视化模拟施工。在二维设计时期，建筑模型的信息量很小，甚至没有信息量。而BIM设计对建筑模型的要求高、信息量大，利用BIM对建筑设计、结构、给排水设计进行前期的信息化建模，很多二维设计呈现不出或者观察不到的错误可以很直观地表现出来。

BIM技术在给排水设计中的运用越来越频繁，有时候需要配合建筑设计专业建模。在BIM三维信息软件中，给排水设计师可以将建筑基本模型所使用管材的热工参数、尺寸输入到计算机中，计算机就可以对一栋甚至一个区域内的建筑管线布置情况以图表示出来，也可以在很短时间内统计出所需要的管材用量，非常便利。

2 BIM三维信息软件的选择

和传统二维设计软件一样，BIM技术同样依托于软件，只是软件的信息化处理程度更高。在建筑给排水管道设计中常常用到的三维信息BIM软件有很多，这里只介绍其中一种REVIT-MEP，REVIT-MEP软件在处理建筑给排水管线设计中具有以下几个特点：

（1）模块化的专业划分。

工程设计涉及很多专业，给排水设计也需和其他专业配合，REVIT-MEP可将各专业常用的数据与配套的构配件在软件中模块化，通过一体化和集中的模块管理，使得给排水设计人员高效完成设计，而不需掌握其他专业设计软件。

（2）设计自由化、集成化与个性化。

REVIT-MEP信息软件中，给排水设计师完全可以建立自己的构件库、自己添加或者收藏自己的信息库，而无需在用的时候再去收集。这给设计师很自由的设计空间，设计师还可以自己定制并分享给平台上的其他设计人员。

（3）Navisworks解决方案。

软件自带的解决方案可以运行项目参与方对设计模型进行参数的整合、数据共享以及评价。更重要的是Navisworks解决方案对管线的碰撞交叉进行了优化，并迅速查找出出错位置和出错点的信息，帮助设计师很快定位。

3 BIM技术在建筑給排水管道设计中的运用实践

以某建筑实例为研究对象，通过对其给排水管道系统进行三维信息化建模，来处理其管道碰撞与交叉问题和管材的数量统计问题。整个过程分为前期准备、模型构建、管线碰撞与检查优化、管线计量4个方面。

3.1 前期准备

前期准备阶段包括建立信息模型初始文件、建立工作集、导图和定位等工作。依托MEP软件，将给排水设计的信息输入到初始建立的模型中，这些信息包括建筑信息、管材尺寸、类型、敷设方式、卫生器具与管材的关系等。接着将三维信息模型的标高信息、轴线定位信息与建筑模型、结构模型进行比对，核实匹配度。

3.2 模型与轴线的构建

BIM初始模型搭建成功后，将给排水设计专业的工作面与其他专业的工作面对位，锁定标高信息，根据前期二维设计的基本参数，完善模型信息，为后期的验算做好准备。

确认二维设计模型没问题后，可以直接调取二维模型的轴线作为BIM三维模型的轴线。必要时要增加轴线，以保证三维模型的准确性与详细度。

3.3 安装卫生器具和排水管道

在该建筑实例的给排水设计中，有蹲便器、坐便器、洗面台、浴缸等卫生器具，不同类型的卫生器具安装方式与安装的高度、角度等有差异。图1为大便器和壁式小便器的安装示意图。

管线的安装涉及排水横管、立管和支管的位置、高程、坡度等信息，首先应对这些不同类型的管道的参数进行设定，也可以先选定一个在后期再调整与修改。排水立管对平面和立面都要考虑到，最主要的是基点位置要考虑清楚，否则会影响整个管线的布置。

3.4 管线碰撞交叉检查

给排水管道的初始三维信息模型建立完成后，接着就能进行管线碰撞检查的任务了。REVIT-MEP软件集成了自动碰撞检查的功能，信息输入完整了，可利用Navisworks进行检查，当然在此过程中也可以对发现的模型错误问题进行及时调整，持续优化。具体来说检查的步骤包括：利用软件将模型中的排水管道和结构构件文件导出来并添加到Navisworks组件中；在Navisworks参数面板中选定需要检查碰撞的对象——如该例中的排水管道和框架柱、框架梁，在碰撞类型一栏选择硬性碰撞，即接触性碰撞，在对话窗口中设置好参数，点击开始运算便可在短时间内得到所检查区域（建筑或建筑群）内的管线碰撞数量，当然如果不能计算则是模型设置有问题，可以反过来调整模型；在分析和检查后，软件可以自动生成检查报告，还可以生成与碰撞对应的图像和信息点坐标，设计师可以根据报告内容对管线重新优化设计。

3.5 管线计量

管线计量仍可以通过BIM技术进行分析和计算。再接着上一步对建筑模型的碰撞问题修复完善后，可以统计在整个设计过程中的管线和给排水构件的数量。

3.5.1 建立用量表

管线计量首先要建立数据库——管线的用量表，在MEP中可以输入每个房间、每个区域的管材类型、属性，利用软件自带的“统计”功能则可以生成一份管材用量统计表。

3.5.2 信息化输入

在管材用量明细表中包括几部分内容：字段、过滤器、排序、成组、格式、内容和外观。设计师可以设置字段范围、单方向用材统计，还可以实时查看某一个区域或者空间中管材的属性值。

4 结语

BIM技术在工程给排水设计中的优势越来越明显，尤其在处理和解决一些大型综合楼、复杂的给排水设计中更容易使用。当然，BIM技术在该案例中主要解决的问题是管线碰撞检查和管材用量统计，在其他方面有着更广泛、更深入的应用。

参考文献

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