谈建筑给排水工程设计中的BIM技术应用

谢鹏

摘 要：高度重视BIM技术相关的科研工作，积极健全配套系统，持续扩大BIM技术在给排水系统设计工作中的应用范围，有利于切实提升设计工作的整体质量和工作效率。应用BIM技术，从引入相关概念，到进行深层次的理论科研工作，再到该技术的飞速发展和广泛普及，最终实现该技术的深层次应用。让施工工作人员更加直观地了解设计工作的思路，进而实现各资源的优化配置，避免产生浪费，以更好地实现精准设计、高效施工、科学监管，推动整个建筑业实现更好的发展。

关键词：建筑给排水；工程设计；BIM技术

中图分类号：TU17;TU991.02                          文献标识码：A                         文章编号：2096-6903（2023）06-0027-03

0 引言

对于建设项目而言，给排水系统是非常重要的一环，它的设计质量对于建筑项目的整体价值影响非常大。在设计给排水系统时，积极使用BIM技术，可以显著提升设计工作的整体质量。将BIM技术应用在给排水系统设计工作中，就是将以前的传统制图，更新成CAD二维制图的给排水系统设计信息模型，然后标注出系统中各管线的具体位置，从而更好地解决复杂空间里排水管线相互碰撞的问题。

1 建筑给排水工程设计中的BIM技术应用概述

1.1 建筑给排水技术

目前，建筑给排水技术方面仍存在很多的问题，需对其进行持续完善、优化，以让建筑的使用时间得到延长。

建筑给排水技术包括给水技术和排水技术两部分，只有对这两项技术进行合理规划和充分使用，资源利用率才会得到显著提升。

就给水技术而言，若未做好供水状况分析，或供水管线发生破裂，极易导致后期供水量严重不足。供水设备的整体质量差、增压设备的增多均会对给水系统运行产生很大的影响。

排水系统具体包含3个部分：顶层排水、中水循环再利用、生活污水处理。系统设计不达标，未结合现场进行了全面深入地分析和控制，都会造成中水污水混合等问题。所以，在设计规划环节就要保证设计工作的整体质量和综合效益[1]。

1.2 BIM技术的定义

BIM技术是指建筑工程各类数据及工作流程形成的信息模型，其主要作用就是汇总各类建筑数据。BIM技术中包含建筑工程结构、工程建设所用建材等数据。通过大数据技术汇总数据形成一个很大的数据库，可让工程给排水系统设计环节的BIM技术应用更加便利，数据之间相互关联，让数据共享得以实现。BIM是用模型的方式将数据展现，效果更为直观，也让给排水系统施工效率大大升高，施工成本显著降低[2]。

1.3 BIM技术的特征

将BIM技术应用到建筑工程建设实践中，能够加快工程制图进度，降低因信息不对称引发的损害，提升各参建企业的沟通合作效率。

BIM技术的高效并不取决于它拥有很强的软件功能，而是得益于它数据管理效率很高。相比使用粗放式或者是碎片式的管理方法的建筑工程，应用BIM技术，可让工程整个生命周期的数据实现高效共享。

在设计以BIM技术为支撑的三维可视化立体模型时，借助于BIM平台实现模型专业数据的共享和交流，能够更快、更准地发现问题，整合BIM模型即可形成一個立体的可视化整体。将BIM技术应用在建筑行业，会让建筑企业的施工效率得到显著提升。建设企业的整体竞争实力也会因此得到明显提高。在实际施工的过程当中，有利于避免无效的设计变更出现，尤其是在地下室结构错综复杂、设备管线密集排布的大型建设项目中，对其成本控制、层高设计、施工工序制定等都能起到显著效果。

2 建筑给排水工程设计应用BIM技术的意义和作用

2.1 能够显著提升参建企业沟通效率

以前，在设计给排水系统的时候，很少能够实现数据交叉，极易因工作方式不同而导致规范不标准、不统一。采用BIM技术，使用统一的模型，把管线、结构、机械设备等资源进行整合，为管线施工提供足够的数据支撑，可让各参建方及时全面地了解不同专业的交叉内容、具体的规划设计进展状况以及相关设备的各项参数。

以某枢纽工程消防给排水系统建设为例，该系统涉及范围广、工期紧、任务重，还存在跨省施工的状况，施工图纸很复杂，和土建、机电等专业存在专业数据交叉。因此，就极易出现错误，而BIM技术，能够让工程各参建方明确给排水管线的具体位置，这对于提升工程施工效率是很有帮助的。

2.2 能够让工程建设效率得到显著提升

以前给排水系统施工，施工工作人员需在一定时间内，熟知工程设计图纸内容，并全面了解施工工地周边的环境。只有这样，才能确保管线之间不冲突，结构和管线均处在合理的位置。

借助BIM技术构建三维立体模型，这一模型能够把工程施工效果更加直观地展现给各参建方，从数据的角度还原施工状况，结合实际状况精准模拟管线位置。该模型可将部分截面图更加地清晰地展现出来，设计人员可结合这些内容，对具体施工过程展开全面分析，让施工方案得以优化，施工风险成本得以降低，提升施工效率[3]。

2.3 能够让数据统计工作更加便利

应用BIM技术，可以有效缓解给排水系统施工存在的施工复杂、施工量大、施工效率不高等问题。以前在编制给排水系统工程建材清单时，只能用CAD软件统计造价状况，而使用BIM技术能够让这一状况得到显著改善和优化。

应用BIM技术进行给排水系统参数计算，获取信息的速度更快、效率更高，且数据的真实性也会得到提升[4]。BIM技术能够以最快的速度导出建材清单，其数据库应用能快速导出材料清单，且还可实现数据的单一统计或者是局部统计，这样工作效率就会显著提升，这对于工程造价预算工作而言是很有利的。

2.4 直观呈现建筑管道和结构

以前，在建设建筑工程的时候，设计工作人员要对建筑工程的平面、剖面以及建筑内部的结构进行仔细地检查，再进行设计。但因设计程序的制约，设计工作人员没法获取很全面的建筑工程结构图，导致设计图纸中工程数据存在缺失的状况。用BIM技术创建模型，能够让工程数据完整度得到更好的保证，让设计方案更加直观地展现出来，让质量管控工作能够更加高效，工程建设进度得到更加科学的把控[5]。

以建设一个四层高的中大型会议中心为例，建筑层高要求4.5 m，会议室内有一个0.5 m高风管、0.2 m高桥架、DN150管道的消防主管级顶部喷淋系统。考虑到结构跨度很大，局部梁高仅有1 m，用二维设计制图显示会议室吊顶净高只有2.4 m，根本满足不了实际应用的要求。最终设计人员决定使用BIM技术进行模型构建，同时对净高、设备布线进行了相应的调整。经调整，净高达2.8 m。在设计过程中，对土建、装修、管线铺设等多方进行了协调，最终使用方也表示很满意。这样既节省了建设变更成本，又提高了工作效率。

某些项目地下室的客户出入口为落客区，均采用BIM技术建模优化，整体抬高管线安装高度，让业主进出电梯厅时都能享受舒适的体验感。建筑给排水工程设计中的BIM模型应用示意图详见图1。

3 建筑给排水工程设计中的BIM技术具体应用方向

3.1 可视化设计方面的应用

BIM技术有着可视化、参数化、同步输入等特征，其中可视化逐渐成为给排水系统设计的主要应用方向。在设计建筑给排水系统时，数据收集过程是特别复杂的，数据分类质量直接决定了设计工作的整体质量。

但在传统的建筑给排水系统设计过程中，数据采集等相关工作都是借助于CAD完成的，此平台是通过高程和平面坐标表示的。设计工作人员可结合各类数据还原实际状况，但假设工程结构的位置很复杂，在数据传输的时候，就极易将三维数据扭曲，设计质量和设计精准性就会受到极大地影响。

在建筑工程给排水系统中使用BIM技术，可借助相关软件，实现数据传输的直观控制，保证数据的可靠性和精准性。给排水系统设计属于一种基础性设计，很多时候会存在差异，在设计时，通常情况下需要进行很多调整或者是修改，才能达到一个良好的设计效果[6]。

3.2 材料表及工程量统计方面的应用

建筑工程给排水系统设计工作涉及的内容很多，在设计工作实践中，材料表、工程量的统计工作也是很重要的。在以前编制给排水系统工程材料表的时候，会用到CAD，且还需重复进行运算、调整，但是效果仍不尽人意。

BIM模型是一个数据库，设计工作人员在执行BOM表统计任务中使用BIM技术，能够随时获取可靠数据，从而使BOM表统计工作更简便。在数量统计工作中，工作人员可用BIM技术快速算出供水系统中的阀门数量，各种参数、各种管径的长度以及其他的尺寸数据，这样既有助于统计工程设计总数，又可以结合实际设计要求开展相关的统计工作[7]。

3.3 参数化设计方面的应用

BIM系统需对建筑工程涉及的多个数据模型进行分析和排列。假设实际状况发生了相应的改变，对应的数据肯定也会随之发生改变，这肯定会对建筑工程平面设计工作产生极大的影响。因此，相关工作人员需对相关参数进行合理调整，而后借助于BIM系统对对应的给排水系统参数进行科学设计。在参数化设计工作中使用BIM技术时，可把部分数据录入电脑，然后用电脑进行分析，以提升工作效率。

3.4 卫浴设备安置模拟方面的应用

卫浴设备是建筑工程给排水系统的关键组成，卫浴设备设计是否合理，直接关系到建筑工作的整体性能以及建筑使用者的生活便利性。因此，在工程建设中，卫浴设备的设计和安装往往都是人民的关注重点之一。

和以前的CAD方法进行对比，BIM系统以“族”为基本元素，制作三维模型时，设计规划和绘图都会对系统中的图表、线条等数据进行记录，设计的质量和效率均会得到切实提升。

“家庭”是浴室设备很重要的组成部分，它主要指的是一些特定的卫浴装备，比如说马桶等[8]。在设计时，加载不同的工程或者是一些相关的生产企业，能够让卫浴设备“家庭”得到丰富，而后会更加直观地完成卫浴设备取景设计，这样卫浴设备设计质量和设计效率均会得到显著提升。

4 结束语

当前建筑行业正在实现飞速发展，BIM技术在建筑领域的应用也是越来越广泛，在设计给排水系统的时候，使用BIM技术，能够让设计周期明显缩短，进而让施工效率得到切实提升。从二维向三维发展，会让设计方案变得更加直观、可视化程度更好，也为后期的施工环节提供了极大的方便。

和发达国家相比，我国的BIM技术在建筑工程领域的应用依旧还不够普遍，仍有较大的进步空间。各建筑企业应积极使用BIM技术，从引入相关概念，到进行深层次的理论科研工作，再到該技术的飞速发展和广泛普及，最终实现该技术的深层次应用。

BIM技术有着调整方便、模拟化和可视化程度较高的特征，让给排水系统设计效率和设计方案可行性得到明显提升，进而实现各资源的优化配置，避免产生浪费，因此在建筑给排水系统中得到了很普遍地应用，也正推动整个建筑业实现更好的发展。

参考文献

[1] 张琳.BIM技术在建筑给排水设计中的应用分析[J].工程与建设，2022，36（1）：82-83+86.

[2] 张赞.基于BIM的建筑给排水设计与优化研究[J].智能建筑与智慧城市，2021（1）：110-111+114.

[3] 刘培峰.BIM在建筑给排水工程设计中的应用[J].江西建材，2020（7）：62+64.

[4] 李玉成.基于BIM技术的建筑给排水参数化建模及二次开发应用研究[D].合肥：安徽建筑大学，2021.

[5] 皮杨子婷，陈志明，王昱.探究建筑给排水工程中BIM技术的应用[J].水电站机电技术，2022，45（11）：103-104+122.

[6] 王雅.BIM技术在建筑给排水设计中的应用[J].工程技术研究，2022，7（11）：191-193.

[7] 刘丽娜，张鑫，杨嘉睿，等.BIM技术在某高层建筑给排水设计中的应用[J].低温建筑技术，2019，41（8）：48-50.

[8] 谢小东.基于BIM技术的建筑给排水设计与优化研究[D].南京：东南大学，2019.