周雨 雷云飞
中交铁道设计研究总院有限公司 中交铁道设计研究总院有限公司
摘要：BIM技术的应用极大的减少了人为设计误差，其基本的设计思路是根据建筑工程结构，完成三维模型构建，然后在模型中完成管道布局，对布局结构，管道属性进行模拟仿真分析，找出布局设计不合理之处，继而完成给排水设计和优化工作，同时利用BIM软件完成了二维向三维的转变，经验向量化的转变，缩短了设计时间，减少了设计成本。
关键词：建筑给排水；设计；BIM技术
引言
给排水工程作为建筑工程中不可缺少的配套工程，对于工程后期的使用质量有着明显影响，因此必须要做好建筑给排水设计，保证工程后期使用效果。传统的给排水设计中，根据工程设计情况，布置规划给排水线路图和施工方案，在施工过程中容易因为设计变更而导致给排水施工质量差。同时因为建筑工程越加复杂，给排水设计难度进一步增加，尤其是在高层建筑以及一些结构性较为复杂的建筑中，很多位置不能够单纯的依靠设计者的经验或者原有的参考书进行设计，还需要通过更加立体的模型来辅助设计，其中BIM软件应用十分广泛。
二、建筑给排水设计中BIM应用策略
2.1 项目准备
在建筑系统中进行给排水设计，首要做好的项目准备和模型构建，因为给排水系统是依附于建筑结构之上的，只有完整准确的建筑模型，才能够保证后期设计的正确性和完整性。在模型创建方面，根据建筑结构特点，对于某个模块的给排水系统进行模型创建。
2.2 协同设计应用
在完成模型创建以后，对给排水系统开展设计，传统的设计方式是基于某个部门独立完成的，而利用BIM软件，可以多部门协同设计。要考虑到给排水设计不仅仅是给排水工程，还涉及到建筑工程、电力工程等多个方面，所以在设计过程中必须要将各个系统的信息汇总集合到一起进行分析设计。通过各个部分的协同设计，能够简化工作流程，更快更好的发现设计过程中出现的不足和漏洞。
在具体的设计过程中，BIM软件系统的内容修改，在其关联系统也会发生改变，这样就保证信息更新及时，避免因为传统信息传递方式带来的设计修改问题。
2.3 管道综合布局
BIM软件相较于传统的建筑CAD利用各种图形标识来替代实际物体，对于设计人员要求较高，在设计过程中，如果存在识图问题，必然会影响设计精度。利用BIM软件，可以模拟管道综合布局，通过三维直观系统，将三维管道在建筑内的分布情况更加直观。在完成管道在建筑内系统布局以后。利用BIM软件自带的碰撞检测功能，对于布局合理性进行检查，可以快速找到管道布局相互干涉的问题，并且因为管道布局术语参数化设计，在系统中更改方便，可以很快的根据碰撞结果，对管道布局进行调整，完成设计优化。
在具体的布局中主要包括两个方面，排水横贯的参数设定和立管的参数设定。排水管道的模拟安装，首先对排水管道的参数进行测定，例如管道内外径、管道安装高度、管道材质配置和其他的尺寸参数，对比建筑设计图纸，利用左侧的属性栏对管道的参数进行优化设计。同样的设计方案也可以对立管安装分析设计，保证设计质量。
2.4 参数化设计应用
所谓的参数化设计主要是两个方面，因为BIM系统的数据库是根据设计原则，将数字转化为三维的一款专业软件。系统中数据库的设计都是依据国际标准或者国家标准进行设计的，很多设计参数只需要按照选择就可以，系统已经完成了自动标准化处理，保证了设计参数的圆整。其次BIM设计过程中，所有的布局都是参数化控制，利用输入模型坐标，完成图形建模。因此在后期的形成布局工程图时，设计的参数就会自动放映在工程图中。所以根据实际工程设计问题，可以实时更改，保证了工程设计的合理性，提高了设计质量，保证了设计效率。在实际的设计中，可以利用EXCEL等方式，直接完成参数设计，提高了设计效率。
2.5 材料表统计
给排水施工中需要大量的管道、阀门等装置，在设计过程中必须要计算出所有的材料使用量以及阀门等相关设备数量，传统的计算方法依靠设计图纸和相关的计算公式，完成材料量计算，计算效率差，同时计算结果存在一定的偏差，利用BIM软件能够快速的完成材料量的统计计算，为前期的成本预算等提供了数据支撑。
三、BIM建筑给排水设计中应用优势分析
根据前文所阐述的内容，传统的设计形式与使用BIM的给排水设计相比，在一些方面略显不足，具体表现为以下几个方面：
3.1 二维三维的快速转变
随着BIM给排水系统设计系统的发展，系统不仅仅能够完成三维的管道构建，还可以实现二维和三维图形之间的快速转化，减轻了工作人员的工作量，提高了工作效率。同时在实践使用过程中发现，BIM系统提供了各类设备的附件或者插件，大大提高了建模速度和建模的真实性，包括阀门、泵等设备。三维视图的客观性方面也由于其他软件，因此在市场上BIM具有一定的统治地位。
3.2 设计变更的快速调整
给排水设计中需要考虑的问题较多，供水排水，各个系统之家的相互流通转化，以及电力辅助系统的应用。这些参数的变更都会影响给排水管道布局、管道材料以及管道的公称直径，如何解决这一问题，就需要根据设计参数变化，实时调整。但是传统的变更势必会将所有的图纸推到重画。而利用BIM则不需要如此操作，只需要在系统软件上进行关联设计，当个其他因素发生改变时，则给排水系统则根据设计原则自动调整，避免了设计变更带来的成本增加，增加了设计时间。
3.3 仿真模拟的优化分析
传统设计中给排水专业对管道系统的水力学计算都比较粗略。无法进行流体仿真模拟。大多都是根据经验估算出相关数据，再以一定的富裕量进行设备选型。通过 BIM设计，所有管路被精准的建模后，可以进行管路流体仿真模拟。水力分析计算非常精准。这方面在暖通、建筑、结构专业体现的更为明显。例如日照分析、节能分析、抗震分析、通风分析等等。
3.4 设计文件的传递性
传统设计的二维图纸，无论对于后续的工程概预算、施工人员的读图、业主方的后期运维，都极其不便。概预算人员通过二维图纸计算工程量，统计数据误差极大。施工人员对于较为抽象的设计内容无法准确理解，可能造成施工事故。项目建成后的业主运维，可能出现由于缺乏专业知识，无法直接读图解决问题 ；或者由于图纸缺失，无法及时准确。
四、BIM应用趋势
随着BIM在给排水系统中的应用，未来给排水系统的设计理念和设计标准会更加丰富，对于BIM技术而言，未来应用点主要是在以下几个方面：
4.1 精准化
BIM作为数字化软件，其优势就是将经验性的设计转化为数字参数设计，传统的设计就会完全变成了量化设计，进一步提升了设计精准度。
4.2 BIM的二次开发应用
作为一个开发的软件系统，利用二次开发对于给排水设计而言极为重要，在现有的建筑结构中，给排水设计的 标准、设计原则也在发生改变，但是BIM软件本身并没有及时进行更新，则需要设计人员自助开发相关的设计流程，满足现代给排水设计中的需要。
4.3 数据库资源的进一步丰富
给排水设计中需要使用大量的管道等材料，新材料管道以及新设备都被应用到现代建筑施工中，如果系统内数据库资源不能够做到与时俱进，则必然会影响精准度，如果将市场产品与系统数据库相连接，则会进一步提高设计效率和设计质量。
结束语
BIM技术的应用极大的减少了人为设计误差，其基本的设计思路是根据建筑工程结构，完成三维模型构建，然后在模型中完成管道布局，对布局结构，管道属性进行模拟仿真分析，找出布局设计不合理之处，继而完成给排水设计和优化工作，同时利用BIM软件完成了二维向三维的转变，经验向量化的转变，缩短了设计时间，减少了设计成本。
参考文献
[1] 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, v.41;No.254(08):53-55.
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