BIM在建筑给排水设计中的应用

BIM在建筑给排水设计中的应用中泰贵嘉建筑设计有限公司，四川成都610000由于国内外对设计内容、深度、表现方式要求不同而造成软件设计功能的差异，所以在应用BIM时应注意提前实现其本土化。由于BIM设计与二维绘图思维习惯的不同，在普及时也会遇到一定的困难，需要避免新的建模与设计方法在普及期损失效率。毋庸置疑，尽管BIM软件还有着诸多不完善的地方，但随着建筑行业信息化进程的加快，BIM设计代表了当今设计工作的发展方向，必将随着应用推广而不断完善和成熟，相信BIM在给排水设计中普及并不是遥远的事情。1BIM在建筑给排水设计中的应用1.1可视化设计传统设计模式下，土建专业向给排水专业提资料时主要基于传统CAD平台，使用平、立、剖等三视图的方式表达和展现，给排水专业设计人员有个“平面到立体”阅读和还原的过程，同时还需要整合结构梁高和位置的信息，因此在遇到项目复杂、工期紧的情况下，在信息传递的过程中很容易造成三维信息割裂与失真，造成差错。而BIM的“所见即所得”具有先天的直观性和实时性，保证了信息传递过程中的完整与统一。更重要的是，不同于土建专业按楼层划分的设计模式，给排水设计是基于各自独立的系统（例如给水系统、自动喷水灭火系统等），各系统的组成部分位于多个楼层，局部的修改（例如立管管位的调整）常常会影响到多个楼层平面。传统设计模式以楼层划分平面，割裂各个系统的内部联系，细小的修改需要调整多张图纸，而BIM从全局上进行绘制，保证了对系统的理解及把控，并且修改起来极其便利。1.2协同设计传统设计模式下，CAD只是个绘图工具，无法加载太多的附加信息，于是给排水设计在绘图之外需要向建筑专业提留洞资料、向结构专业提荷载资料、向电气专业提用电负荷资料等。BIM模式下，所有信息都在模型中汇总（例如水泵的电量、重量、尺寸），跨专业可以直接读取，甚至给排水专业的水泵电量修改后，电气专业的负荷计算可以实时更新。所有专业拥有一个统一的模型，一方面简化了工作模式，另一方面也强化了协同的有效性和联动性。另外，目前各大设计院采用基于CAD平台的网络协同设计，采用的是互相引用参照的方式，在重新加载图纸之前，其他设计人员作的修改并不能实时反映，由于引用的图纸其实是一个大块，各个图元的信息无法直接读出，而影响信息的传递。而BIM模式下，由于是在同一个模型中工作，给排水设计人员可以实时观察到给水系统、消防系统、排水系统等设计的修改，以及其他专业设计的修改，给协同设计带来了质的飞跃，提升了工程质量和效率。1.3管道综合BIM模式既可以将给排水设计从繁琐的拍图过程中解脱出来，又可以将管道综合后的净空高度直观反映出来，以满足项目整体的设计需求。在BIM模式下，三维直观的管道系统反映的是管道真实空间状态。设计师既可以在绘图过程中直观观察到模型中的碰撞冲突，又可在绘图后期利用软件本身的碰撞检测功能或者第三方软件（如Naviswork）来进行硬碰撞（物理意义上的碰撞）或软碰撞（安装、检修、使用空间校核）的检测。通过BIM三维管道设备模型，发现并检测出设计冲突，然后反馈给各专业设计人员，及时进行调整和修改。1.4参数化设计在RevitOR模型中，所有图纸、二维视图和三维视图以及明细表都是基于相同建筑模型数据库的信息表现形式。RevitOR参数化修改引擎可以自动协调在任何位置（模型视图、图纸、明细表、剖面和平面中）进行的修改，并且可以在任何时候、任何地方对设计做任意修改，真正实现了“一处修改、处处更新”。例如：在给排水设计后期，平面布置的调改，造成消火栓、喷头以及其他消防设备数量的变化，在材料表中可以实时更新，从而极大地提高了设计质量和设计效率。参数化不仅体现在模型表达形式的高度统一，更重要的是将辅助计算引入BIM设计。例如：以往给排水设计在水力计算时习惯于在Excel或其他软件中编制公式，制作计算表等进行辅助设计。而BIM设计过程可以直接从模型上读取设备和卫生器具信息，设定好管道的摩阻等水力特性参数后，即可自动修改管径。1.5材料表统计以往编制材料表时，一般依靠给排水设计人员根据CAD文件进行测量和统计，这样费时费力而且容易出错，如果图纸修改，重新统计是件非常繁琐的事情，而且工作量巨大。BIM本身就是一个信息库，可以提供实时可靠的材料表清单；通过BIM获得的材料表可以用于前期成本估算、方案比选、工程预决算等。1.6安装模拟设计目的就是未来指导施工，施工过程中一些复杂、管线较多的吊顶区域，各分包常常是互不相让，互相挤占空间。在这一方面造成了不必要的浪费，另一方也耽误工期。将时间维度引入三维设计，通过制定准确的四维安装进度表，可以实现对施工项目的预先可视化，可以合理安排安装进度，更加全面地评估与验证设计是否合理、各专业是否协调，可以简化设计与安装的工作流程，减少浪费、提高效率，同时显著减少设计变更。2工程实例在RevitOR模型中，下面简单的工程实例（卫生间给水管道）来简述三维设计的过程。2.1放置卫浴装置三维设计与传统设计最基本的不同是：跳过了以往画图的点、线、面、体等常规线条，直接采用族（例如：门、墙、水泵、洗脸盆等）来进行绘制，在此基础上搭建建筑模型。2.2创建给水系统在项目浏览器中，选择该系统的所有卫浴装置，本实例中选择洗脸盆和座便器，随后选择“创建给水系统”。该步骤为属于同一系统中的卫生器具建立逻辑连接。2.3向给水系统增加卫生器具及管道可以通过两种方法实现。方法一：编辑系统，将需增加的卫生器具添加到给水系统中，从而建立逻辑连接；随后自动生成布局。方法二：直接从需增加卫生器具的连接点开始绘制管道，接至管件接口。方法一适用于增加较多卫生器具的情况；方法二适用于管道转折较多的情况，但对于有坡度的排水管道，方法二中所绘管道与管件接口的连接较困难。3BIM在给排水设计方面目前存在的问题（1）目前BIM设计还没有形成统一的满足施工要求的设计标准（2）BIM协同设计有两种模式，工作集合链接模式。工作集方式中权限的获得与释放较为繁琐，连接模式下管道综合时调整管道较麻烦。（3）BIM希望其内在的参数能够涵盖设计、概预算、施工、物业管理等整个环节。但过多的参数造成分级分类方式过多，修改较为复杂，并且有许多冗余信息。（4）族库不够完善，缺少符合中国建筑设计标准的构件。（5）生成二维图纸功能较弱，需二次深化。（6）数据流通的问题。其与各种分析软件的接口还不够完善。（7）进行管道计算、系统计算前，管道与器具、管道与设备必须建立逻辑连接和物理连接，有时候一处管道没连好，造成整个系统无法计算。4结语建筑信息模型（BIM，BuildingInformationModeling）是一种创新的建筑设计、施工和管理方法，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。从工作模式上看，以CAD为主的传统设计平台贯穿各个设计环节，从规划设计、方案设计、施工图设计、MEP、绿色建筑、日照节能等多个方面同时进行工作。从时间与效益的关系来看，传统模式是线形的，而BIM则是矩阵型的，单纯对模型来说效益很低，但随着时间的推移，在其基础上的应用会产生大量的成果，并且随着项目复杂度和周期长度的提高，优势愈加明显。从设计成果来看，CAD与手工绘图相比只待变了成果交付的工具，并没有改变成果交付的内容――图纸；而BIM不仅改变了工具，更重要的是改变了成果交付的内容，从而也必将逐步改变成果交付的方法和流程。在发达国家BIM技术已经比较成熟。国内许多大型建筑设计院也对此显示出了浓厚的兴趣。