李忠武,云增良

（1.山金設(shè)計咨詢有限公司，山東 煙臺 264000 2.煙臺康云產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，山東 煙臺 264000）

目前，建筑領(lǐng)域針對BIM 技術(shù)的應用研究大多停留在建筑整體設(shè)計規(guī)劃層面，尚未實現(xiàn)將此項技術(shù)在建筑分項工程施工中廣泛推廣使用[1]。盡管相關(guān)BIM 技術(shù)的研究成果已相對較多，但真正能夠?qū)崿F(xiàn)將BIM 技術(shù)做到一次獨立使用的成果卻相對較少。為了提高建筑工程的協(xié)同化設(shè)計，為建筑行業(yè)的發(fā)展提供更優(yōu)化的技術(shù)作為支撐，本文將基于此項技術(shù)的應用，對某建筑工程項目中的給排水設(shè)計展開詳細研究。

1 BIM 技術(shù)在建筑給排水中的應用特點

BIM 技術(shù)是建筑領(lǐng)域內(nèi)的一項新技術(shù)，闡述此項技術(shù)在建筑給排水設(shè)計應用中的特點，見圖1。

圖1 BIM 技術(shù)在建筑給排水中的應用特點

以上述特點中的可視化特點為例，進行詳細分析，具體內(nèi)容見下文：

在建筑給排水設(shè)計的全過程中，為了保證設(shè)計的成果滿足實際應用需求，應建立一個針對建筑結(jié)構(gòu)屬性信息的模型，將此模型與建筑實體進行匹配，確保模型中含有整個項目中所有實體結(jié)構(gòu)的詳細信息，建筑施工人員或給排水設(shè)計人員可以通過對此部分信息的匹配，實現(xiàn)施工過程中進度的安排[2]。同時，也可在可視化處理項目時，輔助計算機決策技術(shù)，對設(shè)計成果的可行性進行分析?？傊?，可視化特點是BIM 技術(shù)的代表性特點，在進行管線綜合布設(shè)規(guī)劃時，可以借助信息模型中不同節(jié)點的信息進行建筑給排水系統(tǒng)的成圖，優(yōu)化管線設(shè)計流程，提高建筑給排水設(shè)計效率與水平[3]。

2 BIM 技術(shù)在建筑給排水設(shè)計

2.1 基于BIM 技術(shù)的給排水模型協(xié)同與創(chuàng)建

為實現(xiàn)對建筑給排水的設(shè)計，引入BIM技術(shù)，選擇在Revit 軟件當中，完成對多個給排水協(xié)同工作模塊的運行，其模塊分別為鏈接模塊和工作集模塊。首先，在鏈接模塊當中，由于給排水設(shè)計項目文件的外部連接無法實現(xiàn)編輯，因此對于內(nèi)部管線無法進行有效調(diào)整。在工作集模塊當中，盡管對于權(quán)限的獲得和釋放操作繁瑣，并且經(jīng)常出現(xiàn)沖突問題，但對于一項建筑給排水項目設(shè)計而言，更加方便對其進行統(tǒng)一的管線調(diào)整。權(quán)衡上述兩個模塊的利弊，在相同的項目文件當中，完成對給排水、暖通、電氣等工作的協(xié)同處理。

在確定建筑給排水模型的協(xié)同模式后，完成對模型的創(chuàng)建。在創(chuàng)建前，根據(jù)建筑給排水項目對管道、管件以及設(shè)備等，在Revit 軟件當中完成加載和編輯。將所有給排水設(shè)計中需要的管件、附件以及設(shè)備等統(tǒng)一格式，并存儲在構(gòu)建庫當中[4]。在Revit 軟件的“類型屬性”窗口當中，完成對給排水管線的屬性調(diào)整，并對其類型名稱進行設(shè)置。在創(chuàng)建過程中，盡可能避免同時打開CAD 軟件和Revit 軟件時查看設(shè)計圖紙，降低二次操作過程中產(chǎn)生的失誤，以此提高給排水管線設(shè)計的精細化程度。同時，在創(chuàng)建的過程中，還應當充分利用Revit軟件庫當中的各類創(chuàng)建資源，對給排水管線類型屬性進行設(shè)置，并在對應位置上完成對設(shè)備的放置。

2.2 建筑給排水管線避讓及碰撞優(yōu)化

為實現(xiàn)對建筑給排水管線避讓以及碰撞的優(yōu)化，在上述構(gòu)建的給排水模型當中完成優(yōu)化設(shè)計前期分析。根據(jù)具體建筑內(nèi)部空間的高度、使用功能等要求，結(jié)合建筑設(shè)計圖紙當中的吊頂布置形式，對建筑室內(nèi)的凈空間高度進行確定，以此初步完成對配排水管線布置高度的設(shè)計。按照建筑物整體結(jié)構(gòu)體系，完成對給排水管線、暖通管線、電氣管線等是否穿越局部重要大梁結(jié)構(gòu)的可能進行判斷，并對其是否能夠通過水平方向挪移的方式進行調(diào)整，從而避開大梁結(jié)構(gòu)[5]。由于不同的專業(yè)給排水管線的重要性和功能性不同，因此在同一空間當中，必須制定針對不同管線的避讓方案。同時，通過對排水管線的避讓設(shè)計能夠在極大程度上提升建筑內(nèi)部空間的利用率，減少資源的浪費。由于各個專業(yè)的管線在設(shè)計時其二維圖紙都是獨立完成的，因此在BIM 模型當中各個管線的碰撞出現(xiàn)概率相對較高。針對這一問題，為實現(xiàn)對其碰撞的優(yōu)化設(shè)計，在模型當中完成對各個專業(yè)管線的碰撞檢測，其具體流程如圖2 所示。

圖2 建筑給排水管線碰撞檢測流程

按照圖2 中的流程完成對建筑給排水管線碰撞檢測，找出其中設(shè)計錯誤的位置，常見的給排水管線碰撞原因包括管徑標注錯誤、管線布置本身不合理等。針對不同的管線碰撞問題，可采用不同的解決方案。例如，在給排水管線碰撞檢測后，存在消火栓水平管道與暖通專業(yè)管道之間的碰撞，則可通過將消火栓管道水平方向位置向下調(diào)整，使其緊貼通風管道，并在其外部增加層防護鍍層，以此解決其碰撞問題。再以給排水管線設(shè)計當中，消火栓水平管道與電氣專業(yè)管線存在碰撞問題為例，為實現(xiàn)對其調(diào)整，可選擇將這一區(qū)域內(nèi)的消火栓管道水平位置向上平移，并使其緊貼天花板邊緣，以此避免碰撞問題產(chǎn)生。通過上述內(nèi)容完成對建筑給排水管線碰撞的檢測，并針對具體的碰撞情況給出相應的解決策略，以此實現(xiàn)對其避讓和碰撞的優(yōu)化設(shè)計。

2.3 給排水設(shè)計出圖

在完成上述優(yōu)化后，需要完成對給排水管線設(shè)計圖的生成。在出圖時，應當結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)，對其各樓層平面圖中的給排水管線進行分別標記，并按照生活給水管線體系、生活排水管線體系以及消防管線體系的類別進行劃分。為了確保最終給排水設(shè)計出圖時圖面表達符合建筑工程設(shè)計的出圖要求，選擇在傳統(tǒng)二維給排水設(shè)計出圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合Revit 軟件特點，制定一套操作性更強的出圖流程，具體流程內(nèi)容為：在Revit 軟件當中完成對給排水管線設(shè)計BIM 模型的設(shè)計和創(chuàng)建；根據(jù)建筑設(shè)計要求，確定給排水設(shè)計出圖的內(nèi)容和深度要求；構(gòu)建給排水管線管道標記庫，并完成對圖框的編制；針對設(shè)計圖當中的圖元顯示進行設(shè)置；完成對各個給排水管道的標記以及文字注釋；完成圖框內(nèi)信息的輸入；完成CAD 設(shè)計出圖，并導出相應格式的文件。

3 對比分析

為了檢驗BIM 技術(shù)是否能在使用中，做到對建筑給排水設(shè)計的優(yōu)化，在完成上述設(shè)計后，下述將設(shè)計對比試驗，進行本文方法與傳統(tǒng)方法的使用性能檢驗。

此次試驗選擇建筑市場內(nèi)某在建的商業(yè)樓項目作為測試項目，該項目位于地區(qū)市中心，屬于多層建筑，涉及地上4 層與地下3 層，在地上建筑中，1 層與2 層為商業(yè)群建筑，3層與4 層為外租辦公樓。此建筑的整體占地面積為4.0×104m2，建筑設(shè)計層高為24.1m。

在開發(fā)建筑時，基于安全層面考慮，在原有安全設(shè)備的基礎(chǔ)上，增設(shè)了安全消防系統(tǒng)，此系統(tǒng)由三個功能區(qū)域構(gòu)成，分別為主動滅火區(qū)域（根據(jù)火災感應器進行火勢的自動感應，當觸發(fā)火災預警時，自動噴水滅火）、消防栓區(qū)域、氣體滅火區(qū)域。

此次試驗所選的測試對象為建筑中的排水系統(tǒng)，分別使用本文設(shè)計的方法與傳統(tǒng)的方法進行建筑給排水設(shè)計。下述將詳細闡述使用本文方法進行建筑給排水設(shè)計的流程。

在創(chuàng)建此項工作前，需要對建筑正常使用所需的給排水管線、管道等進行分析。根據(jù)建立的建筑信息結(jié)構(gòu)模型，與排水系統(tǒng)所需管道與管線的數(shù)量進行詳細輸出，使用構(gòu)件族庫中操作軟件進行載入處理。在操作界面上的“管線屬性類型”對話框中，進行管線屬性信息的修改，按照此種操作方式，設(shè)計此建筑中給排水管道信息，包括管道型號（污水排放管道、建筑用水進水管道、消防管道等）、管道構(gòu)成材料、管道連接類型、管道進貨商/供貨商等，完成對屬性信息的填寫后，生成一個針對此建筑的給排水管道信息模型。按照2.2 中的碰撞測試流程，對設(shè)計成果進行測試。當測試后證明了所有管線無碰撞后，即可按照預設(shè)的成果對建筑給排水進行施工設(shè)計。按照傳統(tǒng)設(shè)計方法的標準化步驟，進行建筑給排水管線綜合布設(shè)。將地上4 層與地下3 層中所有管線作為測試對象，使用兩種設(shè)計方法對管線完成布設(shè)后，將建筑中每層管線碰撞點作為對比實驗的檢驗指標。提取三維圖示中兩種設(shè)計方案的管線碰撞點個數(shù)，見圖3。

圖3 兩種建筑給排水設(shè)計方案下的管線碰撞點個數(shù)

通過對兩種建筑給排水設(shè)計方案下的管線碰撞點個數(shù)的對比可以發(fā)現(xiàn)，使用基于BIM技術(shù)設(shè)計的成果，實現(xiàn)了地上4 層與地下3 層所有管線的碰撞點個數(shù)為0，而使用傳統(tǒng)的給排水設(shè)計方法進行設(shè)計，無法做到對管線碰撞的優(yōu)化保障。證明了本文方法實現(xiàn)了對建筑給排水設(shè)計方案的優(yōu)化，并且解決了傳統(tǒng)設(shè)計方案的不足。

4 結(jié)語

本文引進BIM 技術(shù)，對建筑給排水設(shè)計展開設(shè)計研究，完成設(shè)計后，通過對比試驗證明了基于此項技術(shù)的設(shè)計成果可以解決建筑管線布設(shè)時存在的碰撞問題，實現(xiàn)了工程建設(shè)施工全過程的可視化，做到了在施工過程中信息的對接與及時共享，保證了工程不出現(xiàn)二次返工的問題。此外，還應在后續(xù)的研究中，進行BIM 技術(shù)其他優(yōu)勢的深度挖掘，通過此種方式，實現(xiàn)對建筑設(shè)計成果的進一步優(yōu)化，保證我國建筑行業(yè)與相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展呈規(guī)范化趨勢。