BIM技術在高層建筑給排水的應用

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【摘要】為了優化管綜布置方案、減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失，采用bim技術對哈爾濱市某小區商住混合樓的建筑給排水工程進行設計。在各系統設計計算以及CAD繪圖基礎上，采用BIM技術，進行三維建模、可視化管理，可以直觀得到各系統管道是如何敷設、與設備連接狀況，以及管道是否發生碰撞。BIM技術可使項目管理信息化，提高建筑質量、縮短工期以及降低建設成本。

【關鍵詞】BIM；建筑給排水；數字化模型；協同設計；建模

0引言

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技術自1975年被提出后，隨著其技術的成熟發展與應用，已經成為繼CAD技術之后的建筑行業的第二次革命[1-3]。采用BIM技術，可提高設計人員工作效率，并且可以有效促進設計數據重復使用，避免信息資源浪費。在建設項目設計階段，運用相應的三維BIM技術，能直接進行建筑、結構及水暖電設備專業的同步設計，建立一種帶有屬性信息的三維設計模型，因此，同一項目的BIM數據對各個專業可以實現共享，這樣可有效地避免由于重復輸入數據而引起的失誤[4]。三維可視化是BIM技術最直觀的特點，利用BIM技術，在建設項目設計前期即可進行管綜排布方案優化、碰撞檢查、優化凈空，這樣可以減少在建筑施工階段出現錯誤、損失及返工的幾率。最后施工人員可以利用碰撞優化后的三維管綜排布方案，進行施工交底、施工模擬[5]。高層建筑給排水設計的關鍵問題是系統需分區、管材需根據不同系統特點進行選擇，所以對各系統的管道設計要求較高，容易發生管道碰撞，凈空高度不足，對此造成的拆改返工問題[6,7]，在設計過程中引進BIM技術進行審核，進行機電管線綜合排布，確保室內凈空高度的控制要求以及工程量的精確統計，模擬真實施工效果，避免在施工時出現管道碰撞問題，從而降低施工成本，縮短施工周期。

1BIM在建筑給排水工程中的應用

傳統的建筑給排水設計模式是采用CAD技術進行二維設計，在平面圖中使用線和圖塊的組合方式來表達設計內容，最后再進行標注建筑標高和管徑[8]。而采用BIM技術，工程師可利用可視化的設計模型，直觀發現設計中的碰撞沖突[9,10]。目前，BIM設計圖根據《建筑給水排水制圖標準》進行出圖[11]。BIM技術借助RevitMEP軟件，設立了一個給排水設計的公共平臺，在平臺中嵌入給排水設計中常用的模板，包括創建管道系統、配置管道參數及建立圖紙信息等。一般RevitMEP軟件中會預設包含生活給水系統、中水系統、污廢水系統等在內的各種系統形式，在實際設計過程中，對應軟件中的任意一種管道系統，只需設置管道參數，例如管道尺寸、管段類型，便可實現項目的設計。這種方式的另外一個優勢是便于后期設備材料的統計。

2項目概況

本工程為哈爾濱市某小區商住混合樓，建筑高度91.80m，屬一類高層建筑。建筑地上部分共28層，地下一層，建筑總面積為30295.63m2，1~3層為商用裙房，4層以上為住宅。建筑給排水設計主要內容為：建筑給水系統、建筑排水系統、建筑消防系統和建筑屋面雨水系統。

2.1生活給水系統BIM建模

首先進行生活給水系統設計及計算，主要包括給水方式選擇、管材選擇及管道布置、給水管網水力計算、加壓及貯水設備選擇等。采用CAD技術，繪制商住混合樓地下一層生活給水平面圖、首層及標準層生活給水平面圖、衛生間生活給水大樣圖等圖紙之后，采用BIM技術，進行三維建模、可視化管理，直觀的看到給水管道是如何敷設，與衛生器具連接狀況，以及管道是否發生碰撞，以下是BIM生活給水系統建模圖。

2.2室內消防系統BIM建模

首先進行室內消火栓給水系統、自動噴淋滅火系統設計及計算，采用CAD技術，繪制地下一層消防平面圖，首層和標準層消防平面圖、地下一層自動噴淋平面圖，首層和標準層自動噴淋平面圖，以及消火栓系統圖和自動噴淋系統圖等圖紙之后，加入BIM，進行三維建模、立體化，直觀的看到消火栓給水系統、自動噴淋管道是如何敷設，并且是如何與消火栓、噴頭連接的，管道之間是否發生碰撞等問題，以下是BIM消防系統建模圖。

2.3生活排水系統BIM建模

首先進行生活排水系統的設計及計算，主要包括排水體制選擇、排水管道布置和敷設、排水系統水力計算、局部處理及提升構筑物選擇。采用CAD技術，繪制商住混合樓地下一層生活排水平面圖，首層及標準層生活排水平面圖、衛生間生活排水大樣圖等圖紙之后，采用BIM技術，進行三維建模、可視化管理，直觀的看到排水管道是如何敷設，與衛生器具連接狀況，以及管道是否發生碰撞，以下是BIM生活排水系統建模圖。

2.4BIM建模效益分析

（1）經濟效益。基于BIM技術應用，提高項目計劃的可行性：節約施工成本，減少二次拆改施工；控制空間成本，確保在有效的空間內合理布置各專業的管線；降低時間成本，有序施工，縮短工期。其中節約成本7.8萬元，提升吊頂標高100mm，累計優化工期20天。（2）社會效益。在與社會各階層、業主方等相關單位相對接時，可以非常形象、直觀、多角度化、精細化、節點化的對施工過程進行全方位的展示，在展現現場管理與軟件管理相協調的基礎上，可更加展示出BIM技術應用上的實力，以及對現場施工的管控作用。通過BIM模型，直觀、準確展現施工過程、關鍵節點、現場問題細節，進行可視化方案交底，減少專項交底會議35場，大幅提高了溝通效率。基于BIM的圖檔管理應用，查詢圖紙效率提高了80%。

3結語

對哈爾濱某小區商住混合樓的建筑給排水設計，是了解其建筑基本資料和建筑特點的基礎上，對建筑給排水各系統進行設計與計算，采用CAD技術對各系統進行平面圖以及系統圖的繪制。在CAD圖紙的基礎上，建立以BIM應用為載體的項目管理信息化，對建筑和管道進行建模，使其具備信息完備性、關聯性、一致性以及設計可視化、模擬性、協調性、可出圖性和優化性特點。同時，BIM技術可以提升項目生產效率、提高其建筑質量、縮短工期和降低建造成本，并將項目參與方，例如建設單位、設計單位、施工單位和監理單位等協同在同一平臺上，共享建筑信息模型。利于項目可視化、精細化建造，將設計更好的呈現出來。在BIM模擬構建過程中，可以及時發現項目設計過程中存在的問題，從而及時提出有效改進措施并加以改進。因此，BIM技術可應用于大型的綜合設計項目，可以有效地提高設計質量、設計效率以及設計水平，同時能夠有效延長設計成果。例如，可以將BIM設計成果延伸到施工階段、運營服務管理等階段，促使其科技含量得到極大地提升，實現社會效益和經濟效益的最大化。應用BIM技術，使項目管理信息化，提高其建筑質量、縮短工期以及降低建造成本。

參考文獻

［1］吳娜.BIM在給水排水消防設計中的應用［J］.重慶建筑,2015,14（12）:64-67.

［2］楊佩衡.BIM技術在建筑設計中的應用探索［J］.水利與建筑工程學報,2016,14（6）:235-238.

［3］王義錫.BIM技術在建筑給水排水工程設計中的應用［J］.中外企業家,2017（14）:134.

［4］李會濤.烏魯木齊甘泉堡工業園區綜合樓給水排水專業BIM設計概述［J］.給水排水,2013,49（7）:77-81.

作者：劉麗娜 張鑫 楊嘉睿 郭鵬 單位：黑龍江工程學院土木與建筑工程學院 深圳市協鵬建筑與工程設計有限公司 哈爾濱綜合開發建設有限公司