BIM在建筑给排水设计中的应用研究
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作者: 许健铭
摘要：近年来，BIM的应用在国内发展迅速，为了推动BIM在建筑给水排水设计中的应用。本文主要对BIM技术在给排水设计中的应用进行了研究，主要从可视化的设计、材料的安排和调整、协同设计、参数化设计、模拟安装和管道综合设计等方面进行了论述，并总结了BIM在给排水设计中存在的问题。
关键词：BIM CAD建筑工程 给排水设计 可视化设计 协同设计 参数化设计
引言
对传统的手工绘图和现在应用广泛的CAD 来说，在设计成果方面，只是绘图的工具的变化，而一些交付的内容，也就是图纸并没有对其更改。然而BIM 在设计的过程中相比较于之前两种绘图方式，它不仅改变了原始的工具，而且更重要的是将交付的内容也相应改变，使得其中所涉及到的流程和方法也得到了更改。现在给排水工程的设计主要会应用到CAD 软件，此软件为二维思维，这一传统设计工作模式必须要将项目进行拆分。而BIM 软件采用的是三维的思维模式，最大的优点是能够对施工图的设计、日照节能、方案设计、绿色建筑以及规划设计等方面进行同时工作。这就大大提高了效率在效益，节约了时间，形象点的看BIM 是以抛物线的形式进行着，而传统的模式只是局限于线性的形式。相信BIM 经过不断的推广，大规模的成果就会有所显现，同时显示出的优势会更加强烈。
1.BIM概述
BIM的全称是“建筑信息模型”（Building Information Model），而所谓的BIM 技术主要是将建筑工程项目中的某个基本构件、施工工序作为一个基本元素，与基本元素相关的数据、信息以及相关的资料组织起来，形成了一个“建筑信息模型”，也是建筑工程项目重要的数据资料库。这些数据不仅仅是反映着建筑元素的集合特征，他们组成在一起还存在千丝万缕的联系。
整个建筑相关的数据资料都储存在BIM集成数据库中，建筑工程项目各项设计内容的参数是相关联的，这样一来就可以在BIM上实现不同专业信息的准确传递与分享。对于一个建设工程项目来说，全生命周期中应该包括了决策、设计、施工、运营、管理不同阶段、不同部门的工作人员，其都可以在BIM集成数据库中得到自己想要的数据，完成自己的各项任务。
2.分析BIM在建筑给排水设计中的应用
2.1可视化设计。在传统的给排水工程设计中，很多资料都是来源于CAD图纸。通过对建筑工程项目施工的平面图、剖面图和立面图的分析，建筑给排水的施工人员来还原建筑物的主体情况， 并且集合建筑图纸的各项数据进行分析。如果施工过程中一旦遇到工期比较紧张，建筑物结构比较复杂的项目，只通过CAD图纸进行数据分析很容易造成三维失真，但是如果使用建筑信息模型BIM，就会让建筑物的三维图像更加直观和真实。最大程度上可以保障数据传递过程中不受损失和误传。
除此之外，土木工程建设项目在设计的模式上也会有很大的区别，主要是按照楼层的不同来划分区域。给排水工程是在土木工程项目设计的基础上进行设计的，但是因为土木工程的设计模式被楼层隔绝联系，所以就让给排水工程的设计有自己的一套系统。所以，局部进行给排水工程的设计方案进行修改可能会影响到整个楼层的工程设计。传统的设计模式会把楼层作为基础，这种方式打乱了系统内部各个部分的内部联系，就算是一个非常微小的修改，也需要参考很多图纸和数据，过程非常繁琐。但是若使用BIM进行绘制就能够充分掌控土木工程项目主体，修改起来也更加方便快捷。
2.2材料安排和调整。建筑的给排水工程材料的使用要进行统一的安排和调整，通常来说是通过对CAD图纸的测量来确定材料的使用量，但是这样就会出现浪费材料、效率低等问题。更加重要的是如果对图纸进行一系列的修改，很容易造成整个设计的失效。BIM 最主要的特点就是他本身带有数据库，大量的数据都存储在这里，人们能够及时的得到材料名单和数量，进行工程的预算。
2.3协同设计。运用CAD进行绘图时，不能够将复杂的附加内容全部加载，设计给排水图纸之后，还要对电气专业提用电的负荷，对结构专业提荷载。然而在BIM的模式中，模型中会汇总全部的信息。当专业属于跨域性，也能够对其直接的读取，有时水泵进行修改电量时，负荷的计算方面也能够进行实时的更新。全部的专业都会与一个模型进行操作，不仅能够将工作模式简化，还能够将协同的联动性和有效性强化。
2.4参数化设计。建筑给排水工程设计在以往来说，设计人员进行水力计算时，习惯于在Excel或其他软件中进行公式编制和计算，而在BIM 上进行设计时，直接可以获取相关设备与卫生器具的数据信息，进行修改的过程中，其他相关参数也会随着改动，只需要设定好管道的摩阻等水力特性参数后，就可以实现对管径进行自动修改。
2.5管道综合设计。对BIM模式的使用，能够直接反映管道在综合之后的净空高度。进行BIM模式的过程中，管道系统进行三维模式的直观展现，是管道所表现出的最真实空间状态。设计师不但能够直接查看模型当中所发生的冲突碰撞现象，还能够在绘图制作完毕后，采用碰撞检测的功能，或者利用其它软件对其进行软碰撞、硬碰撞的检测，其中的硬碰撞所指的是碰撞发生在物理意义上，软碰撞所指的是使用空间、安装以及检修的校核。 模型可以通过三维管道，将设计冲突检测出来，接着会及时地反馈给设计人员，修改和调整方面也会较为完善。
3.BIM在建筑给排水设计中存在的问题
BlM在给排水工程设计应用过程中主要存在着以下几个方面的问题：
3.1 BIM在使用过程中包括的参数类型有很多种，其中包含了施工、概预算、物业以及设计管理等各个方面，过多的参数会导致数据在汇总整理的时候分级方式过于繁琐，在修改设计方案的时候造成不必要的麻烦。
3.2 BIM 的协同设计中包含两种模式，其中包含链接模式和工作集。链接模式开展过程中，进行管道综合时对管道的调整方面非常麻烦；工作集模式开展的过程中，权限的释放和获得比较繁琐。除上述两个问题外，BIM 软件还存在着很多不完善的地方，可是在不断加快的建筑行业中，BIM 软件也在不断的优化，在给排水设计方向中会得到一定的改善。
3.3除了上述我们所提出的BIM在使用过程中存在的问题以外，建筑信息模型BIM软件还存在很多不尽人意的地方，但是随着建筑行业的不断发展，BIM软件业不断的进行更新，总有一天BIM软件会再给排水工程设计中起到重要的作用。
结束语
由于建筑对设计内容的要求不同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在给排水设计人员中的普及并不是遥远的事情。
参考文献
[1]顾海玲.BIM 技术在上海中心大厦建筑给排水设计中的应用[J].给水排水，2012（11）.
[2]过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用[J].建筑技艺，2011（Z1）.
[3]何关培.BIM在建筑业的位置、评价体系及可能应用[J].土木建筑工程信息技术，2010.
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