BIM在建筑给水排水中的研究及应用
【摘要】：建筑信息模型（BIM）既是一种复杂的多维数据信息模型，又是集成现有多种技术的综合体。随着经济的快速发展，拥有广泛性和无及伦比先进性的技术，建筑行业实现了跨越式发展，而建筑信息模型技术（BIM）可以有效提高建筑业生产效率。即使BIM技术软件在中国还不太成熟，但是BIM理念是正确的，技术也在实际运用中得到了认可。本文通过分析当前给排水工程设计特点，结合给排水工程设计中需要的BIM技术对以BIM为技术基础的设备设计软件进行了研究，指出BIM现阶段存在的问题，以及为BIM应用于建筑给水排水系统提供丰富的理论和应用依据。
【关键词】：BIM 给排水工程应用研究效率一．引言
建筑的给水排水工程设计是建筑工程设计中的重要组成部分，在完整的建筑信息模型中（BIM）中，给排水管道及设备也是比不可少的。目前城市给水系统的源头主要为自来水厂，城市排水系统的最后汇集的地方主要是污水处理厂，随着城镇化脚步的加快，城市生活用水量越来越大，导致需要建立或者扩建更多的自来水厂和污水处理厂。传统的修建模式效率不高，重要原因就是在设计方面花费时间太多，因为传统给排水设计主要基于CAD 平台，一旦遇到项目复杂，工期紧的情况，在信息传递过程中不仅花费时间长，而且极容易造成差错，而在BIM模式下，所有的信息都在模型中，可以专业直接读取，节约了大量的时间，得到了更加准确的信息。正是由于这种背景，本文将着重介绍BIM在建筑给排水设计中的应用。
二．对BIM理念的认识
BIM 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。这个模型在建筑生命周期内，是整个团队共同工作的对象，可供不同参及方从不同角度反复利用，提升各参及方在各个阶段的工作效率和数据统一性。
BIM三大特征：三维化、参数化、智能化。其中三维化是是形式，参数化是关键技术，智能化是结果。在BIM理念中，三维化是基础，开始接触BIM时把三维化作为结果，把BIM模型只使用在效果图和动画中，感觉到开展BIM研究没有意义，实际效果还不如3DMAX，但是这只是一开始的认识。
通过Revit系列软件在工程中的实际运用，我们可以发现，BIM必须要做到“能看”、“能用”、还“能吃”。
“能看”，要求BIM模型能做到完成效果图、动画、实时漫游。
“能用”，要求BIM模型能够完成性能分析、施工模拟、运行控制。
“能吃”，要求BIM模型能够进各个方面的图纸设计，大大减少设计院的工作量，提高设计效率，节约人力，财力。
在满足工程设计需求时，BIM软件必须实现高智能化，能够根据不同专业提供不同功能。智能是体现在各个BIM专业软件，不可能一个软件实现实现全部功能，这需要软件之间接口标准化，BIM模型在各个BIM专业软件中进行无缝转换。
三．建筑给水排水工程传统设计的特点
1.材料丰富，计算复杂
建筑给水排水工程不同功能的给水排水管道材料也有所不同，多而不同材质的管道，其安装要求也不同。
2. 管道种类多、数量多，而且复杂
建筑给水排水工程不同功能的给水排水管道常常有七、八种。不同种类的管道其安装要求不同，合理地布置给水排水管道显得格外重要。
3.占建筑工程的投资少，但作用大
给水排水工程一般占整个项目投资的10%都不到，但是给水排水的设计决定了建筑是否舒适，因此给水排水工程是建筑必不可缺的组成部分。
四．BIM在建筑给排水设计中的应用
1.可视化设计
在传统设计模式下，土建专业主要基于传统CAD平台向给排水专业提供资料，通过使用平、立、剖等三视图的方式来表达，整合结构梁高和位置的信息，一旦遇到项目复杂、工期紧的情况，在信息传递的过程中极容易造成三维信息损失及失真，甚至造成差错。而BIM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及统一，BIM从全局上进行绘制，保证了对系统的理解和把握，对于细微部分修改起来十分简便。
2.协同设计
在传统设计模式中，CAD是个不能加载太多的附加信息的绘图工具，因而给水排水设计在绘图之外还需要向结构专业要求提供荷载及向电气专业要求提供电负荷情况。但在BIM模式下，所有信息都在模型中汇总，可以直接读取跨专业信息，甚至当其中一项信息发生改变，其他及之相关的信息就会实时更新。所有的专业都围绕着一个统一的模型，不仅简化了工作模式，而且强化了协同的有效性和联动性，使给水排水系统设计人员可以随时观察到所有专业设计人员的修改，给协同设计带来了质的飞跃。
3.管道综合
BIM模式的出现，可以直观反映出来管道综合后的净空高度，满足了建筑专业的需要。在BIM模式下，三维直观的管道可以系统反映管道真实的空间状态，工程设计师不仅可以在绘图过程中直观观察到模型中的碰撞冲突，还能在绘图后期利用软件本身的碰撞检测功能或其他软件来进行硬碰撞或软碰撞的检测。设计人员通过BIM 三维管道设备模型，能够发现并检测出设计冲突，及时地进行调整和修改，满足了建筑专业的需要。
4.安装模拟
传统模式下，在一些管道和管线复杂，数量较多的区域，各种管道和管线安装工程通常都存在施工时间和施工空间的重合，直接影响了施工效率和施工质量，而BIM技术可以将时间维度引入引入三维设计，制定出准确的安装进度表，这样就能实现对项目施工进度的预先可视化，可以合理安排合理安装进度，并且更加准确地评估和检验设计是否合理以及各专业是否协调，可以更加简化设计和安装的工作流程，缩短工期，减少设计变更。
五．BIM在给水排水工程中的实际运用
某水厂建造过程BIM的运用：完成三维剖面图、室内效果图、工艺图纸、碰撞检查、施工模拟。在完成水厂主题结构的修建后，进行管道布置。
1.完成水厂建模
2.revit协同工作模式
3.水厂管网碰撞检查
4.水厂管网系统设置
5.过滤池三维平面图
6.过滤池施工模拟图
六．BIM技术在给水排水中存在的一些问题
1.缺少符合中国建筑设计标准的构件，如市政工程常用的管道、管件类型、族库。
2.Revit在绘制管件及管件之间管道的精确长度很难做到精确，现阶段使用的Revit MEP 2014中绘制管件及管件直接相连时比较困难，管件、阀门、设备之间直接相连不太方便。
3.BIM模型重复利用问题，在项目中建成的单体构筑物二次利用难度较大，不能在项目中设置变量，现有的模型复制和移动时经常出现管路连接断开、不能随意移动等问题。
4.出图存在问题，Revit的统计表只能将管道、管件、设备等按类别分别统计，如需合并，则要后期导出后手动修改。注释类型较少，及实际使用差距大，Revit二维功能较弱，无法满足出图要求。
5.目前BIM设计软件还没有形成统一的满足施工要求的设计标准。
6.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。
七．结语
BIM(建筑信息模型)技术是信息技术革命应用于建筑业的产物，尽管现在BIM软件还有着诸多不完善的地方，但代表了当今设计工作的发展方向，随着建筑行业信息化进程的加快，BIM设计也将不断完善和成熟，大力推广BIM 技术，将有助于提高建筑企业的管理水平及技术水平，提高工程质量和效率，增强企业的竞争力。国内的BIM技术发展及推广在2008年是个分水岭，因为奥运会等国际盛会依次召开，市场需求和行业发展催生了大量公建项目，国内建筑行业人士正在寻求可持续设计的整体设计、管理、运营的解决办法，开始把目光投向BIM。
参考文献：
1.《那个叫BIM的东西究竟是什么》何关培
2.《基于BIM技术的建筑节能设计应用研究》曾旭东
3.《建筑给水排水工程》王增欣靳慧霞
4.《建筑给排水》朴芬淑吴昊