BIM 技术在高层建筑给排水设计中的应用

段婷婷

（太原市建筑设计研究院，山西太原 030002）

0 引言

给排水系统是保障建筑工程生活功能的重要设施，给排水系统与建筑工程土建施工存在一定交叉，进行传统的给排水系统设计时，由于技术的限制，使设计方案存在协调性差、管线冲突、排布不合理等问题。BIM 技术的应用打破传统设计技术的限制，加强建筑工程各设计环节的联动能力，有效提高给排水系统的设计质量。

1 BIM 技术在高层建筑给排水设计中应用的优势和设计流程

BIM 技术由于本身具有可视化、协调性、模拟性、可出图性等众多优势，在建筑工程建造中的应用非常广泛，将其应用在高层建筑工程给排水设计中，能让工程施工人员直观地了解设计人员的设计意图，有助于施工人员更好地控制施工质量。设计人员可利用BIM 软件平台与施工人员共享BIM 模型数据和信息，并结合实际情况对模型进行持续性的优化和修改，避免实际施工中反复查阅设计图纸，影响工程的施工效率。

1.1 BIM 技术的应用优势

（1）BIM 软件平台支持多方专业人员共同使用。将其应用在高层建筑给排水的设计中，首先由建筑设计人员依托建筑工程的结构参数建立三维模型，然后由其他专业人员对建筑工程结构进行完善，如给排水设计、排风设计、强弱电设计等，通过整合多方资源，最终建立其完善的建筑模型，保证整个建筑工程各项子工程设计的科学性和合理性，使各部分子工程能在统一轴线、标高的基础上进行建设，进而提高整个项目工程的整体质量。对高层建筑的给排水设计来说，设计人员可直接将给排水工程施工中所需全部信息整合到三维模型信息数据库中，还能根据设计需要读取跨专业信息，如水泵的尺寸、用电量等，以节省和跨部门人员的沟通成本，提高协同设计的效率。

（2）依托BIM 技术建立的三维模型，为设计人员提供更加直观的建筑结构浏览视角，有助于提高给排水设计的整体性，避免传统CAD 设计模式下各结构设计图纸互相独立、关联性较差而造成的疏漏和错误，并且BIM 软件能对给排水工程设计中各项设备应用的可行性进行检查，如检查模型中管径的设计数值等，不需要以人工的方式进行检验，有效提高设计质量和设计效率。

（3）BIM 软件平台具有“碰撞检查”功能，设计人员可依托这一功能对完成设计的本专业和建筑工程整体结构设计进行检测，确保本专业中各项设备、管线、孔道、预留空间等不会对其他专业造成影响。一旦检测到各专业之间出现矛盾，设计人员可依照检测结果对矛盾部分进行及时的修正。BIM 技术的这一优势，有效提高了建筑工程设计的联动性和整体性，具有良好的综合性优势。

（4）建筑工程通常具有较为复杂的施工环境，依托BIM 软件中的三维模型对结构设计进行深化，能有效提高建筑工程对特殊施工环境的适应能力，使其更好地满足建筑工程的施工作业条件和施工标准，并以此为依据对实际施工进行有效指导。利用BIM 技术对设计图纸和施工方案的可行性进行检验，能有效减少相关方案中的不足和漏洞，提高建筑工程施工的容错率[1]。

1.2 操作流程

在高层建筑给排水设计中应用BIM 技术，主要是利用该技术进行管线综合二维深化，对当前管线设计的可行性进行验证，避免管线施工中与其他工序和专业产生交叉或影响，并依托三维模型对相关问题进行解决，提高管线工程的施工质量和施工效率。在具体操作中，需要先由专业BIM 工程师依据CAD 图纸建立三维模型，建模过程中，BIM 工程师要与设计师进行充分沟通，就设计方案中存在的问题进行有效沟通和处理。完成建模后，进行综合性的碰撞检查，生成检查报告，然后召集设计单位、建设单位、总包单位和专业分包单位代表人员开展各专业碰撞报告汇报会议。给排水工程设计师在管总调整原则的要求下对管道设计进行优化和调整，确保管线安装空间调整按从上到下、从大管到小管的顺序依次进行，以降低后期调整避让的难度。由BIM 工程师对给排水设计再次进行碰撞检测，确认无误后，出具各专业二维图纸，并在图纸中详细备注管线的平面位置、标高、翻弯节点等信息，为施工人员做出详细的指导。另外，还需出具机房出入口、走廊过道、车库上方等结构复杂位置的剖面图，以减少管道工程施工的误差[2]。

2 BIM 技术的应用措施

某商住两用建筑共有5 个单元，总建筑面积约20000m2，该建筑地上共17 层，每层层高2.9m，地下车库1 层，层高3.9m，机房层高4.6m。该高层建筑给排水设计内容包含整体给排水系统设计和消防系统的设计。依托BIM 技术进行给排水设计，具体设计要点包含以下几个方面。

2.1 在管道预埋设计中的应用

建筑工程给排水系统施工与土建施工存在交叉工程，应用BIM 技术对管道预埋进行设计，能有效规避后期施工中可能出现的设计变更问题，提高建筑工程的整体施工效率[3]。利用BIM 技术构建建筑工程三维模型，依托模型设计给排水系统管道的预埋位置，当施工出现变化时，设计人员需要同步更新三维模型的相关数据，并根据最新的模型信息对管道的预埋位置进行调整，提高管道施工的协同性，以及给排水工程的施工效率。

2.2 在管线密集区域设计中的应用

高层建筑工程中不仅含有给排水管道，还包含燃气管道、供电电线等，各类管线排布地密集程度较高，为避免给排水管道与其他管线产生交叉，保证各项管线作业间形成良好的配合，工程设计人员利用BIM 技术对各项专业进行碰撞检查，并对与其他管线工程存在交叉的节点进行修正，保证建筑工程各项子工程的施工质量，避免在实际施工中对子工程进行返修或更改。另外，设计人员依托BIM 技术对管道工程施工中可能出现影响因素进行充分预测，并制定相应的风险预防方案，在保证设计方案具有高度科学性和合理性的基础上，选择合适材质的管道[4]。

2.3 在管道分区设计中的应用

由于高层建筑地上层数较多，对给水系统的供水压力要求更高，根据层数的变化对给水系统进行分区设计，能提高给水系统运行的质量[5]。工程设计人员在设计过程中应用BIM 技术进行给水系统分区模拟设计，以保证管道分区设计方案的可行性，同时对方案实施过程中可能存在的问题进行预测和处理，规避施工问题。

2.4 在消火栓设计中的应用

消火栓是建筑工程给水系统中的重要构成部分，消火栓设计的合理性会直接影响建筑工程的消防水平，对保障居民的生命财产安全具有重要作用[6]。在进行消火栓的设计时，需要全面考虑建筑工程的层数、高度、平面设计等因素，利用BIM 技术的监控管理功能，在三维模型中对不同消火栓设备和相关设备的安装和使用进行模拟，以确保高层建筑在发生突发灾情时，消火栓设备能有效发挥作用。同时，设计人员需严格遵守建筑工程消防设施设置的要求和规范，严格遵守相关设施的设计步骤，确保消火栓设计的科学性。

2.5 管线碰撞检查中的应用

BIM 技术中主要应用REVIT MEP 程度对所有管线布局进行碰撞检查。BIM 软件程度的应用难度较小，设计人员可在相应模块中输入给排水管线的相关参数，程序会在参数录入完成后自动开始碰撞检查，指出当前设计方案中存在管线较差的节点，使设计人员能依托碰撞检查结果对给排水管线布设位置进行针对性修正的，为工程正式施工提供指导。

3 BIM 技术应用发展建议

虽然BIM 在实际应用中已经表现出多种实用优势，但是也存在一定局限性，如执行标准不统一、协同管理水平差、行业体制存在不足等[7]。为推动该技术在国内建筑行业的应用和发展，政府部门和建筑行业内应认识到BIM 技术的应用优势，在行业发展中积推动BIM 技术的应用，利用BIM 技术提高建筑工程施工中各个部门的协同作业能力，同时加大对BIM 技术的研发力度，丰富BIM 软件的功能，提高BIM 软件的兼容性，以及BIM 技术的服务水平。

4 结语

综上所述，BIM 技术具有多项良好的应用优势，在高层建筑给排水设计中科学应用BIM 技术，能有效打破传统工程设计的局限性，弥补传统工程设计中存在的缺陷，提高建筑工程各项子工程设计的协调性，为后续实际施工提供可靠设计指导，为提高建筑工程的施工质量、保障建筑工程的施工进度、控制工程的成本支出做保障，推动建筑行业不断进步。