BIM在建筑给排水工程设计中的应用研究 岑惠贤

发表时间:2020/8/20   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:岑惠贤
[导读] 摘要:应用BIM技术进行高层建筑给排水设计与施工的作用至关重要。
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        摘要:应用BIM技术进行高层建筑给排水设计与施工的作用至关重要。BIM技术贯穿于高层建筑给排水施工中的各个环节。本文以建筑给排水工程为研究对象,就BIM技术在其设计中的应用进行了分析,希望为给排水工程的质量提供参考。
        关键词:BIM; 建筑给排水设计; 应用
        前言
        BIM是以三维数字技术为基础的,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。在建筑给排水工程设计中应用BIM技术,能够连接建筑给排水工程生命期不同阶段的数据、过程和资源,能够完整的描述工程全过程,可被建设项目各参与方普遍使用。同时BIM技术还具有单一工程数据源,可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题,支持给排水工程项目生命期中动态的共程信息创建、管理和共享。
        1.BIM技术概述
        所谓BIM技术,就是建筑信息模型,作为一种全新的建筑方式,该技术以三维数字为支持,通过三维设计来实现信息传递与共享,保证界面的可视化,便于及时准确的发现协同设计中存在的问题,以便及时修改调整,这对于设计水平的提升是非常重要的。通过BIM技术的应用,能够科学设计并模拟施工,便于设计、施工、监理单位等单位基于同一平台上来模拟建筑信息,为建筑精细化建造的实现提供支持,可以说BIM技术的应用,对于建筑行业整体发展都具有重要作用。
        2.BIM技术的主要特征
        BIM一般具有以下特征:
        1)BIM的完备性。除了对工程对象进行三维几何信息和拓扑关系的描述外,还包括完整的工程信息描述,如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息;施工工序、进度、成本、质量及人力、机械、材料资源等施工信息;工程安全性能、材料耐久性能等维护信息;对象之间的工程逻辑关系等。
        2)BIM的关联性。BIM中的对象是可识别且相互关联的,系统能够对BIM进行统计和分析,并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化,与之关联的所有对象都会随之更新,以保持模型的完整性和鲁棒性。
        3)BIM的一致性。在建筑生命期的不同阶段,BIM是一致的,同一信息无须重复输入,而且BIM能够自动演化,模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无须重新创建,避免出现信息不一致的错误[1]。
        此外BIM支持建筑师和工程师在实际建造前使用数字设计信息分析和了解项目性能。通过同时制定和评估多个设计方案,建筑师和设计师即可轻松比较并制定更明智的可持续设计决策。
        3.建筑给排水设计要点分析
        在现代社会发展新时期,建筑给排水设计的推进,要科学应用先进技术,并对施工技术加以发展完善,从而更好的满足时代发展需求,更好的提升建筑给排水设计水平。建筑给排水在污水处理、生活用水供给以及消防用水等方面都有所参与,现代社会生活质量明显提升,社会群体逐渐认识到给排水设计的重要性,传统建筑给排水设计已经不具备适用性,其设计功能与步骤相对落后。在建筑给排水设计中,传统供水方式主要包含两种,分别是串联和并联,水箱通过水的储存来满足用户用水需求,确保水压稳定,但水箱体积较大,需要加大的土地面积,因而在建筑给排水设计中, 建筑整体受压程度也会受到影响,一且水箱被污染,
        极易造成水资源浪费的情况。并且水箱抽水噪音较大,住户体验也必须会会受到影响。在建筑给排水设计过程中,需要结合实际情况来选择抗腐蚀性较好的材料,结合住户用水需求来对管道路线长度进行合理设置,这对于整个排水系统的高效运行是非常重要的。建筑给排水设计的过程中,要规范安装透气管道,保持空气良好流通,令水管内压力保持稳定,这对于整个建筑给排水设计水平的提升是非常重要的。
        4. BIM在建筑给排水工程设计中的应用
        4.1安装模拟的设计
        由于给排水管道在施工过程中,往往会出现大量管线,再加上吊顶区域的复杂性,不仅会增加设计时间,而且也会导致设计资源的巨大浪费。由此将BIM技术引入到时间维度,通过编制出合理的思维安装进度表,能够起到科学指导施工的目的。安装进度的合理性是验证和评估工作能够顺利进行的基础,可以简化安装、设计流程,提高资源的利用率,减少设计变更,避免了浪费情况的产生。
        4.2可视化设计
        以往应用二维绘图软件进行给排水设计,细微的修改也需要打开多张图纸,难以准确把握三维形状,而且平面图、立面图、剖视图等各种视图之间不协调的事情时有发生,即使花了大量人力物力对图纸进行审查仍然未能把不协调的问题全部改正。有些问题到了施工过程才能发现,给材料、工期、成本造成了很大的损失。
        应用BIM技术后,应用可视化设计手段就可以解决上述的各种问题。设计人员可以对所设计的建筑模型在设计的各个阶段通过可视化分析对造型、体量、视觉效果等进行推敲,由于各种视图都由模型生成,极大地减少了各种视图不协调的可能性。应用可视化方式也有利于直观地了解设计成果、设计进度以及想要表达的内容,保证了传递信息的完整性和真实性[2]。
        4.3参数化设计
        “参数化”是Revit的基本特性。所谓“参数化”是指Revit中各模型图元之间的相对关系,例如,相对距离、共线等几何特征。Revit会自动记录这些构件间的特征和相对关系,从而实现模型间自动协调和变更管理,例如,通过对模型上卫生器具和设备信息的读取,能够实现对管道口径的自动修改。构件间参数化关系可以在创建模型时由Rcvit自动创建,也可以根据需要由用户手动创建。
        在CAD领域中,用于表达和定义构件间这些关系的数字或特性称为“参数”,Revit通过修改构件中的预设或自定义的各种参数实现对模型的变更和修改,这个过程称之为参数化修改。参数化功能为Revit提供了基本的协调能力和生产率优势:无论何时在项目中的任何位置进行任何修改,Revit都能在整个项目内协调该修改,从而确保几何模型和工程数据的一致性。
        4.4协同设计
        基于BIM的协同设计是指不同专业人员使用各自的BIM核心建模软件在客户端建立自己专业相关的BIM模型(Local File),并与服务器端唯一的中心文件(Central File)链接(图1),保持本地数据的修改与更新,并在与中心文件同步后,将新创建或修改的信息自动添加到中心文件。在设计过程中,各专业都可以在此模型中查看其他专业部件的布置及其他信息,模型中所有的设计数据与信息都是相互关联与依赖的,同一构件元素,只需输入一次,所有与其相关的内容都会发生相应的改变,各工种共享该元素数据并与不同的专业角度操作该构件元素,从而实现信息共享整体推进[3]。
        图1BIM协同设计
       
        基于BIM的协同设计模式可以为设计、施工、业主、经营者之间建立沟通的桥梁,提供处理工程项目所需要的即时相关信息。由于以唯一的建筑信息模型为工作基础,图纸自然地成为了模型自动生成的副产品,各专业设计师通过对建筑信息模型的拆分、组装、显示、信息提取,自动生成完整的建筑设计施工图档。给排水工程中,基于BIM的协同从各工种单独完成项目转向各工种协同完成项目;从离散的分步设计转向基于同一模型的全过程整体设计;从单一设计交付转向建筑全生命周期支持。这一设计模式使得设计内容的分工依据变得更为重要,它彻底改变传统单兵作战的工作方式,要求设计团队更多地关注设计本身,而不仅仅是图纸。
        此外,BIM与协同设计将成为互相依赖、密不可分的整体。BIM为协同设计提供底层支撑,将大幅提升协同设计的技术含量。因此,未来的协同设计将与BIM融合,它将不再是单纯意义上的设计交流、组织及管理手段,而是成为设计手段本身的一部分。我们借助于BIM的技术优势,协同的范畴也将从单纯的设计阶段扩展到建筑全生命周期,需要设计、施工、运营、维护等各方的集体参与,因此具备了更广泛的意义,从而带来综合效率的大幅提升。
        4.5管道综合设计
        BIM模式的应用效益直接体现在管道综合后的净空高度。一方面在BIM过程中,管道的最真实状态可通过三维模式直观的展示出来,设计师能够直接观看到管道发生是否会发生冲突或碰撞。另一方面利用BIM软件,设计师也可以进行软、硬管道碰撞试验,通过将实验结果告反馈给设计人员,能够有效地改善设计工作。
        4.6材料表统计设计
        BIM软件本身所具有的信息库功能,改变了以往的给排水设计人员利用CAD文件对材料表进行统计的状况,不仅能够实时可靠的展现材料清单,而且能够将其应用到给排水前期工程的预算、成本估算及方案对比分析上,极大的节约了时间成本和人力成本,同时能够随时修改的特点也降低了数据统计中的错误率。
        5.结语
        总的来说,BIM技术可以让建筑师从任意视图或任意图纸和建筑模型互动,能够捕获和保留原始设计意图,使非常复杂的设计过程简化。这些应用给建筑项目工程带来新的效益,也为项目工程提供协调的、内部一致的、可运算的信息。因此在给排水工程中要不断推广BIM软件的应用,进而促使我国建筑给排水工程日益完善。
        参考文献:
        [1]冯勇.刍议BIM技术在建筑给排水设计中的实践[J].江西建材.2014(16).
        [2]赵吉.探究BIM在建筑给排水工程设计中的应用[J].中华民居(下旬刊).2013(09).
        [3]张德海,韩进宇,赵海南,姚云峰,尹莉.BIM环境下如何实现高效的建筑协同设计[J].土木建筑工程信息技术.2013(06)
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