BIM技术在建筑给排水设计中的应用

BIM技术在建筑给排水设计中的应用

何云    鲍晨

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摘要：为了满足现代经济和社会发展的需要，在建筑给排水设计工作中，应加大节水节能技术的应用。采取有效的节能节水措施，是实现可持续发展的必然要求。本文分析了在建筑给排水设计中应用节水节能技术的必要性，介绍了基于节水节能技术的建筑给排水设计思路与依据，研究了节水节能技术在建筑给排水系统中的应用策略。同时，结合三个实际案例，分析了节水节能技术在建筑给排水设计中的应用效果，并总结了在建筑给排水设计中应用节水节能技术的挑战与对策，旨在实现保护环境与资源的可持续利用的目标。

关键词：BIM技术；建筑给排水设计；应用

引言

因国民经济的高速发展，人们的物质水平全面提升。在这样的背景下，人们对衣食住行提出来更高的要求，尤其是居住环境。对于建筑排水系统而言，人们的要求也不再是满足于用水稳定与安全的基础功能要求，而是在基础功能要求上更多地考虑美观性、合理性。除此之外，在可持续发展大背景下，建筑排水设计还要满足节能环保要求。但传统的二维计算机辅助设计技术在后期专业协同、图纸整合方面常常会出现管线碰撞问题，再加上其在后期无法联动修改，导致整个过程繁琐度较高。

1在建筑给排水设计中应用节水节能技术的必要性

受人口增长、环境污染以及气候变化等因素的影响，全球水资源短缺压力不断增大。联合国发布的《2023 世界水资源发展报告》显示，全世界有 26% 的人口缺乏清洁饮用水；在过去 40 年里，全球用水量每年的增长速度约为 1%；目前，全球约 10% 的人口生活在水资源极度紧缺的国家，多达 35 亿人每年至少有一个月处在用水短缺的情况下；在全球范围内，平均有 80% 的废水未做任何处理就被排放到生态环境中，而在一些发展中国家，该比例甚至高达 99%。以上这些问题给环境和经济都带来了巨大的压力。

2传统建筑给排水设计分析

2.1基本设计要求

建筑工程的给排水设计，旨在满足用户对于洁净水源和有效排水的基本需求。实际设计当中，设计者需要准确把握液体的流速、流向、压力等参数，确保水流在管道中不产生过大的摩擦损失，同时保持合适的流速，以避免管道积水或堵塞。此外，还需要精确计算管道的截面积及管道的坡度等。设计者还需考虑管道系统内外的水压分布，以确保系统在正常使用情况下能够保持平衡和稳定。在给水系统设计中，要考虑水的温度变化对管道系统的影响，以确保水在流动过程中能够保持适宜的温度，满足用户的实际需求。

2.2传统设计模式存在的不足

在传统的给排水设计领域，尽管 CAD 等技术的引入为设计师提供了更多的工具和便利，但仍然存在一些不足之处。传统给排水设计常采用二维设计方法，这在处理大型建筑物的管线空间时存在一定的局限性。二维设计难以充分表达空间关系和立体感，使得设计者在管线布局上难以准确评估不同管道之间的交叉情况。这可能导致设计碰撞，增加施工的难度和成本。另外，传统设计中缺乏足够的专业协同工作，设计师、结构师、电气工程师等专业领域之间的合作不够紧密。

2.3未能实现协同设计

BIM 技术在给排水设计中的一大优势是提高了设计的协同性。通过 BIM 平台，建筑设计团队的各个成员，包括建筑师、结构工程师、电气工程师以及给排水工程师，能够在同一个数字化的环境中协同工作。这种实时的协同性使得各专业之间的信息交流更加迅速和高效，避免了传统设计中信息沟通不畅、误差传递的问题。在给排水系统设计中，不同专业的工程师可以共同查看、编辑和更新相关信息，确保系统各部分的协调性和一致性，从而提高整体设计质量。

3BIM 技术在建筑给排水设计中的具体应用

3.1项目样板设置

BIM 设计过程中项目样板可以简单地理解为设计人员建立一个标准模板，为后续多专业协同设计做准备。Revit 软件中尽管有样板文件，但这些样板本件根本无法满足实际设计需求。因此，在初期需提前预设主要视图样板，如工作视图、管线综合视图以及出图视图等。除了图视图之外，其他的视图都是用在建模与专业协调提资中，可在视图中添加任意信息，不受出图标准限制。但出图视图需要严格按照出图标准制定，如管线粗线线宽、附件按图例显示等。另外，项目样板设计只有同时满足行业规范标准与二维绘图标准时，才能保证图纸设计的规范性，进而减少后续不必要的工作。与此同时，设计还必须保证多专业设计的整合性与通用性。

3.2BIM 建筑给排水的设计

通常情况下，每个设计人员都在同一平台进行各自专业设计任务，最后各专业再将各自设计好的 BIM模型同步到负责人的中心文件中，整合成初步设计模型，再借助 Revit 的分析功能或其他软件的分析功能，及时发现初步设计中的不足之处，然后针对具体问题进行相应的优化。首先，基本设置。设计人员对管道、管件以及设备进行加载、编辑，并将各类给排水管道配套设施加入构建族库中。若需要修改属性，可通过类型属性对话框操作处理，修改的属性信息一般包含型号、名称以及材质等。基本设置是构建建筑给排水模型的基础，其有助于 BIM 模型记录建筑给排水系统中构件的相关信息。其次，设备选型与管道铺设。基本设置完成后，构建建筑给排水系统模型。对 dwg文件进行链接处理，并在 MEP 项目文件平面图展现给排水平面图，以此为基础构建建筑给排水系统三维模型。

3.3正向设计

BIM 正向设计是指从草图设计到最终交付的成果均为信息模型工作模式。但由于多方面因素的影响，如成本问题、效率问题等，对正向设计的发展形成了阻碍。正向设计发展目标有三个，分别是先构建模型后出图、工程项目所有专业整体化以及三维设计无死角。首先，先构建模型再出图。正向设计可以将设计人员的思路直接展现出来，然后通过 BIM 模型来满足项目建设需求，同时还可以避免转化过程中出现设计信息遗漏情况。其次，三维设计无死角。由于正向设计是以 BIM 模型为中心，即通过 BIM 模型对工程项目的全过程进行管理，在三维模型下指导全过程，这样可以有效减少建筑给排水设计盲区，进而提升给排水设计方案的科学性与合理性。

3.4基于 BIM 的建筑给排水管线避让优化设计

基于 BIM 的建筑给排水设计在管线避让优化方面具有重要优势，其关键目标是确保专业管线在建筑结构内相互避让，以最大限度地优化空间利用率，防止资源浪费，降低给排水施工难度。在管线避让的优化设计中，应遵循一些基本原则。首先，小管径管道需要避让大管径，这是因为小管径的造价和安装难度相对较低。通过合理避让，可以降低施工成本，提高建筑施工的效率。此外，有压管需要避让无压管，因为无压管的安装难度更大，需要考虑设置坡度，而随意变动易影响管线空间排布。对于低压管和高压管之间的避让，应考虑到低压管造价较低且高压管弯折难度较大的实际情况，遵循此原则有助于保证管线使用的安全性。

结语

综上所述，给排水系统作为建筑工程的重要组成部分，其设计方案质量的好坏直接影响建筑工程项目的整体质量与效果。因此，建筑工程建设单位必须认识到给排水设计工作的重要性。传统设计软件以二维图纸为主，很难及时发现设计盲区，导致建筑给排水设计方案的合理性大打折扣。而 BIM 技术具有可视化、优化性以及协调性等优势。

参考文献

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