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摘要：针对某建筑项目设计情况，对其给排水设计中BIM技术的具体应用进行深入分析，并提出BIM技术未来发展趋势，以此为BIM技术的应用发挥最大化作用效果及效益提供参考依据。
关键词：给排水设计；BIM技术
给排水设计是建筑项目设计的重要内容，在以往的给排水设计中，主要采用二维CAD的方法，而这已经无法适应项目建设和发展需要，应在明确BIM技术重要作用和意义的基础上，将其引入到实际的给排水设计工作中。
1工程概况
某住宅建筑工程总建筑面积约1万m2，高13.3m，采用框架结构。建筑给排水主要包含给水、热水、污水、废水、消火栓及自动喷水灭火。为响应国家号召与政策，保证给排水设计质量与系统品质，本工程的给排水设计采用BIM技术进行。现围绕本工程实际情况，对其给排水设计过程中BIM技术的具体应用作如下深入分析。
在我国，BIM仍处发展阶段，和传统的CAD技术相比，BIM具备协同设计功能，并能实现管线综合设计、碰撞检查显示、设备与材料统计，能为施工提供全面的模拟资料，但现在只有大型设计院才尝试采用这项技术。设备专业应用BIM体现在以现有CAD图纸为依据，借助Revit软件建立三维模型，再利用这一模型完成碰撞检查及管线综合。对于本工程项目，无论是建筑专业、结构专业、给排水专业、暖通专业，还是复杂度极高的电气专业，均可由BIM取代以往的CAD设计，以此从根本上提高设计水平与质量[1]。
2给排水的BIM设计
2.1协同设计
项目设计过程中，不同专业之间经常要进行沟通，对设计信息予以共享，此时利用RevitMEP建立链接模型能帮助设计人员实现协同设计目标。建立MEP项目后，将模型链接至项目文件，利用复制及监视的功能，对建筑标高、轴网与所用卫生器具等进行读取，再建立需要的平面用于实际工作。对建筑模型进行链接的同时，对结构模型也予以链接，这样能在制图过程中第一时间发现并解决和结构专业可能发生冲突的各项问题。完成对建筑与结构两个模型的链接后，利用复制及监视功能，对建筑模型所示标高图元进行复制，再建立相应的楼层平面图。
以RevitMEP为基础的协同设计，其方法为先建立中心文件，各工作组的成员能对中心文件及其副本进行编辑，并和中心文件实现同步，把掌握的设计信息向图纸当中同步。同时，其它专业负责人还能和中心文件进行链接。通过这样的处理，能使不同专业在开展BIM技术的基础上，完成实时更新，达到最终的协同设计目标[2]。
当项目要由多人进行设计时，在相同工作平台上进行画图，此时可能对他人设计成果造成误删。对此，可按照系统或楼层构建工作集，各参与者均对应各自工作集，在工作开始前，选择相应的工作集。通过这样的方式，就确定了不同参与人员的具体工作范围，如果未处在工作集范围之内，则无法进行修改。在建立工作集之前，对Revit用户名进行设置，不同人员的用户名应不同，若存在用户名相同情况，在工作时不能和中心文件进行同步。
2.2给排水设计
在以往的给排水设计中，都采用CAD技术，设计人员凭借自身经验，在平面图当中采用图块与线等方式来表达，再通过流量、标高及管径等的标注进行设计。而BIM的出现和应用彻底了改变这一工作模式，能使设计人员得到三维模型，对设计过程中存在的冲突及碰撞进行检查。因BIM设计现在还没有明确且统一的出图标准，故其图画表达需要严格按照现行制图标准进行出图[3]。
2.2.1建立族、样板
在给排水系统中，有很多专业管道，在制图时必须予以标注，当采用CAD进行制图时，应先进行图层设置，以便之后制图时对制图信息进行查看与更改。而当利用RevitMEP进行设计时，同样要做好以上各项准备工作。并且为了以后能灵活运用软件，需要提前对给排水模板予以设计，同时在这一模板当中进行族的载入，完成对管道系统的建立、具体参数的配置和相关专业图纸的创建。如此一来，就能在后续设计过程中，直接对这一模板进行引用。
在Revit软件中，管道系统为单独族，预定有11种不同的管道系统，而系统分类和设计习惯往往不同，除基本组成部分外，还包括雨水与水喷雾等系统。这些预定系统不可删除，同时也不能予以添加。只有在某一类型中，经复制与重命名才可以进行新系统创建。
针对不同的管道系统，应设置相应的参数，比如管道的尺寸、类型与粗糙度，以此为之后的设计的材料实时统计提供便利。在利用Revit软件进行项目设计的过程中，若没有族的支撑，将使设计变得寸步难行。除在数据库当中现有的族以外，还能根据实际需要，创建新族或对现有族进行修改[4]。
2.2.2给排水与消火栓
各楼层平面视图当中，应对不同管道系统实施绘制。先利用复制和监视的功能对建筑所用卫生器具进行读取，然后开始绘制，对管道及系统的类型进行选择。以防火与给排水的相关设计规范为依据，进行平面设计；在绘制管道的过程中，选择正确的管径及偏移量。针对没有坡度的管线，包括给水管与消防管，一般可直接进行绘制；而对于需要设置一定坡度的管线，在绘制的过程中应进行专门的坡度设置。
2.2.3自动喷水灭火
对这一系统进行设计时，若采用Revit软件直接进行绘制，则会使工作变得十分繁琐。而采用合适的第三方软件，根据相关设计规范，则能很快捷的喷头进行布置；并选择适宜的管道类型、材质及偏移量；完成对管径及距离的准确标注。对每个楼层的平面进行设计时，能切换至3D模式，对管线和结构梁及两者之间的关系进行观察，防止碰撞。这一第三方软件即为以Revit软件为基础的BIM软件；通过对Revit软件命令的直接调用，能使操作简化，保证绘图效率及质量。
2.2.4卫生间
对卫生间的详图进行设计的过程中，先对建筑模型所用卫生器具进行复制与监视，然后生成该专业的三维模型；不同卫生器具往往对应不同给排水点，只有将管线正确链接至给、排水点，才不会显示错误。与此同时，对排水管道进行绘制时，还应插入相应的管道附件，并充分考虑排水坡度。三维视图当中，能看到卫生间轴测成果图[5]。
平面图的设计也可采用Revit软件，相较于传统二维设计，没有太大的差别。然而，在绘制时，无论插入哪一种附件或管件，均会提示其安装是否正确，提醒制图过程中的连接是否正确，若不正确，则无法安装，应由设计人员进行调整，最终对设计予以精确表达。当采用Revit软件进行设计工作时，实际上就是在真实环境下开展设计。同时，平面设计中，利用Revit软件建立的模型，不仅生动形象、直观，而且十分精准。
制图时，不同系统往往是在不同图纸上进行绘制的，这样可能会产生冲突与交叉。管线三维模型当中，能直观看出各条管线实际布置情况，据此能对每个碰撞点实施人工调整，对管线进行重新布置，也可通过翻弯来避让。在本次设计过程中，就发现了给水和自动喷水两个管线的立管于清洁间处发生碰撞，对此对给水管线予以重新布置，顺利完成设计，解决了碰撞的问题；另外，消火栓的干管还和自动喷水管线有碰撞，由于碰撞点的数量较多，所以应通过管线翻弯来避让[6]。
在平面图中，管线交叉和重叠的部位均需以制图标准为依据进行调整避让，然后在三维视图中对调整完成后的管线进行调整。在完成管线的调整之后，需要在视觉样式条件下进行隐藏线的选择，此时设计平面图当中可以调整为依据，对重叠管线所处高度关系进行显示，同时自动完成断线。以制图的标准为依据，严格按照小管线尽可能避让大管线的基本原则。基于此，对于消防管线（DN100mm）与自动喷水管线（DN32mm），由于管径相对较小，所以应采用上翻的方法避让干管等管径较大的管线。此时，若对这两条管线予以下翻，则所得图画将和二维完全不同。
2.3管线综合
Revit软件具备链接模型的重要功能，能将不同专业的模型放在同一模型当中，为设备专业开展管线综合提供方便，完成管线综合后得到的结果可直接反映于三维视图，和其它专业模型充分结合，对完成综合以后的管线进行检查，确认是否符合建筑安全基本要求，是否和建筑结构存在碰撞。在对模型进行链接时，均采用原点至原点的方式，将不同专业的模都放到主体文件中，和原点相连；对电气和暖通两个专业的模型进行链接时，应将参照的类型更改成附着；对于视图可见性，需将电气与暖通两个专业需要实现可见的类别，这样才能将不同专业都设计于相同图纸当中进行表达。根据结构的尺寸，完成对管线的综合后，应对电气专业的线槽进行贴梁设置，槽底标高和水暖管线的中心标高分别确定为3.6m、3.5m。
2.4系统图的生成
在平面图中经绘制得到的不同管道系统，可自动生成相应的三维视图。每一条管道系统都混合到一起，利用过滤器，能对不需要的图元及系统进行隐藏，从而生成需要的不同系统图。比如在消火栓系统的三维视图当中，通过对过滤器的设置，对其它类型的管道系统予以隐藏，将视角调整好后，对视图进行锁定，标记好立管的编号和管径，最后即可生成消火栓系统图[7]。
3给排水BIM设计问题
（1）项目设计中，应通过对中心文件的设立来实现协同工作。由于具有很强的协同性，所以能通过和中心文件之间的同步更新项目的各类信息，同时也能通过图元的借用来向其它领域成员实时发送进行变更的请求。然而，对大型项目进行设计的过程中，应由相同专业的多个人来借助图元，但在构建本地文件的过程中，时常会出现借用失败，使模型丢失，无法绘制；另外，通过固定服务器完成对中心文件的构建后，存储至计算机进行本地文件建立，若将本地文件复制至另外一台计算机，将导致中心文件丢失，使设计无法进行。可见，由同一专业的不同人员以中心文件为依据进行本地文件的建立时，由于十分复杂且繁琐，所以任何一个环节发生疏漏，都会产生不良后果，导致设计无法进行[8]。
（2）对尺寸与标高的标注、管道编号与尺寸的标注，以及系统的编写标注，无法进行更细致的分类，使修改较为困难。不同管道系统立管，无法以管道系统为依据进行独立分类，均属同类，若想要把其中一类立管的编号由首层复制至二层，仅可以全部复制，然后对其它立管的编号进行删除；不同种类的管道，在设计中应采用手动的方法插入符号，无法实现自动生成，耗时较长。
（3）在绘制平面图的过程中，系统图是重要基础，对规模较大的项目而言，其系统图很难用Revit软件进行直接绘制，而绘制所得图面也会比较凌乱。
4给排水BIM设计发展
不同软件之间实现协作是一个十分重要的方面，在建筑设计中，往往涉及到很多不同的专业，若所用软件均能使用同一个三维模型，则对软件就提出了必须能对三维数据进行无损读入与写出要求。对此，在今后的发展中，应将重点放在以下几个方面：
第一，开发包含各项功能的超级软件，绕过对三维数据进行读写时产生的冲突；第二，对软件公司而言，应将BIM类软件作为核心，通过不同数据格式及软件，实现数据相互联系；第三，建立统一数据格式，要能在支持全说明周期相关信息的基础上，使每个软件都能支持该数据格式，确保不同软件之间的数据信息交流都能通过该方式来实现，比如现在常见的IFC格式。然而，IFC格式目前还不够成熟，并且还并不能得到各类软件的支持，使软件无法通过国际语言来实现无损交流。
5结束语
综上所述，在给排水设计工作中，运用BIM技术是现在的大势所趋，实践表明，通过对BIM技术的灵活运用，不仅能缩短设计周期，提高设计质量和水平，而且还能实现传统设计无法达到的目标，如综合管线与碰撞检查为，从而为施工提供更为全面和准确的依据。
参考文献
[1]高浩伟.建筑给排水工程设计中BIM的应用探索[J].建材与装饰，2018（46）：101-102.
[2]魏天云.采用BIM技术进行建筑给水排水优化设计[J].黑龙江工业学院学报（综合版），2018，18（07）：72-75.
[3]刘威.BIM技术在建筑给排水设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（11）：130-131.
[4]林霞，黄彩英，万泉.基于BIM的给排水工程设计与应用[J].现代物业（中旬刊），2018（04）：87.
[5]王美城.BIM技术在高层建筑给排水中的应用[J].时代农机，2018，45（03）：119.
[6]张喆.BIM在建筑工程给排水设计中的应用分析[J].山东工业技术，2017（21）：119.
[7]李扬帆.BIM在建筑给排水工程设计中的应用[J].居舍，2017（30）：69.
[8]黄典.BIM在建筑给排水工程设计中的应用[J].中国住宅设施，2017（05）：16-17.