BIM视角下建筑给排水专业的应用价值
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摘要：近几年，我国对于bim技术的运用越来越多。鉴于建筑给排水专业也位列其中，文章以BIM技术在建筑给排水的运用为视角，研究其优势与趋势。
Abstract： In recent years， the Building Information Modeling technology were widely used in China. This paper will investigate the advantages and trends for the application of BIM technology in Building Water Supply and Sewerage engineering as this field is included in the scope of BIM technology.
Key words： Water Supply and Sewerage engineering；BIM；application
中图分类号：TU821.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）13-0191-02
0 引言
随着人民生活水平的不断提高，用户对建筑的需求不再局限于居住需求，他们开始关注建筑造型、室内空间、智能化设备、舒适度环境等等，对于建筑给水排水设计师来说，怎样在有限的建筑空间中容纳更多的设备以营造更加舒适的居住环境成为一个棘手的问题，越来越多的设备又必将涉及到专业协作的问题，于是协调配合也将越来越棘手。
九十年代八部委发起的“甩图板”第一次革命让设计师从画板铅笔中解脱出来，投入到CAD的点线面中来，随着时代的发展，二维制图已不能满足需求，第二次革命在来临的路上，把一个设计的所有专业的信息，统一到一个模型中去，使其在整个生命周期服务于各类专业技术人员，正在成为一种潮流，一种趋势，这便是建筑信息模型，简称BIM。
BIM技术改变了建筑行业，改变了建筑给排水专业。越来越多的给排水工程师开始运用BIM技术去解决工程问题。
1 BIM技术概述
BIM，英文全称Building Information Modeling，中文名称建筑信息模型。建筑信息模型的相似概念是由美国的 Chuck博士[1]于1975年提出来的，那个时候Building Description System成为了BIM的雏形。在中国，BIM这个概念在21世纪进入建筑市场，发展到今日已有一定的成果。住房和城乡建设部于2016年12月2日第1380号公告，批准《建筑信息模型应用统一标准》为国家标准，编号为GB/T51212-2016，自2017年7月1日起实施。此标准是我国第一部建筑信息模型应用的工程建设标准。在该标准中对于BIM的定义为“全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达”[2]。
BIM技术通过数字信息不仅能模拟工程项目中所有的三维几何信息，还包含众多非几何形状信息，以此来构建与实际项目相同的工程数据模型。BIM技术为工程项目各个参与方提供了一个便利的协作平台，使各参与方通过平台和模型进行有效沟通。
2 案例分析
笔者有幸参与了一座高层办公楼的给排水设计工作，地下2层，地上22层，总建筑面积近4000m2。在该大厦地下2F有一个450T消防水池和一个193m2的消防泵房。该水泵房内设一个容积为33m3不锈钢生活水箱及不锈钢水泵两台，水泵型号为ADL（F）20X12（Q=22m3/h，H=133m，N=15kW，一用一备），消毒采用SCII-5HB水处理设备，全自动运行。室内消火栓采用临时高压系统，加压采用消防专用泵两台，加压泵型号为XBD16/40-150D/8-W5（Q=40L/S，H=160m，N=110kW，一用一备）；喷淋加压泵两台，型号为XBD15/50-150D/6-W5（Q=40L/S，H=161m，N=110kW，一用一备）。
该项目实现了可视化设计，设计师在虚拟空间里漫游检查体验各个构件及其参数，综合考虑设备的摆放及管线的空间排布方案。该工程运用Revit软件中的“碰撞检测”功能发现多处碰撞，有效地预防了施工中返工的问题。三维模型每个构建都被赋予时间信息概念，把时间信息与构件信息相对接，将安装进展形象地表现，形成动态的设备管线安装过程模拟。
3 BIM视角下建筑给排水设计优势
伴随着BIM技术进入中国，在建筑给排水设计工作的三维视图、模拟施工、管道的碰撞和交叉问题、管道综合布置的空间问题和美观问题、各个参与方工作的衔接、建筑给排水系统附属配件的管理等方面，无论是理论研究层面还是与之相关的技术和衍生产品，都发生了改变，这些改变是积极的，进步的。
①面向对象设计，设计结果可视化：线、面、块已成为过去式，直接使用构件或族来进行设计表达是BIM技术的一大优势，比如管道，用信息化可渲染的柱形来表示，效果很逼真，设计成果即为直观的三维立体模型，可快速地为设计师传达设计理念，方便各个参与方进行直观有效地沟通。
②协同设计：BIM技术的出现，让真正的协同设计得以实现，在统一平台下，各专业在一约定好的三维空间同时设计，方便各个专业及时沟通，早日发现管线碰撞、设备安装空间不足等一些二维设计中通常不易发现的问题，楦排水专业深化设计提供便利。
③多方案对比，择最优方案：快速、高效的设计过程使多方案设计成为可能。设计师可通过多方案设计来降低设计成本，也为甲方创造更多的利益。
④进行复杂的工程计算：基于BIM技术的完善数字化信息使各个给排水系统的快速计算成为可能，特别是管线复杂的楼栋，为设备选型提供依据。同时还可生成材料统计表等各种报表，为工程施工及运营维护提供数据支持。
⑤可出图性：BIM模型一旦搭建好，平面、立面、剖面图纸即可导出，除此之外，综合管线图纸，综合结构留洞图以及改进的方案和侦错报告等也能导出，可以说BIM技术所带来的这种优势是空前的。
4 BIM在建筑给排水中的发展趋势
4.1 全生命周期的应用
建筑信息模型是一种全新的数据信息管理方法，它将可行性研究、设计、招投标、施工、租售运营、拆建等各阶段的数据资料全部包含在模型之中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能拥有准确完整的数据。这一技术打破传统理念，不再需要重建模型，只要补充新的信息即可，改变了零散分布式的建筑工程状态，将技术深入贯彻到建筑全生命周期的概念中，使建筑全过程一体化的理念可以实现。
4.2 管道工业化
随着管道安装的工程量急剧增长，改变管道安装传统方式的，采用工厂化预制的先M方法来提高劳动生产率、缩短工期、降低总成本、降低环境污染，将成为一种趋势。《管道工厂化预制技术规范》将管道工厂化预制定义为“将一个或数个管段在工厂（车间）完成组装，焊接，形成一个整体的过程”[3]。BIM技术为管道工业化生产提供技术保障。准确的BIM给排水模型在设计阶段即已呈现，将数据输入管道预制工厂即可实现管道、管组的生产，以达到施工单位的要求。
4.3 BIM与物联网
物联网的存在可以赋予建筑物内每根管道、连接件、设备等唯一的标签，依靠底层的传感网络对其进行监控，实现对建筑空间和内部设备的管理，但遗憾的是不能记录物体更详细的属性信息。而BIM技术的存在正好可以补缺，模型中能够储存建筑物内所有构件在设计、施工、运营过程中的非几何信息，两者具有很强的互补性。
BIM与物联网的集成应用实质上是建筑全过程信息的集成，底层信息的感知、采集、传递和监控依靠物联网，上层信息的集成、交互、展示和管理依靠BIM技术，达到了虚拟信息化管理与实体环境硬件之间的有机融合。这是一种先进的信息化管理手段，将对智能建造产生深远的影响。
5 结语
目前在我国，BIM技术的使用发展越来越受到重视，各大设计院开始组建BIM技术团队，各种BIM咨询公司及培训机构应运而生。为满足人民生活水平日益提高的基础设施的建设将会给BIM技术带来更加广阔的前景。BIM技术的发展潜力是巨大的，相信BIM技术在我国建筑给排水专业的应用前景将会迎来一片光明。
参考文献：
[1]Dimyadi J A W， Spearpoint M， Amor R. Generating Fire Dynamics Simulator Geometrical Input Using an IFC - Based Building Information Model[J]. Information Technology in Construction， 2007， （12）： 443-457.
[2]中国住房和城乡建设部.GB/T51212-2016，建筑信息模型应用统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.
[3]中国工业和信息化部.HG/T21641-2013，管道工厂化预制技术规范[S].北京：中国计划出版社，2014.