【摘要】BIM是一种新型的三维模型设计系统，可有效提升、优化设计效果，减少机电管线间的碰撞，在提高建筑给排水设计工作效率时又可优化设计方案，提高施工图准确性和施工的可行性。本文简要阐述建筑给排水工程设计中BIM的应用，以期给相关行业人员一些参考。
【关键词】建筑给排水；BIM；工程设计；应用
1BIM概述
1.1BIM技术概念。简而言之BIM是建筑信息化模型，是一种创新的建筑设计、施工、运营管理方法，它将建设项目不同阶段的工程资源、信息与过程集成到一个模型，是一个完整的信息模型并且有利于各方参与到项目中，从根本上改变从业人员依赖符号文字、图纸的方式进行工程建设和运营管理的工作模式。BIM技术通过多维（三维空间、四维时间、五维成本、n维更多应用）来模拟建筑物的实际信息，为工程设计与施工提供相互协调、内在一致的信息模型，从而实现设计和施工协作的一体化，有利于专业人员共同合作，降低项目生产成本与施工风险，提高工作效率，减少施工项目整个生命周期的失误，确保工程准时高质量地完成，图1为BIM各部门的协调关系。建筑给排水工程设计中，在效益和时间方面，BIM采用抛物线形式，然而传统的模型仅限于线性形式。BIM针对模型而言，收益很低，但经过不断扩张，规模化成果逐渐凸显，随着项目周期增加、过程的复杂性更加突出，所表现出的优势会更明显。虽然BIM的应用还有待提高，但随着建筑业信息化进程的加快，BIM自身的优势将不断完善和成熟。
1.2BIM技术优势。与AutoCad相比，BIM技术有以下优势（表1）：
2在建筑给排水工程设计方面BIM所存在的问题
（1）协同设计复杂。BIM协同设计包括两种模式，即链接模式和工作集模式。给排水工程管道数量多，功能复杂，设计周期短，在执行链接模式的过程中，管道综合过程中存在管道的调整方面的困难。在工作集模式的执行中，权限是以复杂的方式释放和获取的。（2）参数众多，修改难度复杂。BIM中包含的参数有众多，具体包括：设计管理、概预算、施工、物业等。但其导致需要进行过多的分级分类，加大了修改的难度，并且产生许多冗余信息。（3）数据流通问题。BIM与各种分析方法的接口不完善，没有统一的设计标准，不能满足施工要求等。（4）BIM技术国外最先使用，我国建筑设计标准与国外存在差异，缺少符合中国建筑设计标准的构件，有关管件类型、常用管道与机械设备的信息不完善。（5）在进行管道计算和系统计算之前，必须在管道和器具之间以及管道和设备之间建立相应的逻辑和物理连接。如果一个管道连接不正确，会导致整个系统无法进行计算。BIM技术是信息技术革命的产物，虽然存在许多缺陷，BIM仍然代表着当今设计工作的方向。随着BIM技术的成熟，建筑给排水工程设计的工作效率将大大提高。
3BIM在建筑给排水应用范围
3.1仿真设计的应用。建筑工程给排水工程仿真设计的优点是能对施工起到技术指导作用。在给排水工程施工中，由于施工空间狭窄，管道复杂且数量多，从而对管道的安装会产生一些影响。管道施工前，利用BIM技术建立三维模型，在保证施工质量的前提下合理规划施工和科学安排施工时间，保证管道施工安全稳定运行，加快施工进度，减少建设资金投入。在给排水工程设计中，要明确施工预算目标与所需的基本材料，相应的编制材料清单，制定合理的安装方案。并且在工程设计中，应充分考虑和合理规避各种风险，尤其是管道穿叉处应合理布置，防止因为工期进度问题仓促解决问题。应用BIM技术进行仿真设计，可以模拟施工过程，及时调整不合适的部分，检验施工过程的科学合理性，避免施工中无效因素的影响。
3.2排水管道方面的设计的应用。管道的安放位置在整个房屋的建设过程中对整个建筑的整体形象影响很大，因此管道需要安放在合理的位置，从而更好地保证建筑的功能。在管道设计过程中，相关人员可以通过BIM技术更好地了解管道在整个建筑中的位置，更直观地认识管道的实际高度和管道的真实空间状态。在管道布置过程中，碰撞问题得到了很大程度的解决。相关人员可以通过BIM技术识别管道可能发生的碰撞风险，并进行相应的调整。同时，相应的检测可以检测出BIM模式下设计中的冲突，并通过信息技术反映给相关人员。充分认识到这一点后，相关人员可以根据实际情况修改设计，对提高整个建筑给排水系统的管道设计效率有重大影响。此外，BIM技术还能帮助有关人员对排水管道设计中的其他问题进行了解，有利于有关人员及时纠正问题，提高整体工作效率。
3.3可视化设计的应用。在基于CAD技术的建筑给排水设计过程中，设计前需要对平面图和三维图进行校核。然而，因为信息零碎、数据采集的细节不全面等许多因素的影响，导致建筑信息的真实性无法得到保证。BIM技术的应用可以避免三维立体图像的失真。但在建筑给排水设计中，由于工程类型和设计方法不一样，应采用BIM技术进行科学地给排水设计，准确把握了解建筑的主体状况，确保系统整体结构之间的衔接，优化给排水系统的施工。然后相关技术人员进行科学的设计和规范化的图形绘制，从而使设计更为方便，这对提高建筑给排水设计的工程质量具有重大意义。3.3.1设备可操作性可视化建筑给排水中应用BIM技术可以提前检查建筑设备空间的合理性。以某生活给水机房的BIM模型为例，应用BIM技术可以检验机房的操作空间是否合理，优化管道支架。通过工作集的制作，设定不同的施工路线，制作各种设备的安装动画，并不断调整，寻找最优的设备安装工艺与位置。与传统的施工方法相比，该方法更直观、清晰。3.3.2机电管道碰撞检测可视化机电管道碰撞检测可视化是将各种专业模型组装成一个完整的BIM模型，使机电管道与建筑物之间的碰撞点以三维可视化的方式表现出来。在BIM模型中，可以在真实的三维空间中提前找到碰撞点，由专业人员找到模型中不合理的部分及调整碰撞点后，导出CAD图纸。
3.4参数化设计的应用。BIM系统需要分析和解决的一些数据模型，根据建筑本身的特点，其中包含相应的数据表、二维视图与三维视图等形式，然后对相应的数据模型进行分析与整理。如果实际情况发生了一些改变，相应的数据也会发生一定程度的变化，这将对建筑的平面设计产生一定的影响。此时，相关人员需要对相应参数进行适当调整。当相关人员利用BIM系统设计相应给排水工程参数时，这会大大提高相应的工作效率。具体表现为：利用BIM系统进行参数化设计时，可以将这部分信息快速导入计算机进行详细分析，从而提高效率。此外，参数化设计可以以模型的形式呈现，使数据分析更加直观。除此之外，在这个过程中通常使用Excel，操作技术不是很大，数据可以得到及时更新。因此，在将BIM技术应用于参数化设计时，大多数人使用Excel作为工具，这样不仅可以帮助相关人员进行建筑给排水工程的设计，并且会大大提高整体工作效率。
4总结
建筑给排水工程项目中，BIM技术的应用能有效提高施工效率和工程质量，具有良好的使用价值和应用前景。然而，我国在BIM技术的设计、应用和推广方面还存在一些问题，阻碍了BIM技术在建筑领域的发展。因此，在未来建筑给排水工程中，相关人员需加强对BIM应用的研究，充分重视BIM技术对建筑业发展的重要性，使BIM技术有更广泛的应用，从而促进我国建筑给水排水工程的进一步发展。
作者:周鹏瑞 单位:广州市城市更新规划研究院
