摘要：目前，建筑给水排水系统体现出的复杂性与专业性越来越突出，对管道布置的要求也越来越高。为了更有利地促进建筑给水排水管道工程的布局，有必要采用先进的技术进行处理。为了避免过去常见的问题和缺陷，BIM技术的应用目前具有很强的价值，更好地实现了整个施工过程的优化，在设计和安装过程中发挥了突出的作用。本文重点分析和讨论了BIM技术在建筑给排水管道工程中的有效应用。
关键词：BIM技术；建筑给水排水；管道设计；设计应用
1引言
随着国家和社会的加速发展和人民日常生活水平的提高，建设项目的复杂性也日益增强。这反映在许多工程建设项目的子系统中，例如建筑给水排水系统的复杂化趋势明显，对设计和施工提出了更高的要求。为了促进今后建筑给水排水系统的建设，必须保证每条管道的安装更加合理经济。应用BIM技术对建筑给水排水管道工程的施工进行有效控制是十分必要的。BIM作为一种有效的技术手段具有很高的应用价值和很强的研究价值。
2建筑给水排水中应用BIM技术存在的问题
2.1信息量大，纠正难度大
BIM基于三维集成图形的设计方法。它包括建筑、结构、设备等方面的应用过程，涵盖了建筑给水排水工程的各种信息数据，为用户提供了越来越合适的信息与资源供应。通过对给水排水工程数据的不断整合，对整合后的数据进行比较分析，能为设计人员提供更全面的数据参数。在实际的施工图设计阶段中，由于建筑给水排水系统设计过程复杂，设计类别小，分支过大，容易造成各种类型的数据参数，造成数据量大的缺陷，这样会在设计工作中产生一些问题。这是设计师在这个阶段预先需要处理的问题。
2.2协同设计的复杂性使得BIM系统难以实现
BIM协同设计主要包括实际使用过程中的工作集成类型与链接类型。这两种类型在现阶段仍存在一些问题。这些问题将导致建筑给水排水系统设计过程中的应用停滞。从工作集成的类型来看，在获取和释放BIM权限的过程中，存在着一个相对零碎和复杂的过程，这在系统设计工作中非常不利，而且降低了使用效率。BIM协同设计还存在一些局限性，这些是一些软件技术问题，需要相关从业技术人员不断地对出现的问题进行纠正和改进。为了使建筑给水排水系统在建筑施工中发挥更重要的作用，有必要不断开发建筑给水排水系统的应用功能，优化建筑给水排水系统在实际设计中的不足之处，为建筑给水排水系统的施工提供更完善的技术途径。作为技术和时代发展的产物，BIM设计技术相对于传统的建筑给水排水设计有着明显的优势，但也在发展的阶段，还存在许多不足之处需要改进。研究表明，在建筑给水排水工程设计中，BIM技术的主要问题主要存在于协同设计繁杂，导致修改难度大。协同设计的复杂性是由于BIM采用的协同设计方案由一个工作集系统和一个包含系统的链路组成，两个系统都存在着不完善的地方。当用户在使用工作集系统的时候，获取其中权限和释放其中权限的操作是复杂的，而带链接系统的应用使得综合调整管道变得困难。修改的困难是由于包括给水排水系统在内的BIM应用系统的各种数据细节信息都非常完善，数据查询夫人技术与之前相比更加便利，从而加快了数据的查询效率与效果。并且由于BIM系统包含建筑给水排水的所有设计的方面，比方说施工的预先计算、施工期间的进度、后期物业的管理等等，这些在设计的角度都有各自的运行参数，需要而且必须进行分类，且存在分级过大等现象。对这些数据的修改也需要有很大的工作的量。
3BIM技术可用于解决建筑给水排水设计中的问题
结合目前建筑给水排水管道系统工程的不断发展，其自身的施工难度越来越大，施工过程中也容易出现明显的偏差问题，致使施工给排水管道无法发挥最大的效益。在此基础上，合理利用BIM技术在建筑给水排水管道工程中已变成一个重要的手段。BIM技术在具体应用中的主要特点如下。
3.1可视化
由于目前建筑给水排水管道工程中的复杂性日渐明显，涉及的管道越来越多，且仍存在明显的交叉现象，因此对于建筑给水排水管道设计的准确性有着显著的影响，很容易形成太多相互矛盾的问题。在此基础上，应用BIM技术可以显示出很强的可视化效果，能明显地满足各建筑给排水管道布置要求，并通过三维可视化模型呈现，可以让设计人员和建筑安装工都能更清楚地了解整个建筑给水排水管道工程。
3.2协调性
在建筑给水排水管道工程的施工过程中，涉及的内容要素范围比较大，对协调提出了很高的要求。应该围绕各个专业进行综合分析。在过去的给水排水管道施工中，经常出现明显的不相容问题。它们不仅有很多的冲突，而且往往与土木工程或其他管道发生冲突。这就增加了设计的难度，同时需要更好地实现设计手段的创新，应用BIM技术可以更好地加强其设计的协调性，实现对所有专业内容的信息输入和分析与处理，全面提高布局的效果。
3.3模拟性
BIM技术在建筑给水排水管道工程中的应用，也能反映出很好的模拟施工的效果，可以在混凝土施工前对设计方案进行模拟施工，更好的分析可能存在的安全隐患，使其更适合建设项目的现场环境，同时能结合建设项目的各种因素调整设计方案，以达到优化效果。这种模拟优势不仅体现在全部工程施工的质量控制中，而且可以应用于工程造价管理和进度控制中，而且效果更加突出。
3.4参数化的设计
为了更好地协助设计师设计和管理建筑项目，BIM概念软件组建了Revit系统性程序。依据一致的数据库开始建造模型，Revit将以信息的方式代替二维的图纸以及模型里包含的全部表格，在调整Revit参数和任意信息的时候，相应的所有内容将自动调整，修改状态也将自动同时的显示出来。如果给水和排水的设计当中有一些工程数据发生改变，只要在对应条件更改材料表里的工程计算的量，对应的平面图示和模型就会发生改变，大大缩短了需要工作的时间。在建筑给水排水的设计当中，Re⁃vit的数据主要体现了展示模型与工作的数据进行结合，使工程设计更加准确并且提高效率。
3.5管道的综合设计
CAD和其他软件管线都是二维的。通过人工检查要用大量的人力成本和时间成本，才可能进行全部工程的管道的修改。然而，受人们主观的能动性地作用，难免会发生出现错误的时候，特别是复杂地项目，最后制约到项目的顺利进行。然而，BIM模型的管道设计是一个三维的层次，可以直接地反映管道集成后的距地高度。因此，在做好BIM模型后，可以清晰地看到三维模型中任意管线的确切位置。同时还可以检查全部的管道有没有重叠的现象，检测的功能可用于检查图中的管道有没有硬的碰撞和软的碰撞（如图1）。硬的碰撞是表示物理的重叠；软的碰撞表示的是检查和安装的距离是否够大。如不满足，可立即改图，最终确保全部工程的进度。
3.63D扫描及设计
本设计将电力、光和计算机相联合，主要是对物体的构造、立体的形状和颜色进行扫描，准确获得物体的外表面的详细位置信息。如此可以做到空间测量，而且准确度好、效率快。3D扫描设计应用在建筑给水排水工程的调整和施工的最后检查收工阶段。与传统的手工测量进而进行定位的方法比，误差明显缩小，最终结果更好，能达到降低项目工程价格的效果。
4BIM技术在建筑设计中的详细应用与方法
4.1执行安装模拟
建筑给水排水系统的设计是为了给施工队的实际施工做指导，使施工队在施工期间更加合理、科学。但是，在实际施工当中，施工的现场常常伴随繁杂的施工条件，如给水排水管道安装混乱，数量多，周围吊装区域复杂，各承包商对施工区域管理混乱，导致施工进度延误和资源浪费。在施工图的设计过程中，采用BIM的三维设计来充分演示施工过程。可向施工人员展示不同的演示结果，根据演示结果，可根据实际情况编制安装进度表，合理的规划施工与安装进度。然后要求施工人员按照安装进度表进行施工，可以避免给水排水工程的设计变更等相关问题，既减少了资源浪费，又提高了工作效率。
4.2物料表的自动统计
在以往建筑给水排水系统的设计当中，有关设计人员经常通过CAD来编制给水排水系统设计数据。这种编制方法是相对片面的，没有数据库比较，容易产生计算误差，使设计工作效率不能有所提高，并且给水排水系统数据若编制错误，相关设计人员不仅要对现成的图纸进行修改，还得重新编辑整个数据库。这意味着设计工作是不可逆的，一旦出现了问题就得重新设计。为了弥补这一问题，目前我国建筑工程设计单位在设计当中经常采用BIM技术进行辅助设计。由于BIM软件本身拥有大量的数据库，相关人员在给水排水系统的数据编制中有便利的数据支撑，使工程资料在清算过程中更为准确，从而提高了工程计算的能力。此外，BIM技术在给水排水系统的设计和预算中也发挥着重要作用，可以有效地节省工程预算，降低成本。
4.3清晰的视觉设计
BIM技术属于一种三维图形模式，不同于之前的CAD施工图。过去的施工图是利用不同类型的线条代表不同的信息在图纸上进行绘制的，而真正意义的构成图则需要设计师在自己的头脑中进行模拟。传统的作图方式使设计工作存在一定的局限性，并不能有效提高工作效率。但是BIM技术提供了一种视觉概念，允许设计师将过去的线条图转换成三维模型，并直观的反应到设计师的眼睛中，使整个设计过程清晰可见，从而提高了整体构建设计的效率。
4.4协同设计的应用
过去的建筑给水排水工程的设计工作主要依靠CAD平台来完成，但他一直属于绘图的工具，不能表示出工程项目的其他重要信息。因此，在建筑给水排水系统工程的设计工作当中，建筑物的结构荷载和电力负荷也应结合起来，负荷增加了工作的难度。但是，如果在系统设计中采用BIM模式，则可以在数据库中汇总和总结项目的所有信息，如：供水水泵具体的型号、尺寸和重量、管线的排布方式及标高尺寸等，以便其他专业人员同样可以随时进行检查和更改。
5BIM技术在建筑给水排水系统设计中的详细应用与方法
5.1管线的参数化
采用BIM技术开始参数化的设计，需要用BIM模型作为起点和数据的源头建立信息为主体的模型，从最开始的规划阶段一直做到最后的施工图的设计，并利用平面裁剪和角度改变不断做调整。具有“流量”和“管径”的数据可用于水力的分析，以最后确定方案。此外，将其和卫生设备联合，以构成模拟图纸。模型可用作碰撞检测和计算与运转保护同时实现一个模型作多种用途。
5.2模拟浴室的安装和布置
在利用BIM技术开始三维的设计时，与传统的CAD不同，在绘制设计的方案和图纸时，越过线条的界限，用“族”为单位，就像CAD中的“块”一样制作图纸。浴室设备必须有连接元件，一般是地板、墙壁等。与浴室设备有关的族可以根据设计的特点建造。它也可以由其他的项目或者一些制造商加载而成。在立体空间里放置卫浴设备。在此条件下，有水槽、便池、地漏等，为了便于布置分析，可以优化浴室设备的设计，为户主提供最好的设计。
5.3连接卫生设备和管路系统
卫生设备和管路系统之间的衔接很重要。实际操作当中，一般要将管件的直径改变用来衔接用水器具。在BIM里需要预先加载具体的不同直径的管件的族，来连接不同的器具。卫生设备和管路系统在这里是同一个系统中的：给水管线和给水龙头都是给水的系统，地漏和排水管线都是排水的系统。在不调整相对的位置的情况下，可以一起移动设置。在繁杂的信息模型里边，可以直接点击具有相同信息的不同物件，方便了统计计算和文件的自动编写，这样就加快了办公的效率。
5.4管路碰撞仿真分析
依据BIM技术便于查看和便于协同工作的性质，建筑给水排水的设计可以简化设计的过程，从而清晰地展示出管道的距地高度、所有管路的交错点、管路和墙体的碰撞等问题。然后输出碰撞检查的报告，可以让设计师方便分析问题，进行调整，使给水排水的系统更合理。
5.5工程量的计算
利用操作的平台和提供的软件，BIM能做到对整个供水系统的阀门的量和运行参数、每条管路的距离和材料、排水的系统里地漏的个数等设备的单子和工程的量进行计算。BIM还能执行单个统计、本地计算、自定义的计算选中的范围，例如一个楼层的设备材料列表和装置的完整项目的统计。即使是特殊用途部件的计算，通过建立逻辑连接，也可以做出全部的的信息列表。
6结论和建议
作为目前建筑给水排水图形设计的一种新方法，BIM技术具有广阔的发展前景。为提高建筑给水排水系统中的设计效率和设计质量，应将BIM技术应用于建筑给水排水系统的工程设计中。采用BIM技术对前期给排水进行系统的规划，会使得建筑给水排水的设计会更有效、更完整。在建筑设计和管路集成以及成本输出等全过程里将有更好的推进。三维的模型超过了二维的图形所表达的信息。三维的模型设计出来的项目会促进建筑技术不断发展，相关专业的技术师要不断优化和改进BIM技术，让先进的技术更加支持和有利于建筑业的发展。