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BIM技术在建筑给排水工程设计中的应用

来源:华盛论文网 发表时间:2019-02-23 10:24 隶属于:工业论文 浏览次数:

摘要 建筑给排水3-程设计体系随着科技及时代的发展也在日益进步,相较传统CAD软件,BIM模型提高了建巩kx-给排水工程设计质量及工作效率。首先对BIM技术进行了概述,并详细介绍了其在建筑

  [摘要]建筑给排水3-程设计体系随着科技及时代的发展也在日益进步,相较传统CAD软件,BIM模型提高了建巩kx-给排水工程设计质量及工作效率。首先对BIM技术进行了概述,并详细介绍了其在建筑给排水工程设计中的应用,分析了其目前存在的一些不足之处。

  [关键词]BIM技术;给排水工程;管线综合设计

  随着建筑功能的提高,管线种类日益复杂,管道设计难度也相应增加,碰撞及交叉的现象时有发生。传统的二维设计处理这些问题耗时又复杂,且经常出现错误。BIM技术应运而生,它是一种利用三维模型将建筑信息进行共享及传递的新型技术。基于此技术的给排水管道设计能立体化、多视角的进行管道检测,并进行设计成果修改。本文主要探讨了基于BIM技术的建筑给排水管道设计的应用,以期为后续研究者提供系统的理论指导。

  推荐期刊:《中国给水排水》是面向全国给水排水和环境工程界的专业性科技期刊,是中国建筑类核心期刊和中国科技论文统计源期刊,具有较高的理论导向性和较强的工程实践性,在国内享有盛誉,被称为中国水行业的“首席杂志”。

  1BIM技术概述

  BIM技术是一种新型的设计及管理方法的应用,可将所有涉及的专业的信息放在一个工作平台,各专业可根据需要调取需要的信息,并可根据需要进行必要的调整更新。设计人员使用BIM软件完成相关设计工作便能产生新的工作数据,并及时反馈入BIM模型中,实时更新。该模型的出现实现了不用专业进行信息的实时共享交流,便于各部门合作协作,缩短了整体工作周期,便于整个项目更加高效的开展。图1为BIM软件工作流程图。

图1

  具体流程为各专业先根据二维图纸进行BIM建模,利用检测功能对各专业模型的一致性进行检查,查看图纸是否有误,若存在错误就返回CAD图纸,再查看模型是否存在错误,若存在错误也返回CAD图纸进行修改。当图纸及模型均不存在错误时,BIM软件建模成功。

  建筑给排水包括建筑项目中的给水、排水及消防工程。主要负责将水引入建筑内,并将污水、废水排出。整个系统可分为压力系统和重力系统,其中重力系统需要足够的高差,且管道需要设置为一定坡度才能保证水流不出现堵塞。

  为保证管道的坡度要求,且保证安装及检修的顺利进行,需给排水专业预留一定的空间。

  同时,利用BIM软件进行给排水管道设计时,除绘制管道,还需绘制阀门、法兰等一系列管道连接件。图2为某建筑项目的BIM给排水模型。

图2

  2BIM技术应用

  2.1安装仿真设计

  指导施工是安装仿真设计最重要的目的。各种管线错综复杂导致建筑给排水系统施工时吊顶区域非常混乱。这不仅会增加设计时间,也造成了设计资源的浪费。若此时在BIM技术中引入时间维度,即开发出更合适的四维安装时间表,使设计程序及安装简单化,减少设计变更,提高工作效率,尽量节约资源,减少浪费。

  2.2可视化设计

  建筑给排水设计是以独立系统为基础。这些系统会存在于部分楼层中,若修改系统中的部分,可能会对多个楼层产生直接的影响。

  传统的二维设计时,不同楼层都有自己的排水系统,修改小的链接需要改全部的排水设计模块,而以系统为基础的BIM技术可相对方便得修改图纸,并保证设计的准确性。且传统的CAD图纸是分为平面、剖面及立面3种形式表达设计成果,是专业设计人员根据自身的立体感想象设计成果的三维信息,这就导致信息传递可能因为设计成果太过复杂而产生错误,失去信息的真实性。而BIM技术能直观的表现设计成果,确保信息传递的准确及完整性,降低资源浪费,提高工作效率。

  2.3材料表的统计设计

  BIM软件出现之前,建筑给排水设计人员利用CAD软件统计给排水材料工程量,经常出现错误,且耗时较大。若出现变更较多,材料工程量需要重新统计时,又要重复工作。而BIM软件拥有强大的数据库,工作时可实时显示材料列表,避免错误的出现,且不费时。

  利用BIM软件显示的材料列表,可统计工程量,进行整个项目的预算、估算和方案比选。

  2.4协同设计

  传统的CAD软件由于自身缺陷,不能加载复杂的附加内容,故需完成建筑给排水设计图纸后,再向结构及电力专业提供相应的信息,工程量巨大且繁琐。

  而BIM软件可将所有专业的信息收集在一起,故当跨专业需要提取资料时可直接提取信息,并可根据需要对相关专业的信息进行修改。

  使用BIM模型后,一个建筑项目的所有专业人士使用相同的工作平台,这不仅简化了工作量,还更加便于各专业之间的协同沟通,提高工作效率的同时,还保证了工程设计的准确性。

  2.5参数化设计

  为更好帮助设计人员进行设计、维护建筑项目的设计工作,BIM软件构建了Revit系列软件。根据相同的数据库建模,Revit系列软件将二维图纸及模型中所有的表格和三维图纸都以信息的形式显现,且当修改Revit参数时,图纸、平面、剖面、立面、数量表等中对应的图纸都会自动进行修改,并实时显示修改后的状态。如给排水设计中部分工程量发生变化,只需要在相应位置修改材料表中的工程量,相应的平面及模型等都会发生变化,极大地提高了工作时间及工作质量。进行建筑给排水设计时,Revit参数主要实现表达模型及工作数据参数化的结合及BIM技术与计算机的结合。Revit参数的出现取代了传统CAD中Execl的作用,更加准确高效地进行项目设计工作。

  2.6管线综合设计

  传统的CAD等软件的管线综合设计为二维层面,通过耗费大量人力和时间的人工检测,可完成整个工程的管线综合设计。但由于人为主观能动性的影响,有时难免存在错误,尤其是复杂的工程,最终影响工程的顺利实施。

  但BIM模型的管线综合设计为三维层面,能直观有效的反应管道综合后的净空高度,故可在BIM模型完成后,最真实地了解三维模型下所有管道的真实位置。

  绘图完成后,可观察给所有管线是否存在碰撞现象,并可利用检测功能,检查管线是否存在硬碰撞或软碰撞],其中,硬碰撞是指物理意义上的碰撞;软碰撞时指检修、安装及使用空间上的碰撞。

  然后将碰撞检测的结果实时准确地反映给建筑给排水设计人员,迅速修改图纸,提高工作效率,最终保证整体工程的顺利实施。

  2.7三维扫描的设计

  该设计的原理是将电、光与计算机技术有机结合,主要用于对物体结构、空间外形及色彩的扫描,对物体的表面空间坐标实现准确获取,该技术不仅能实现空间的测量,而且具有精度高,速度快的优点。

  目前,三维扫描设计主要用于建筑给排水工程的改造及施工验收阶段。相对于传统的人工测量及定位方式,该测量结果误差更小,测量结果更符合工程实际,可有效缩小工程成本。

  3建筑给排水工程设计应用问题

  作为科技与时代进步的产物,BIM技术相较传统建筑给排水设计技术的优势很明显,但其也处于发展阶段,还有很多亟待完善的不足之处。总结发现,目前BIM技术在建筑给排水工程设计中存在的主要难题是协同设计复杂及修改难度系数大。

  协同设计复杂是由于BI的协同设计方案由工作集系统及含链接系统组成,且这两个系统都有一定的局限性。其中,应用工作集系统时,权限获取及权限释放的过程很复杂;而应用含链接系统,难以进行管道综合性调整。

  修改难度系数大是因BIM系统包括排水系统的各种数据信息,十分健全,且因数据查询技术较为先进,提高了查询数据的效率。

  同时,由于BIM体系涉及建筑给排水的各个设计方面,如施工预算、施工进度、物业管理等,这些设计方面都有自己的工作参数,需分级分类,故会出现分级过多等问题,一旦需要对这些参数进行修改,工作量庞大。

  除这两个问题以外,建筑给排水工程设计中BIM技术的应用还存在其他问题,需根据工程实际相应调整。

  4结束语

  作为新型的三维设计技术,BIM体系近些年得到飞速发展,发展空间巨大,能极大提升建筑给排水工程设计成效。BIM技术在我国尚处于起步阶段,很多设计院还没有使用该技术,设计、应用及推广都存在问题,整体体系亟待完善。BIM技术是科技与时代进步的产物,给排水设计人员应积极思索创新,推动BIM技术的研发,进而推动整个建筑给排水设计的发展。

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