BIM技术在建筑给排水工程设计中的应用

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:建筑给排水工程包含内容很多,如生活给水、污水废水排水、雨水排水、消防给水等,建筑规模的扩大也给排水工程设计提出了更高的要求。通过BIM技术的应用能够有效提高给排水工程设计质量。从BIM技术入手,结合具体案例阐述其在给排水工程设计中的应用。

  关键词:BIM;给排水;设计应用;

  建筑工程中给排水工程和居民生活密切相关。近年来,随着建筑规模的不断扩大,给排水工程规模逐渐扩大,对其要求也越来越高,很多新技术也开始应用到给排水工程设计中。其中,BIM技术通过提供智能化的实体建筑模型,可以为给排水工程设计提供可靠的技术支持,大幅度提升给排水设计效率,很好地弥补了传统给排水工程设计中存在的诸多问题。

1 BIM技术概念及特征

  BIM技术是一种新兴的建筑信息模型技术,BIM技术通过各种信息技术的综合能够对建筑工程项目信息进行搜集和虚拟建模,构建建筑信息层面的工程项目,可以为建筑管理、施工以及设计等方面提供技术支持,在不改变建筑项目原有内容的基础上,构建多维度的建筑数据信息模型,连接建筑不同生命周期阶段的项目数据、施工过程和资源,可以为建筑施工团队提供设计决策。

  BIM技术不仅可以提供建筑工程项目3D的几何信息和拓扑关联描述,还可以对工程信息做出完整描述,对于施工方而言,借助BIM模型可以获取需要的各项数据和工程项目信息;BIM技术可以关联建筑工程所有的项目信息,借助BIM模型可以及时发现项目中不同对象的变化情况,一旦某一个体发生变化,其他与之关联的对象都会及时作出更新调整。对于建筑项目来讲,BIM技术应用具有一致性特点,即所有的信息在BIM模型中都是一致的,同一个项目信息只需要输入一次就可以根据相关模块信息的变化自动调整演化,避免信息不一致导致的施工错误。

  在给排水工程中BIM技术的应用能够为工程设计提供协同设计、参数化设计、安全模型设计和管线综合设计,为建筑给排水工程质量提升提供模型和技术支持。

2 BIM技术在给排水工程设计中的应用

  2.1 工程概况

  本文选用的工程为某大型办公建筑(某市拟建的视觉产业园中心),该工程规划用地面积76亩(1亩≈666.67 m2),建筑单体面积约18万m2,建筑单体包括地上24层、地上15层、地上8层等科研办公建筑及地下2层车库等。

  该项目的供水水源是两路市政供水,通过地下车库泵房内变频供水装置加压供给中高区生活用水。根据建筑布置及高度设置竖向的4个生活给水分区,本工程1~4层采用市政直供水,5~11层、12~18层、19~24层采用变频设备加压供水。室内消火栓系统分为2个区,自动喷水灭火系统分为3个区。

  建筑内部排水系统分为不同模块:①卫生间排水系统:地上排水通过重力流排至室外,地下排水则借助排污提升装置提升到室外污水检查井。②地上建筑屋面雨水使用虹吸式的排水装置排至室外,负一层下沉广场雨水通过设置集水坑提升后排至室外雨水检查井。

  建筑室外设置埋地式雨水回收利用设备,借助回收的雨水为项目内绿化浇灌及道路冲洗提供用水支持。

  2.2 项目设计难点

  由于该工程为区域地标建筑,土建结构相对复杂,建筑的功能分区较多,故机电设备专业管线的规划空间相对紧凑,给排水管线设置同样如此,如果使用CAD二维制图很难综合考量管线设置细节问题,并且一些局部复杂区域的管线设置无法通过二维图纸体现出来,综合以上因素,考虑使用BIM技术来完善给排水工程设计。

  2.3 具体应用

  2.3.1 准备工作

  由于工程本身对于管线综合协调空间要求非常高,CAD二维制图无法综合体现更多细节问题,所以该工程使用Revit软件,对建筑整体构造制作对应模型,包括建筑整体模型、钢结构模型、建筑屋面幕墙模型等。

  模型制作需要依据建筑所有机电设备不同专业规范创建工作集,包含使用管道的类型和系统类型等,将给排水工程中使用到的所有管材、构件建立数据库,包括使用到的喷头、弯头、闸阀、消火栓、管道等附件都需要包括在内,给排水管道连接件、变径、转弯等需要预先设置的构建类型,在模型创建和编辑过程中会自动生成。在完成了工作集收集后,可根据给排水管道专业需求赋予不同管道对应颜色,在创建、编辑和模型协调过程中,还可根据实际需求控制对应管道的可见性。

  2.3.2 BIM模型创建和给排水管线协调

  1)模型创建和管线协调避让原则。

  在创建模型的过程中,为了避免主管线都集中在梁底发生碰撞,需要遵循以下原则:给排水管道中,小管径必须避让大管径的管道;压力管道要避让重力管道;管线交叉尽可能使用上翻交叉;给排水管道设置要尽量避开风管;管线连接要尽可能将支管翻出,同时为了避免影响剖面上主管线的规划布置,要将梁格间的支管翻出;走廊、通道等区域的风管设置在顶部紧贴梁底位置,强弱电桥则贴墙设置,同时排水管道设置在强弱电桥架下,事先留出阀门安装空间。

  2)特殊复杂区域的管线设置。

  对于给排水管线设置比较密集的区域,通常这些区域均是人行过道,吊顶内部空间都相对紧张,而这些区域上方通常有很多管线,所以项目甲方往往对于这部分区域的装修净高有严格要求,管线走向非常复杂,尤其是疏散通道交汇的地方,各种管线非常密集。这部分区域既是建筑不同功能分区的交汇点,更是各种管线的交错区域。针对这些区域的管线设置,要尽量避免曲饶设置排水管道,这样可以避免不必要的成本,同时可降低施工难度。

  2.3.3 应用效果

  借助BIM技术Revit软件建模可以发现,该建筑结构中有很多复杂区域,例如某科研办公楼3层走道区域,受到通道宽度和净高的限制,且给排水、电气、暖通均有主管道布置,管道交叉打架较多,施工难度较大。所以对于这部分区域的管线必须按照纵向设置需求,合理调整剖面布置,甚至需要在横梁区域重新调整线路规划。所以这部分的给排水管线设置必须通过三维模型来设计调整,为了保证管线协调布置,需要时刻观察三维模型,借助Revit软件将给排水管线和土建条件进行碰撞检测,确保管线协调规划。

  例如某建筑4层有一个大型的会议室,层高4.5 m。由于结构跨度较大等原因,部分梁高设计达到1.0 m, 且会议室内有0.5 m高风管、0.2 m高桥架、DN150管道的消防主管及顶部喷淋系统,通过二维设计后,会议室吊顶完成后净高仅有2.4 m, 无法满足使用要求。如果单纯地看CAD二维模型是无法协调处理这部分复杂工程的,但是设计最终使用Revit软件模型,及时地将这部分区域的净高信息反馈给装修团队,及时调整装修净高及设备管线布置,最终协调处理好会议室的土建及设备管线设置和装修问题,调整后会议室净高达到2.8 m, 使用单位也较为满意。

  由此可见,Revit软件借助三维模型能够更加直观地发现实质性问题,及时解决问题,为给排水管道设计规划提供强有力的支持。

3 结语

  BIM技术的应用可以为给排水工程设计提供强大模型支持和图纸支持,不同的建筑给排水工程设计内容和要求对于软件需求也不同,给排水工程设计和BIM技术的融合需要建立在完善建筑相关信息的基础上,在此基础上构建三维立体模型,为设计方提供更高效、更直观的3D模型,方便设计方更加灵活地应多复杂工程的设计,最大限度地提高给排水工程设计的可行性和效率。

参考文献

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作者:储蓄 单位:安徽省城建设计研究总院股份有限公司

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