BIM設(shè)計及設(shè)備應(yīng)用

建筑設(shè)備工程設(shè)計是建筑工程設(shè)計中的重要組成部分，在完整的建筑信息模型（BIM）中，建筑設(shè)備也是必不可少的。

一、信息時代的建筑設(shè)計技術(shù)—BIM

BIM的概念最早被提出是在20世紀80年代，是信息化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合的必然產(chǎn)物。BIM技術(shù)旨在實現(xiàn)建筑（組成與功能）全部信息的數(shù)字化表達，組建一個豐富的建筑信息數(shù)據(jù)庫，在整個建筑生命周期內(nèi)為所有參與者提供決策支持。BIM技術(shù)，是一種專門面向建筑設(shè)計的基于對象的CAD技術(shù)，用于對建筑進行數(shù)字描述。利用BIM技術(shù)可以在一個電子模型中存儲完整的建筑信息，這種方法被稱贊為一種最新的變革于對象的CAD不是一個新的概念，對建筑進行數(shù)字描述始終是一個理想的途徑，但是一直沒有在商業(yè)上實現(xiàn)，直到近年來個人計算機的普及，才出現(xiàn)了越來越多的BIM應(yīng)用系統(tǒng)。

BIM軟件不再是低水平的幾何繪圖工具，操作的對象不再是點、線、圓這些簡單的幾何對象，而是墻體、門、窗等建筑構(gòu)件；在計算機上建立和修改的也不再是一堆沒有關(guān)聯(lián)的點和線，而是由一個個建筑構(gòu)件組成的建筑物整體。

在BIM應(yīng)用系統(tǒng)中，建筑構(gòu)件被對象化，數(shù)字化的對象通過編碼去描述和代表真實的建筑構(gòu)件。一個對象需要有一系列參數(shù)來描述其屬性。這個對象的代碼必須包含這些參數(shù)。參數(shù)通常是預(yù)先定義好的，或者遵守某些制定好的規(guī)則。這些參數(shù)信息就構(gòu)成了建筑的屬性。例如，一個墻對象是一個具有墻的所有屬性的對象，不僅包括幾何尺寸信息如長、寬、高，還包含了墻體材料、保溫隔熱性能、表面處理、墻體規(guī)格、造價等等。而在一般的CAD繪圖軟件中，墻體是通過兩條平行線的二維方式來表達，線條之間沒有任何關(guān)聯(lián)。

二、實施BIM的不同設(shè)計階段

在建筑設(shè)計階段實施BIM的最終結(jié)果一定是所有設(shè)計師將其應(yīng)用到設(shè)計全程。但在目前尚不具備全程應(yīng)用條件的情況下，局部項目、局部專業(yè)、局部過程的應(yīng)用將成為未來過渡期內(nèi)的一種常態(tài)。因此，根據(jù)具體項目設(shè)計需求、BIM團隊情況、設(shè)計周期等條件，可以選擇

在以下不同的設(shè)計階段中實施BIM：

（1）概念設(shè)計階段：在前期概念設(shè)計中使用BIM，在完美表現(xiàn)設(shè)計創(chuàng)意的同時，還可以進行各種面積分析、體形系數(shù)分析、商業(yè)地產(chǎn)收益分析、可視度分析、日照軌跡分析等。

（2）方案設(shè)計階段：此階段使用BIM，特別是對復(fù)雜造型設(shè)計項目將起到重要的設(shè)計優(yōu)化、方案對比（例如曲面有理化設(shè)計）和方案可行性分析作用。同時建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都將對建筑設(shè)計起到重要的設(shè)計優(yōu)化作用。

（3）施工圖設(shè)計階段：對復(fù)雜造型設(shè)計等用二維設(shè)計手段施工圖無法表達的項目，BIM則是最佳的解決方案。當然在目前BIM人才緊缺、施工圖設(shè)計任務(wù)重、時間緊的情況下，不妨采用BIM+AutoCAD的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化設(shè)計，以盡可能保證設(shè)計質(zhì)量。

（4）專業(yè)管線綜合：對大型工廠設(shè)計、機場與地鐵等交通樞紐、醫(yī)療體育劇院等公共項目的復(fù)雜專業(yè)管線設(shè)計，BIM是徹底、高效解決這一難題的唯一途徑。

（5）可視化設(shè)計：效果圖、動畫、實時漫游、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)等項目展示手段也是BIM應(yīng)用的一部分。

三、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

（一）建筑給水排水工程設(shè)計的特點

1、材料豐富，計算復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道材料也有所不同，多而不同材質(zhì)的管道，其安裝要求也不同。

2、管道種類多、數(shù)量多，而且復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道常常多達七、八種之多。不同種類的管道其安裝要求不同，因此合理地布置給水排水管道顯得格外重要。

3、占建筑工程的投資少，但作用大

給水排水工程一般占整個項目投資的10%不到，但是給水排水的設(shè)計決定了建筑是否安全和舒適，因此給水排水工程是建筑必不可缺的組成部分。

（二）建筑給水排水工程設(shè)計應(yīng)用BIM的意義

傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計通過向業(yè)主提供平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖，以及設(shè)計說明、材料表等設(shè)計圖紙方式傳遞和提交設(shè)計成果。傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)計方式最常見的錯誤就是信息在各種復(fù)雜的平面、立面、剖面圖之間傳遞差錯，至于給排水管線之間的碰撞、錯位可以說是層出不窮。而隨著地標性建筑的不斷涌現(xiàn)，建筑造型和空間關(guān)系復(fù)雜，體量巨大的設(shè)計項目來說，傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計方式在設(shè)計表達和協(xié)同上的問題顯得尤為突出。

這種設(shè)計方式使得每項工程都有大大小小、成百上千張設(shè)計圖紙，對整個設(shè)計而言，每張圖紙都是一個相對獨立、單獨的組成部分。這些獨立、單獨的組成部分由于沒有一個能有效整合所有信息以保證數(shù)據(jù)完整性的中央儲存庫，導(dǎo)致分散的資料必須依靠專業(yè)技術(shù)工程師的解讀才能相互聯(lián)系成為一個可理解的整體。因此，如何保證各項設(shè)計內(nèi)容和各專業(yè)間的協(xié)同配合，如何使設(shè)計意圖上下溝通順暢，始終是艱巨的挑戰(zhàn)。在對項目整合度和協(xié)作度要求越來越高的今天，這無疑成了提高項目整合度和協(xié)作度的最大障礙。

而將設(shè)計歸總為數(shù)字化數(shù)據(jù)庫而不是單獨的文件，會極大促進行業(yè)的發(fā)展。就BIM而言，項目的中央數(shù)據(jù)庫就是建筑項目所有實體和功能特征的中央存儲庫。建筑的所有實體和功能都存儲在這個數(shù)據(jù)庫中，這為項目團隊成員與其技術(shù)工具間進行順暢的信息交換開啟了大門，使提高項目整合度和協(xié)作度成為可能。

BIM提供的三維動態(tài)可視化設(shè)計，將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前。如建筑設(shè)備（給排水）專業(yè)間的設(shè)備走線、管道等可以用直觀的立體三維效果圖表示，可以優(yōu)化設(shè)計，更好地利用建筑空間，有效避免各專業(yè)之間管、線“打架”的現(xiàn)象，提高各專業(yè)之間的配合和協(xié)調(diào)。能夠一目了然地發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，減少了各工種圖紙間的“錯、漏、缺”的發(fā)生。

（三）BIM技術(shù)在建筑設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用

某廣場綜合發(fā)展項目地下二層為公共車庫，需將管線合理美觀布局，提升整體管線高度，創(chuàng)造較好的空間感。但是通過模型顯示有一車道交叉處管線極其復(fù)雜，梁底高度為3.02m，梁下需安裝給排水管線分別為：縱向DN500的冷凍水管兩根，DN250冷凍水管兩根，DN150冷凍水管兩根，1600×300補風管一根，DN150消防水管三根，DN150無壓污水管一根；橫向DN250冷凍水管六根，DN125冷凍水管四根，50×25、75×75、100×50、100×100、200×100、300×100橋架各一根，生活給水管DN150一根，DN100兩根，DN150消防水管兩根，經(jīng)過與業(yè)主、總包、各專業(yè)顧問多次協(xié)調(diào)溝通，決定兩根DN500的冷凍水管從車道位置移到車位位置以提高車道上方的凈高，橋架繞開冷凍水管集中的區(qū)域，風管利用梁空上翻讓冷凍水管從其下方通過，一根DN150的消防水管穿梁以避開與冷凍水管的碰撞，這樣在空間滿足的情況下，盡量滿足了布局的美觀合理。通過這一問題的解決，業(yè)主、總包和各專業(yè)顧問由衷的說，BIM技術(shù)確實是一個好東西，同時此技術(shù)也得到了各方的一致好評。

本文介紹了BIM技術(shù)的實施BIM的不同設(shè)計階段，分析了BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用。

建筑設(shè)備工程設(shè)計是建筑工程設(shè)計中的重要組成部分，在完整的建筑信息模型（BIM）中，建筑設(shè)備也是必不可少的。

一、信息時代的建筑設(shè)計技術(shù)—BIM

BIM的概念最早被提出是在20世紀80年代，是信息化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合的必然產(chǎn)物。BIM技術(shù)旨在實現(xiàn)建筑（組成與功能）全部信息的數(shù)字化表達，組建一個豐富的建筑信息數(shù)據(jù)庫，在整個建筑生命周期內(nèi)為所有參與者提供決策支持。BIM技術(shù)，是一種專門面向建筑設(shè)計的基于對象的CAD技術(shù)，用于對建筑進行數(shù)字描述。利用BIM技術(shù)可以在一個電子模型中存儲完整的建筑信息，這種方法被稱贊為一種最新的變革于對象的CAD不是一個新的概念，對建筑進行數(shù)字描述始終是一個理想的途徑，但是一直沒有在商業(yè)上實現(xiàn)，直到近年來個人計算機的普及，才出現(xiàn)了越來越多的BIM應(yīng)用系統(tǒng)。

BIM軟件不再是低水平的幾何繪圖工具，操作的對象不再是點、線、圓這些簡單的幾何對象，而是墻體、門、窗等建筑構(gòu)件；在計算機上建立和修改的也不再是一堆沒有關(guān)聯(lián)的點和線，而是由一個個建筑構(gòu)件組成的建筑物整體。

在BIM應(yīng)用系統(tǒng)中，建筑構(gòu)件被對象化，數(shù)字化的對象通過編碼去描述和代表真實的建筑構(gòu)件。一個對象需要有一系列參數(shù)來描述其屬性。這個對象的代碼必須包含這些參數(shù)。參數(shù)通常是預(yù)先定義好的，或者遵守某些制定好的規(guī)則。這些參數(shù)信息就構(gòu)成了建筑的屬性。例如，一個墻對象是一個具有墻的所有屬性的對象，不僅包括幾何尺寸信息如長、寬、高，還包含了墻體材料、保溫隔熱性能、表面處理、墻體規(guī)格、造價等等。而在一般的CAD繪圖軟件中，墻體是通過兩條平行線的二維方式來表達，線條之間沒有任何關(guān)聯(lián)。

二、實施BIM的不同設(shè)計階段

在建筑設(shè)計階段實施BIM的最終結(jié)果一定是所有設(shè)計師將其應(yīng)用到設(shè)計全程。但在目前尚不具備全程應(yīng)用條件的情況下，局部項目、局部專業(yè)、局部過程的應(yīng)用將成為未來過渡期內(nèi)的一種常態(tài)。因此，根據(jù)具體項目設(shè)計需求、BIM團隊情況、設(shè)計周期等條件，可以選擇在以下不同的設(shè)計階段中實施BIM：

（1）概念設(shè)計階段：在前期概念設(shè)計中使用BIM，在完美表現(xiàn)設(shè)計創(chuàng)意的同時，還可以進行各種面積分析、體形系數(shù)分析、商業(yè)地產(chǎn)收益分析、可視度分析、日照軌跡分析等。

（2）方案設(shè)計階段：此階段使用BIM，特別是對復(fù)雜造型設(shè)計項目將起到重要的設(shè)計優(yōu)化、方案對比（例如曲面有理化設(shè)計）和方案可行性分析作用。同時建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都將對建筑設(shè)計起到重要的設(shè)計優(yōu)化作用。

（3）施工圖設(shè)計階段：對復(fù)雜造型設(shè)計等用二維設(shè)計手段施工圖無法表達的項目，BIM則是最佳的解決方案。當然在目前BIM人才緊缺、施工圖設(shè)計任務(wù)重、時間緊的情況下，不妨采用BIM+AutoCAD的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化設(shè)計，以盡可能保證設(shè)計質(zhì)量。

（4）專業(yè)管線綜合：對大型工廠設(shè)計、機場與地鐵等交通樞紐、醫(yī)療體育劇院等公共項目的復(fù)雜專業(yè)管線設(shè)計，BIM是徹底、高效解決這一難題的唯一途徑。

（5）可視化設(shè)計：效果圖、動畫、實時漫游、虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)等項目展示手段也是BIM應(yīng)用的一部分。

三、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計中的應(yīng)用

（一）建筑給水排水工程設(shè)計的特點

1、材料豐富，計算復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道材料也有所不同，多而不同材質(zhì)的管道，其安裝要求也不同。

2、管道種類多、數(shù)量多，而且復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道常常多達七、八種之多。不同種類的管道其安裝要求不同，因此合理地布置給水排水管道顯得格外重要。

3、占建筑工程的投資少，但作用大

給水排水工程一般占整個項目投資的10%不到，但是給水排水的設(shè)計決定了建筑是否安全和舒適，因此給水排水工程是建筑必不可缺的組成部分。

（二）建筑給水排水工程設(shè)計應(yīng)用BIM的意義

傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計通過向業(yè)主提供平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖，以及設(shè)計說明、材料表等設(shè)計圖紙方式傳遞和提交設(shè)計成果。傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)計方式最常見的錯誤就是信息在各種復(fù)雜的平面、立面、剖面圖之間傳遞差錯，至于給排水管線之間的碰撞、錯位可以說是層出不窮。而隨著地標性建筑的不斷涌現(xiàn)，建筑造型和空間關(guān)系復(fù)雜，體量巨大的設(shè)計項目來說，傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計方式在設(shè)計表達和協(xié)同上的問題顯得尤為突出。

這種設(shè)計方式使得每項工程都有大大小小、成百上千張設(shè)計圖紙，對整個設(shè)計而言，每張圖紙都是一個相對獨立、單獨的組成部分。這些獨立、單獨的組成部分由于沒有一個能有效整合所有信息以保證數(shù)據(jù)完整性的中央儲存庫，導(dǎo)致分散的資料必須依靠專業(yè)技術(shù)工程師的解讀才能相互聯(lián)系成為一個可理解的整體。因此，如何保證各項設(shè)計內(nèi)容和各專業(yè)間的協(xié)同配合，如何使設(shè)計意圖上下溝通順暢，始終是艱巨的挑戰(zhàn)。在對項目整合度和協(xié)作度要求越來越高的今天，這無疑成了提高項目整合度和協(xié)作度的最大障礙。

而將設(shè)計歸總為數(shù)字化數(shù)據(jù)庫而不是單獨的文件，會極大促進行業(yè)的發(fā)展。就BIM而言，項目的中央數(shù)據(jù)庫就是建筑項目所有實體和功能特征的中央存儲庫。建筑的所有實體和功能都存儲在這個數(shù)據(jù)庫中，這為項目團隊成員與其技術(shù)工具間進行順暢的信息交換開啟了大門，使提高項目整合度和協(xié)作度成為可能。

BIM提供的三維動態(tài)可視化設(shè)計，將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實物圖形展示在人們的面前。如建筑設(shè)備（給排水）專業(yè)間的設(shè)備走線、管道等可以用直觀的立體三維效果圖表示，可以優(yōu)化設(shè)計，更好地利用建筑空間，有效避免各專業(yè)之間管、線“打架”的現(xiàn)象，提高各專業(yè)之間的配合和協(xié)調(diào)。能夠一目了然地發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，減少了各工種圖紙間的“錯、漏、缺”的發(fā)生。

（三）BIM技術(shù)在建筑設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用

某廣場綜合發(fā)展項目地下二層為公共車庫，需將管線合理美觀布局，提升整體管線高度，創(chuàng)造較好的空間感。但是通過模型顯示有一車道交叉處管線極其復(fù)雜，梁底高度為3.02m，梁下需安裝給排水管線分別為：縱向DN500的冷凍水管兩根，DN250冷凍水管兩根，DN150冷凍水管兩根，1600×300補風管一根，DN150消防水管三根，DN150無壓污水管一根；橫向DN250冷凍水管六根，DN125冷凍水管四根，50×25、75×75、100×50、100×100、200×100、300×100橋架各一根，生活給水管DN150一根，DN100兩根，DN150消防水管兩根，經(jīng)過與業(yè)主、總包、各專業(yè)顧問多次協(xié)調(diào)溝通，決定兩根DN500的冷凍水管從車道位置移到車位位置以提高車道上方的凈高，橋架繞開冷凍水管集中的區(qū)域，風管利用梁空上翻讓冷凍水管從其下方通過，一根DN150的消防水管穿梁以避開與冷凍水管的碰撞，這樣在空間滿足的情況下，盡量滿足了布局的美觀合理。通過這一問題的解決，業(yè)主、總包和各專業(yè)顧問由衷的說，BIM技術(shù)確實是一個好東西，同時此技術(shù)也得到了各方的一致好評。