淺談BIM技術在建筑給水排水及消防設計中的應用

摘要：BIM技術作為新型技術手段，對建筑行業的發展具有一定影響。這一技術的合理運用，不僅能夠提升工程效率，還能最大程度上保證工程質量。給排水以及消防設計作為建筑工程的一項重要環節，涉及內容較多且工作難度較大，將BIM技術應用到設計中，能夠有效把控各類影響因素，從而確保建筑質量。本文主要通過分析該種技術的應用優勢，并提出其在建筑給排水以及消防設計中的具體應用，以供參考。

關鍵詞：BIM技術；給水排水；消防設計

引言

BIM技術作為新時代的產物，對計算機和網絡的依賴性較強，基于計算機對大量數據進行高速處理，強化數據信息的整合以建立模型，從而方便現場人員對項目的建設情況以及設計方案進行宏觀掌控。通過發揮技術的可視性、集成性、模擬性等優勢條件，實現對工程建筑各階段的指導，在消防設計方面進行規劃，以降低火災發生概率。

一、BIM技術的應用優勢

（一）直觀性

該項技術的應用，促使各項建筑信息在平臺系統中呈現。相對于傳統的設計過程，將傳統的圖紙設計轉化為立體模型，依據相關的數據參數形成三維信息模型，對建筑的各項環節進行直觀展現。因此，在給排水和消防安全設計方面，相關人員可在施工前對建筑現場的各項情況進行直觀全面了解，以此對方案進行調整，從而及時發現潛在的安全隱患并進行處理。

（二）模擬性

在消防設計方面，該項技術的應用能夠發揮模擬性優勢，模擬火災發生情境，以便于檢驗應急方案的可行性。通過開展應急疏導，幫助人員熟練掌握疏散能力，同時對各類應急方案進行對比，選擇最優方案，短時間內對人員進行疏散，組織人員盡快逃生，從而為消防安全提供保障。

（三）動態性

建筑工程的各項施工一直處于不斷變化中，將BIM技術應用到日常的施工管理中，能夠對現場的各項動態因素進行全面管理，通過對現場各施工環節的統籌規劃，以對消防設計和給水排水施工提供指導。利用三維立體模型，也能對現場的各項空間進行優化，對施工方案進行不斷調整改進，以保證工程建設質量^[1]。

二、BIM技術在建筑給排水中的應用

（一）系統建模

BIM技術作為新興技術手段，在建筑工程中的廣泛應用能夠實現對各項信息數據的收集。在給排水設計方面，可利用該項技術實現施工狀況的模擬，并結合實際情況，以更加精準進行給排水工程設計。在系統建模階段，前期可收集相關圖紙，并將圖紙信息進行整合，通過對信息的分析研究，以對給排水工程中管道的設計進行合理布置。通過實現系統建模，對內部各項管道的位置進行科學排放，以最大程度增強工程設計質量，確保施工效率^[2]。

（二）管線排布

在建筑給排水設計中，管線的排布狀況是影響后續施工的關鍵因素，管道以及各項設備應按照一定原則進行安排，以確保整體的美觀性和科學性。在施工過程中，為確保工作質量，可強化BIM技術的應用，通過輸入相關參數進行建模，隨后對設計階段的各項安排進行分析，通過模擬現場施工，對管道和設備進行合理布置，對于存在沖突的區域進行調整，以促使管道布置更加科學合理，也能進一步降低施工成本，保證工程效益。在管道排布階段，可運用BIM技術模擬給排水工程狀況，將各階段的數據參數輸入到系統中，以便于在實際施工階段，可根據各環節的實際需求實現管道位置的調整。此外，在給排水設計中，應注重二次供水和熱水系統的選擇，最大程度保證實際使用中的節能效果。在水源管理方面，可通過對污水和廢水的收集處理，實現節省水資源的目的。同時，也能降低污水和廢水的排放量，防止對當地生態環境造成污染，為緩解水源緊缺問題作出貢獻^[3]。

（三）材料選擇

給排水工程設計階段，管道材料選擇是影響設計質量的關鍵因素。在材料選擇方面，相關人員應對市場中各類材料的優缺點進行詳細了解，隨后針對現場施工狀況選擇合適的材料。為保證工作效率，可加大BIM技術的應用。通過技術對市場中各類管道材料的信息進行整合，并進行分類整理，便于人員選擇合適的材料，從而保證給排水工程質量。同時，還可運用BIM技術實現對不同材質管道的連接，連接過程中對管道進行分析，以確保連接效果達到預期目標。同時，對設計方案進行模擬，以實現對方案的優化調整。通過收集的數據資料以及方案模擬狀況，為各部門的施工提供參考^[4]。

（四）方案設計

在工程方案設計階段，應充分運用該項技術的優勢條件，通過對方案的優化設計，保證總體工程質量。首先，可運用技術的模擬性優勢創建給排水過程中的管道模型，隨后對模型進行分析，對施工方案進行調整。其次，在設計過程中可將排水工程與其他專業進行結合。例如，在管道施工階段，可加強對建筑結構、通暖設備等方向的研究，通過多方研究以實現整體優化設計。如果管道在施工階段需要穿過各種類型的建筑結構，可運用BIM技術對穿越過程進行分析，對施工狀況進行全面了解，以更好應對實際施工中的各項問題。此外，在管道布置階段，也可對不同管道布置方式進行模擬，充分分析不同布置方案的優缺點，以保證管道布局的合理性和規范性。此外，在管道安裝前期，應利用BIM技術對施工階段存在的問題進行分析，并提前制定解決方案，防止對突發事件處理不及時而造成更大損失。例如，在管道穿越建筑物階段，相關設計人員要對管道的位置、高度進行全面分析，并根據具體狀況合理安排管道位置。在實際活動中，由于外界影響因素較多，在管道穿越階段極易出現偏差。針對該項問題，相關人員在設計階段應充分考慮各項因素的影響，對實際方案進行調整，避免在實際施工階段出現管道碰撞問題^[5]。

（五）模擬施工

給排水設計中涉及到的內容較多，相關人員不僅要對方案進行合理設計，還要對現場施工進行協調，對施工場地進行合理規劃，保證各項活動科學有序開展。為保證現場施工秩序，可利用BIM技術對現場狀況進行模擬，針對模擬中產生的問題改進圖紙內容。也可利用該項技術預測施工進度，以便于現場人員能夠及時發現潛在問題，保證施工進度按照計劃進行。在實際施工階段，如果設計出現變更需要進行重新調整，會嚴重影響工程進度，也會加大建造成本。而BIM技術的應用能夠有效改善這一問題，通過模擬現場施工，及時發現影響工程進度和工程質量問題，以便于施工人員及時改善。這不僅能夠最大程度保證工程質量，還能保障現場人員安全，節約建造成本，為企業帶來更大效益^[6]。

三、BIM技術在消防設計中的應用

消防設計是建筑施工的重要環節，對于保障人員的生命安全具有重要作用。

（一）設計階段

消防設計在實際施工階段依舊存在較多問題，專業水平較差，各環節信息溝通不順暢，導致在后續工作中極易出現修改或返工問題，工程質量和進度難以得到保證。對此，應加強BIM技術的應用。在設計過程中，為改善傳統溝通不及時的問題，可利用技術特征實行協同設計，將相關人員以及資料納入到系統平臺中，對項目各個階段的信息進行全面展示。相關人員可在平臺中隨時查找項目相關資料，以便于對施工信息全面掌握。通過建立平臺，顯著提升人員的溝通效率，第一時間掌握修改內容，以避免后續返工問題。例如，在消防給水設計階段，如果消防水泵的參數發生改變，電氣專業中的水泵信息也會隨之改變。通過系統平臺能夠第一時間對改變信息進行調整，以保證信息的實時性。同時，還可對設計成果進行三維建模，以立體形式呈現設計內容，便于設計人員對設計效果直觀了解，一旦發現設計問題第一時間進行改正。改善傳統依靠大量圖紙修改的弊端，降低問題發生概率，進一步減輕人員壓力。三維立體模型的設立也方便施工人員準確了解設計意圖，確保施工過程的規范性^[7]。在碰撞檢查階段，消防設計中包含大量的管道，如果使用傳統的設計方式，可能會由于溝通不及時而出現管道碰撞問題。通過BIM技術開展碰撞檢查工作，對管道內部空間結構進行檢查。一旦發現碰撞問題，及時反饋到相關部門進行整改。通過該項工作能夠減少后續施工失誤，避免因設計問題而造成資金浪費，保證設計過程的專業性和可靠性。

（二）審核管理

在審核階段，傳統的消防設計通常利用人工進行審核，審核過程復雜，標準較高。在實際審核階段，每查看一項內容，都需要反復查看大量圖紙，人員壓力大，工作效率較低。同時，在消防設計階段，各項信息主要以靜態形式呈現，傳統人工審核的方式極易受到個人主觀因素的影響，導致審核失誤，對設計方案的實施質量造成一定影響。而將BIM技術應用到審核環節中，將設計內容以立體模型進行呈現，工作人員可從多個角度對設計內容進行檢查，極大提高了審核效率，也利于檢查設計過程中存在的問題，降低審核失誤。例如，在分區面積審核階段，由于前期已經將相關的信息納入到系統中，在審核過程中可根據不同顏色對各個分區的面積、安全通道等信息進行檢查，不需要反復觀看設計圖紙，促使審核效率得到較大提升。此外，基于BIM技術可開發相關的輔助軟件，利用軟件自行檢查安全通道的設計規范情況，并自動生成審核報告，對設計方案進行全面審核。利用BIM技術還可對消防設施的相關參數是否合規進行檢查，保證消防設計的規范性和合理性。

（三）運行管理

在建筑工程的消防設計中，由于消防設計的數量較多且種類多樣，消防系統極為復雜，促使日常的消防管理存在較大難度。而將BIM技術融入到消防管理中，能夠最大程度降低管理難度，保證管理質量。通過建立三維立體模型，對建筑的各項信息進行直觀展現。隨著工程進程的不斷變化，對信息進行更新調整，確保三維模型與實際工程的各項信息保持一致，形成完整的消防信息檔案，以便于后續查閱。數據庫的建立為日常消防設施管理提供較大便利。由于模型中的相關參數與實際施工保持一致，相關人員可在平臺中輸入設備編號或名稱了解各項設施的實際狀況，以此提高運維管理效率。此外，將BIM技術與二維碼技術進行結合，能夠實現對相關設備信息的更新，全面了解各類設施狀況，及時對老舊和損壞設備進行更新，合理設定設備采購計劃，以提高消防安全管理工作的精細化水平。

（四）安全救援

安全救援是保證現場人員生命安全的重要環節。在消防安全預案的制定方面，應收集大量的相關信息，并利用BIM技術對信息進行整合，保證消防預案的可行性。一方面，基于建筑模型，對建筑的自身結構、周邊環境進行全面了解，并以此為基礎對預案進行制定。另一方面，發揮BIM技術的模擬功能，直觀展現建筑內發生火災的狀況，計算火災荷載，通過模擬結果對火災救援方案不斷進行調整改進，并優化逃生路線，保證現場人員的生命安全。一旦發生火災，消防人員到達現場后，面臨的主要問題便是需要在第一時間掌握建筑內各項設施的位置以及內部結構情況，制定合理的救援方案。通過該項技術，消防人員能夠在短時間內了解建筑內部的實際情況，明確著火點以及周邊狀況，保證救援安排的合理性，盡快對內部人員進行救援。同時，通過火災模擬軟件也能預測火災發展趨勢，從而對現場救援人員進行指揮。消防演習是保障人員安全的重要手段，通過演習能夠幫助人員冷靜面對各類狀況，保障人身安全?？衫肂IM技術展開虛擬演習，模擬火災場景，通過不斷演練提高心理承受能力^[8]。

結語

綜上所述，BIM作為新興技術，對建筑行業發展具有一定的推動作用。在給排水設計以及消防安全設計中，加強該項技術的應用，深入挖掘技術優勢條件，積極運用技術的模擬性和直觀性特點，對各階段的施工狀況進行全面了解，及時發現潛在問題，以進行調整改進，保證設計方案的科學性和合理性，促使建筑質量和效率不斷提升。

參考文獻

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作者簡介：周立彬（1989- ），男，漢族，內蒙古赤峰人，本科，工程師，研究方向：給排水。