引言

随着建筑行业的不断发展和数字化转型的不断推进，BIM技术逐步应用于高层建筑领域。它不仅能在建筑设计与施工阶段实现全流程数字化管理，更能为高层建筑的给排水设计提供全新的视角与方法。将BIM技术与现有的建筑设计流程相融合，构建一个高层建筑给排水设计的BIM模型，以此优化设计方案、精细化控制施工过程以及后期运营维护的智能化管理。

1 BIM技术的概述

BIM技术是建筑信息模型技术，是一种通过运用计算机技术对建筑工程构建模型的技术。它的输入端是建筑的基本属性信息，输出端是可视化的三维建筑模型，实现了数据信息与可视化模型之间的转换。将BIM技术应用于建筑给排水工程，通过构建建筑模型的数据库，模拟建筑给排水工程的整个过程，包括给排水工程的设计、施工和管理等。数据库中的数据作为动态资源，可供工程人员随时调取，从而对于项目进行精细化地管理，从整体上提升建筑工程的质量。

2在建筑给排水设计中应用BIM技术的必要性

2.1有助于推动建筑工程和建筑给排水工程设计发展

随着社会经济脚步的加快，建筑行业的发展规模愈发扩大，一些新的理念逐步融入了建筑行业，诸如节水节能、绿色环保以及智能化等。因此，居民对于建筑要求也随之有所提高，从而加大了建筑行业在各个环节的难度。包括设计、施工、管理等多个环节。与此同时，在蒸蒸日上的建筑行业中也面临着一些困难。诸如在建筑工程的设计中，由于各个专业的协调性不够，导致管道附件与建筑结构相互交叉的状况。而反复拆装的措施又在加大工程的工作量的同时增加了成本与能耗。而将BIM技术应用在建筑给排水工程的设计中，则能够有效地解决以上问题。它可以利用相关软件收集建筑全面的信息，在施工之前进行碰撞预测。同时它为各个专业人员提供了一个信息共享的平台，具有良好的协调性，因此，在建筑给排水设计中应用BIM技术，可以极大地推动建筑工程和建筑给排水工程的设计发展^[1]。

2.2有利于提高管道敷设效率

建筑给排水设计过程中，管道的敷设是一项比较复杂的工作，设计人员在设计过程中需要对给水系统和排水系统进行深入了解，以保证给水和排水系统能够满足人们的需求。传统的给排水设计中，管道敷设工作主要依靠人工进行，设计人员需要在图纸上标注每一根管道的具体位置和走向，以此来保证给排水设计能够符合人们的需求。利用BIM技术进行给排水设计时，可以建立一个统一的数据库，将各个管道进行整合，并标注每一个管道的具体位置。采用BIM技术进行给排水设计时，能够利用模型来模拟给排水系统的运行状态，从而提高给排水系统运行效率。

2.3有助于优化设计问题

传统的方法是利用CAD技术解决设计问题，CAD展示的图形是二维图形，这种技术的可视性不高，需要设计人员借助空间想象能力构建立体结构，同时系统传输数据的精准度不高，从而为建筑工程后续的顺利进行埋下了隐患。而BIM技术通过相关软件收集数据信息，由系统自动生成建筑立体模型。这一模型具有可视化程度高和直观性强的特点，有利于相关人员对建筑给排水工程进一步设计。与此同时，BIM技术拥有强大的数据库，能够提高数据传输的精准度，而且能够对于有关水力计算的相关问题进行简化，从而达到优化设计问题的目的^[2]。

2.4有利于设计出符合人们需求的建筑给水系统

在设计高层建筑给排水系统时，由于给水系统与人们的生活息息相关，因此其需要充分考虑人们的需求，并对给水系统进行合理的设计。传统的给水系统设计工作中，需要将给水设备安装在建筑内部，然后在施工现场对管道进行安装。但是，这种方式会导致施工现场比较混乱，因此无法保证给水系统能够满足人们的使用需求。而在BIM技术中，利用该技术能够对建筑给排水设计方案进行模拟，并在模拟过程中检查建筑物内管道的安装是否符合人们的使用需求。这样不仅能够提高给排水设计工作质量，还能减少建筑施工对周围环境的影响。

3 BIM技术在建筑给排水设计与优化中的应用措施

3.1在仿真设计方面的应用

对于建筑给排水工程进行仿真设计，实质上是在施工前期对施工过程进行虚拟模拟。对于施工过程而言，仿真设计充当着技术指导的角色。具体到每一个建筑给排水工程的施工现场，诸多因素都会影响管道的实际安装，诸如：有限的施工空间、复杂的铺设管道等。面对这种施工现状，BIM技术的仿真设计可以对其进行优化。在建筑给排水工程管道施工的前期，BIM技术在相关软件Revit的基础上构建三维建筑信息模型，一方面要保证施工质量，一方面对于施工进度和时间进行合理化地安排，同时要本着经济的原则。经济体现在资金投入和施工进度两个方面，即在施工安全的前提下，降低工程资金的投入，同时在施工人员体力承受范围内尽可能加快施工进度。安装方案的制定要合理，施工的预算目标和所需要的材料及材料清单都是设计中需要明确的项目^[3]。

3.2给排水参数化设计中的应用

参数化设计是BIM技术的重要特点，其将建筑给排水工程实体映射至三维虚拟空间中，利用几何参数、属性参数构建出给排水三维模型。在建筑给排水三维信息模型构建、模型计算、方案模拟等环节中，数据的参数化处理与应用是模型科学计算的关键，需利用空间数据库与关系型数据库，对给排水三维信息模型的空间结构数据、规格属性数据等进行联动式管理，支持图形属性互查机制。设计人员可选中给排水模型中某管段，查询其管段属性，包括管道直径、管道材质、管道曲率、管道联结点坐标、管道标高等。给排水工程参数化设计模式下，设计人员可以编辑调整给排水三维信息模型的参数，实现给排水模型优化设计。例如，调整排水管道的管径大小，提高建筑排水能力；调整给水管道的拓扑结构，提高供水的稳定性与顺畅性；将排水管道中不必要的引流管道与管件删除，优化排水管道路径，减少排水阻力等。

3.3在管道预埋设计中的应用

在进行给排水管道预埋设计时，一般使用BIM软件对给排水管道进行模拟，对管道的标高、位置等进行计算。利用BIM软件对管道进行预埋设计时，可以根据管道的材质和形状来确定管件，并根据实际情况选择合适的管件类型。通过BIM软件对给排水管道预埋设计，可以提高设计效率和质量。在施工过程中，施工人员可以直接在模型上进行操作，还可以通过软件模拟出给排水管道预埋的具体位置。应用BIM软件进行预埋设计时，施工人员只需要输入管道的材质和管件类型，就可以自动计算出该管道的标高、位置等。还可以对多个给排水系统进行协调，从而提高设计效率和质量。

3.4管线避让优化设计上的应用

基于BIM的建筑给排水设计在管线避让优化方面具有重要优势，其关键目标是确保专业管线在建筑结构内相互避让，以最大限度地优化空间利用率，防止资源浪费，降低给排水施工难度。在管线避让的优化设计中，应遵循一些基本原则。首先，小管径管道需要避让大管径，这是因为小管径的造价和安装难度相对较低。通过合理避让，可以降低施工成本，提高建筑施工的效率。此外，有压管需要避让无压管，因为无压管的安装难度更大，需要考虑设置坡度，而随意变动易影响管线空间排布。对于低压管和高压管之间的避让，应考虑到低压管造价较低且高压管弯折难度较大的实际情况，遵循此原则有助于保证管线使用的安全性。另外，给水管道需要避让排水管道，因为排水管道通常采用自流形式，需要在设计中合理设置坡度。冷水管道也需要避让热水管道，这是由于热水管道通常带有较高造价的保温镀层。此外，水管还需避让风管和电桥，以确保各专业管线的布局合理，不仅提高空间利用率，还降低了给排水施工的难度。在整个设计过程中，BIM的应用起到了至关重要的作用。通过BIM技术，可以实现不同专业管线的三维模型协同设计，确保各项设计原则得到贯彻执行。BIM技术为设计师提供了全面的信息，使得管线避让的优化设计更加直观、准确^[4]。

3.5多单位协同设计上的应用

协同设计是一种管理的组织模式，是BIM的核心概念。相比于以往的CAD技术，BIM技术的协同设计改进并完善了此特点，充分发挥了协同设计的作用效果。在BIM技术的协同设计中，同一个构件的元素只需要输入一次，其他不同类型的数据可以从不同的专业角度进行操作。在应用BIM技术之前，设计人员是用CAD技术进行工程设计，这种方式的设计建构数据信息是独立的，各个环节信息缺少联系性，不能对构件的信息进行全面掌握了解，在整体配合时会加大工作量或者发生一些专业事故。在BIM协同设计中，协同设计将各构件围绕一个模型开展工作，项目的各方面联系增强，设计人员能够对构件信息全面了解，从而减少工作量，保证设计的质量达标并提高设计的工作效率。同时，BIM技术设计的各部分是有联系性的，在对给排水系统进行工程设计时，可以一次性完成模型的修改，减少相关设计的工作难度和工作量，并且BIM的关联性可以避免人为修改的失误和误差，对设计进行自动修改，保证工程的质量。

3.6在管线密集区域设计中的应用

给排水工程中管线密集区域包含给水系统、热水系统、消防系统和空调水系统等，这一区域的管道设计与布置非常复杂，这就需要设计人员具有较高的专业水平，才能在复杂的管线密集区域内进行有效设计。而在BIM技术中，可以对管线密集区域进行三维建模，在模型中可对管线之间的位置关系进行准确标注，可以直观地反映出不同系统之间的连接关系和位置关系，在三维模型中将各系统管道、设备等进行整合，可以更好地满足实际使用需求。此外，基于BIM技术的三维模型还可直观显示各管线的走向和具体位置，有效提高设计效率和质量^[5]。

3.7材料清单方面的应用

在完成建筑给排水工程的设计以后，为了进行后续的环节（预算和施工），需要编制材料表。传统方法中，编制材料表的方法是依据图纸，对于厚度，尺寸、管材和管件等信息进行人工统计。显而易见，这种方法存在一定的弊端，不仅工作量大，效率低下，而且出现差错的概率较高，从而降低预算效率，减慢施工进度。而在BIM系统中，材料表的生成是自动的，因为在该系统的数据库中已经存储了相关建筑的数据信息。相比之下，BIM技术的优势就显现出来。

3.8 在管道分区设计中的应用

给排水工程管道的分区设计是管道设计的关键步骤，直接关系到工程项目的整体质量。在进行给排水工程管道分区设计时，可以先建立好管道系统的空间模型，再利用BIM技术对其进行渲染模拟，从而使整个给排水工程的管道分区设计更加直观、合理。在应用BIM技术进行给排水工程管道分区设计时，先将管道系统和建筑结构进行信息整合，然后利用Revit软件对整个建筑工程的模型进行绘制，并对模型中存在的碰撞问题进行处理。在建模过程中，还可以对建筑结构上存在的预埋件、管线与结构间出现的冲突问题进行检查，并对这些问题进行有效解决。

结束语

综上所述，传统设计软件以二维图纸为主，很难及时发现设计盲区，导致建筑给排水设计方案的合理性大打折扣。而BIM技术具有可视化、优化性以及协调性等优势，其在建筑给排水设计中应用，改善、弥补了传统设计方案中的不足，促使三维设计水平进一步提升。因此，在建筑给排水设计中应加强BIM技术应用，并在不断实践中促进BIM技术发展，促使其不断优化与改进，进而增强建筑给排水设计效果，推动建筑行业稳定、持续发展。

参考文献

[1]尹诗.BIM技术在建筑给排水工程设计中的应用研究[J].中国建筑金属结构,2021,(08):86-87.

[2]梁秋.BIM技术在建筑给排水工程设计中的应用[J].住宅与房地产,2021,(16):170-171.

[3]余海宁.BIM技术在建筑给排水工程设计中的应用[J].中国建筑装饰装修,2021,(01):64-65.

[4]章燕妮.探究BIM技术在建筑给排水设计中的应用[J].建材与装饰,2020,(15):77+80.

[5]江顺达.BIM技术在建筑给排水设计中的应用[J].建材与装饰,2019,(23):121-122.