16-07-04 中國(guó)BIM門戶網(wǎng)
導(dǎo)讀：
從20世紀(jì)90年代開始，CAD發(fā)展日漸成熟，CAD的使用大大地提高了工作效率，使設(shè)計(jì)人員從繁瑣的手繪圖紙中解脫出來(lái)；但是隨著科技的發(fā)展，CAD 已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段建筑行業(yè)的要求；應(yīng)用 BIM 技術(shù)能夠較好的解決這些問(wèn)題，并且清晰地表現(xiàn)各種管道系統(tǒng)布置方式，為日后運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供信息支持。本文以實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目“沈陽(yáng)市渾南醫(yī)院——腫瘤中心及急診急救中心”為基礎(chǔ)，使用revit軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了BIM技術(shù)在醫(yī)療類建筑的給水排水設(shè)計(jì)中相比于傳統(tǒng)二維制圖軟件所表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
一、BIM 在醫(yī)院給水排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
1.1 BIM 協(xié)同化工作的優(yōu)勢(shì)
協(xié)同化工作，包括設(shè)計(jì)時(shí)的能量分析、碰撞檢查、成本計(jì)算；施工時(shí)的進(jìn)度跟蹤、現(xiàn)場(chǎng)安全；使用時(shí)的運(yùn)營(yíng)管理、維修管理；以及建筑使用后的翻新、改造、拆除等等。如此，BIM 能夠有效地綜合所有建設(shè)項(xiàng)目所涉及到的部門，為建設(shè)項(xiàng)目的每個(gè)過(guò)程提供精準(zhǔn)化服務(wù)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，因軟件及技術(shù)的局限性，各部門設(shè)計(jì)人員難以實(shí)現(xiàn)協(xié)同化工作，必然引發(fā)溝通不足與非必要性修改等問(wèn)題，由此極大地影響了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的工作效率。而在 BIM 技術(shù)協(xié)同工作中存在一個(gè)共享平臺(tái)，即信息模型。各個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)人員可同時(shí)對(duì)此信息模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，將各自所需要的設(shè)備構(gòu)件、管道信息設(shè)置于模型中并賦予參數(shù)，各專業(yè)的設(shè)計(jì)人員即可在第一時(shí)間了解其他專業(yè)的設(shè)備參數(shù)、設(shè)計(jì)進(jìn)度、交叉碰撞情況。
1.2 BIM 三維可視化的應(yīng)用
BIM 的三維視圖和可視化是不能分割的，三維視圖的出現(xiàn)就是為了通過(guò)視覺(jué)效果，從不同的角度認(rèn)識(shí)、了解建筑。在BIM的三維視圖中，軟件不再是一種畫圖的工具，更是一種設(shè)計(jì)的手段，基于BIM的三維可視化特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)構(gòu)思能夠得到實(shí)時(shí)性呈現(xiàn)，不再局限于通過(guò)平面圖、立面圖、剖面圖的想象。BIM 的三維視圖不僅能夠?qū)崟r(shí)呈現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思，同時(shí)還允許設(shè)計(jì)人員任意角度觀察、繪制及修改模型，使整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程變得鮮活流暢。
圖 1 是 BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)的腫瘤中心的外部效果圖
游功能，能夠模擬設(shè)計(jì)人員親臨建筑內(nèi)部，通過(guò)內(nèi)部的視覺(jué)效果了解擬建建筑物的功能性、合理性、安全性及舒適度等問(wèn)題。通過(guò)漫游功能模擬的內(nèi)部走廊中管道布置狀況、管道高度、消火栓位置、墻體、門窗材質(zhì)、顏色等，整個(gè)擬建建筑的內(nèi)部設(shè)計(jì)都盡收眼底。
在運(yùn)用 BIM 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所有的設(shè)備構(gòu)件都與實(shí)際的尺寸一致，在設(shè)計(jì)時(shí)，就能夠合理的布置設(shè)備、確定管道走向、管徑大小、管道材質(zhì)及管道連接方式等。以排水管道為例，圖2為醫(yī)院診室內(nèi)洗手盆排水管道的局部剖面圖，與洗手盆連接的排水立管管徑為 d75，排水橫干管管徑為 d100，排水坡度為 1.2%，排水橫干管在梁下敷設(shè)，所有設(shè)計(jì)效果均能準(zhǔn)確呈現(xiàn)。
圖 2 BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)的排水管道剖面圖
在普通的CAD繪圖中，當(dāng)任意管道或設(shè)備要修改時(shí)，相對(duì)應(yīng)的其他圖紙均需要自行修改，系統(tǒng)圖更需要設(shè)計(jì)人員通過(guò)空間想象來(lái)繪制。而在運(yùn)用 BIM 進(jìn)行給水排水設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可利用多窗口、多角度、多剖面進(jìn)行同時(shí)觀察、同時(shí)設(shè)計(jì)；并且在任一窗口進(jìn)行的設(shè)計(jì)修改，結(jié)果會(huì)實(shí)時(shí)反饋到其他窗口，這對(duì)于空間管線布置及設(shè)備連接有很大幫助，也避免了人為疏忽造成的錯(cuò)誤或遺漏。同時(shí) BIM 能夠自動(dòng)生成系統(tǒng)圖（即三維視圖），保證了系統(tǒng)圖與平面圖的完全一致，不僅減少了繁瑣的工作量，更減少了錯(cuò)誤的出現(xiàn)。如圖所示，利用 BIM 的可視化功能對(duì)平面、剖面、三維視圖同時(shí)設(shè)計(jì)的衛(wèi)生間給水管道圖（圖 3）及病房放大圖（圖 4）。
1.3 BIM 管道綜合的應(yīng)用
在建筑設(shè)計(jì)中，尤其是遇到體量龐大復(fù)雜的工程時(shí)，各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)難度也將成倍增加。在二維的設(shè)計(jì)工作中，管道綜合通常是通過(guò)簡(jiǎn)單的圖紙疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)，難于全面分析管道的交叉情況，無(wú)法直觀的看出管道的縱向布置。因此管線之間或管線與結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間常常發(fā)生碰撞，造成返工或浪費(fèi)，給施工帶來(lái)麻煩，影響室內(nèi)凈高，甚至引發(fā)安全隱患。BIM 技術(shù)就可以解決這些問(wèn)題，全專業(yè)的真實(shí)尺寸建模技術(shù)能夠準(zhǔn)確定位管道高度，全面檢查管線碰撞，通過(guò)平面圖、剖面圖、軸測(cè)圖、3D模型以及動(dòng)畫漫游，將所有擬建構(gòu)思完整呈現(xiàn)。圖5為管道經(jīng)碰撞檢查前后對(duì)比圖，圖6為局部管道三維圖。從圖中我們能夠看出，雖然整個(gè)工程的管道量非常大，但是通過(guò)不同的顏色區(qū)分出了不同專業(yè)和系統(tǒng)的管道，管道在建筑中的排列是井然有序的，為日后的施工和運(yùn)營(yíng)管理提供了更便利的條件。
二、結(jié)語(yǔ)
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展。以傳統(tǒng)的 CAD 技術(shù)為代表的二維設(shè)計(jì)已不能滿足建筑行業(yè)的要求，BIM 的誕生，將設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)緊密聯(lián)系在一起，極大地提高了人員的工作效率，節(jié)省工程建設(shè)成本。
1）參數(shù)驅(qū)動(dòng)的建筑三維設(shè)計(jì)，給施工圖修改帶來(lái)的“一處修改、處處更新”的便利，極大地縮減了改圖工作量及出錯(cuò)幾率。
2）三維協(xié)同設(shè)計(jì)為全專業(yè)實(shí)時(shí)配合帶來(lái)的工作效率提高。
3）可視化使各設(shè)計(jì)部門的溝通變得方便直接。
4）碰撞檢查技術(shù)能夠排查設(shè)計(jì)盲點(diǎn)降低圖紙出錯(cuò)率。BIM 技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于現(xiàn)階段，仍存在不足之處：
1）出圖率低，現(xiàn)階段 BIM 在給水排水專業(yè)中的出圖率僅有 30%左右，并且是二維圖紙出圖，而二維圖紙無(wú)法明確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，并指導(dǎo)施工。
2）目前針對(duì) BIM 技術(shù)沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
3）為了將 BIM 技術(shù)運(yùn)用到整個(gè)建筑生命周期，就需要設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)營(yíng)單位同時(shí)掌握BIM 技術(shù)并學(xué)會(huì)使用，對(duì)相關(guān)人員的技術(shù)水平要求高。
隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家政策的大力支持，BIM 技術(shù)將逐步發(fā)展成為建筑工程設(shè)計(jì)的主要手段，有助于提高效率、節(jié)約成本、提高施工質(zhì)量、完善運(yùn)營(yíng)管理等。本文從一個(gè)設(shè)計(jì)者的角度，總結(jié)實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，介紹一些 BIM 設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)，希望能給更多的設(shè)計(jì)者一些幫助。
來(lái)源： 中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司
