BIM理念在市政工程設(shè)計中的應(yīng)用探討

劉靚

摘 要：隨著市政建設(shè)項目日趨復(fù)雜化，對市政設(shè)計能力需進一步提高。該文闡述了BIM的理念，介紹了在市政工程設(shè)計中BIM應(yīng)用的情況，并介紹了BIM應(yīng)用的軟件。BIM在市政設(shè)計中的應(yīng)用是行業(yè)的發(fā)展趨勢，是設(shè)計方法和手段的創(chuàng)新，更是思維與模式的創(chuàng)新。最后分析了BIM在市政設(shè)計中存在的問題。

關(guān)鍵詞：市政設(shè)計 ?BIM ?信息化

中圖分類號：TU318 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0078-02

目前，市政建設(shè)項目日趨復(fù)雜化、大型化，信息化的傳遞與交流越來越頻繁，在建設(shè)項目生命周期中，合作者之間在交流溝通、信息交換、優(yōu)化設(shè)計等，在整個設(shè)計過程中存在復(fù)雜性及反復(fù)性。傳統(tǒng)的設(shè)計交流中，需要耗費大量的時間、人力資源、費用，并且效率低下，整個過程條理不清、混亂，容易出現(xiàn)遺忘、漏失，施工困難，甚至往往造成返工。

應(yīng)用計算機技術(shù)，通過建筑工程數(shù)字信息建立模式下，其以三維數(shù)字信息為基礎(chǔ)，通過CAD技術(shù)來實現(xiàn)稱之為建筑信息模型（Building Information Model，BIM）。其核心為虛擬建筑工程三維模型，通過數(shù)字信息化建設(shè)模型，形成簡單、便捷、完整，且以實際工程信息相匹配的信息庫，其大大提高了設(shè)計人員的設(shè)計質(zhì)量及效率，同時支持工程設(shè)計數(shù)據(jù)的重復(fù)利用。BIM主要以高度集中信息為主，整個建設(shè)過程中都存在，為建設(shè)工程信息提供信息資源交換與共享平臺，信息化數(shù)據(jù)的統(tǒng)一、完整解決了工程分散式、異構(gòu)式等問題，回避了信息的不對稱性，更好地為工程的分析與預(yù)估提供更好的依據(jù)。

1 BIM在市政工程設(shè)計中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，在國內(nèi)BIM的應(yīng)用尚處于起步和初級階段，在市政工程設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用較少，目前BIM主要應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，現(xiàn)在正逐步擴充到幾乎所有領(lǐng)域：工程施工、機械制造、建筑設(shè)計等。在市政設(shè)計中主要應(yīng)用污水廠設(shè)計、建筑給排水，市政管線應(yīng)用相對較少。BIM技術(shù)也逐漸被市政工程廣泛接受與使用。

（1）隧道工程。

在傳統(tǒng)的設(shè)計上城市隧道工程采用平縱橫方法來表現(xiàn)結(jié)構(gòu)的橫向、豎向和水平的位置關(guān)系，當(dāng)結(jié)構(gòu)斷面發(fā)生劇烈變化時，一張橫斷面圖難以將節(jié)點的關(guān)系表達清楚，并且平面圖、立面圖、橫斷面的關(guān)系沒有相對應(yīng)，斷面的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，其相應(yīng)的斷面也不會隨之改變。然而，采用BIM技術(shù)對上述情況進行設(shè)計，則可解決以上相關(guān)問題。通過BIM技術(shù)對道路進行裝配并模擬道路橫斷面，實現(xiàn)斷面參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[1]。一方面，根據(jù)道路的寬度自動調(diào)整相應(yīng)的斷面;另一方面，隨方案的變化及時準確地統(tǒng)計結(jié)構(gòu)工程量。同時還能模擬運營階段的工況，如行車、碰撞和管道暴雨分析等，從而避免了不必要的工程變更。

（2）污水廠工程。

一般民用建筑物其結(jié)構(gòu)相對污水廠單體構(gòu)筑相對簡單，無論是對污水廠改造、擴建還是新建工程。從項目的設(shè)計到施工過程，各參建的單位間的溝通往往要有效合理，大部分問題往往是專業(yè)間的細部溝通及銜接，然而細部溝通的問問往往需要專業(yè)的技術(shù)人員到現(xiàn)場進行指導(dǎo)，為此會增加成本，同時浪費時間，影響進度。單通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，上述問題變得簡單、一目了然，同時通過模擬可對存在的一些問題進行排查，使后續(xù)工作更加簡潔。

2 BIM在市政工程設(shè)計中的相關(guān)軟件

BIM技術(shù)的實現(xiàn)離不開BIM軟件，BIM的實現(xiàn)需要十幾以至幾十個軟件共同完成，而不是某個軟件或某類軟件就可以實現(xiàn)的?！癇IM Authoring Software”是BIM建模軟件的核心和BIM的基礎(chǔ)。BIM建模的常用軟件如表1所示，Revi和Archi-CAD是市政工程設(shè)計長應(yīng)用的軟件。

BIM應(yīng)用的參與方有：設(shè)計方、施工方及業(yè)主方，各方有自己的動力及收益。其中技術(shù)力量最強為設(shè)計方，最先可能通過復(fù)制CAD的技術(shù)革新。BIM技術(shù)在市政設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用必將成為必然所趨，BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計中具有以下優(yōu)勢：（1）增強可視化效果;（2）縮短項目全工作周期;（3）加強資料信息管理;（4）減少綜合管線碰撞幾率;（5）提高工作效率;（6）避免設(shè)計過程中各中間版本產(chǎn)生的混淆;（7）減少設(shè)計變更修改。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用中的問題

市政設(shè)計的通向理想的途徑為BIM技術(shù)，但BIM最終轉(zhuǎn)變?yōu)槔硐氲氖姓O(shè)計的環(huán)境還有一定距離。BIM正式走向市政工程設(shè)計，是設(shè)計思維及設(shè)計理念的創(chuàng)新及升級。市政工程設(shè)計從傳統(tǒng)的2D到3D的轉(zhuǎn)換，需要一段艱苦的摸索及適應(yīng)，BIM技術(shù)并不是前沿的技術(shù)在將來將成為普通的技術(shù)。同時，目前BIM還存在以下問題。

（1）設(shè)計方應(yīng)用BIM技術(shù)存在困難。設(shè)計階段是最直接的接觸BIM的環(huán)節(jié)，BIM技術(shù)最先在設(shè)計方應(yīng)用，但設(shè)計方應(yīng)用的并不多，大多還處在徘徊狀態(tài)。

（2）業(yè)主對BIM技術(shù)缺乏認識。業(yè)主是推動建筑業(yè)進步的主要動力，也是BIM技術(shù)的應(yīng)用收益最大的一方。而由于BIM在我國還未得到廣泛應(yīng)用，加上技術(shù)缺陷等問題，很多業(yè)主對BIM技術(shù)缺乏認識，影響到BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣。

（3）軟件開發(fā)方面的不足。

（4）我國對BIM技術(shù)的政策不夠充分。政策導(dǎo)向是技術(shù)進步的重要手段，我國政策對BIM技術(shù)已給予了大力支持，但與國外相比，仍顯得比較粗放，政府的支持與協(xié)調(diào)作用不夠充分，另外，對BIM技術(shù)應(yīng)用的強制力不足，相關(guān)政策雖然對BIM技術(shù)給予了大力推廣，但沒有專門制定實施戰(zhàn)略。

（5）BIM技術(shù)支持和科研院?；A(chǔ)理論研究不足。

①中國建設(shè)標準構(gòu)件的缺少：市政工程常用的管件類型、管道、機械設(shè)備庫;②市政工程領(lǐng)域與建筑工程的軟件應(yīng)用有較大的差異性：圖元屬性要求不同、設(shè)計流程不同、專業(yè)分工不同;③精確繪制管件、管道與管件直接連接的問題：在項目初設(shè)、施工圖階段，軟件管道模型的精確度達不到要求，管件之間管道長度很難精確繪制。軟件中管件和管件直接相連比較困難，設(shè)備、管件、閥門之間直接相連不太方便。④軟件的計算問題與管路系統(tǒng)類型：在構(gòu)筑物內(nèi)管道通道未必直接連接成封閉系統(tǒng)，引出在系統(tǒng)計算管路時不易使用。復(fù)雜的水力計算時，無重力管道系統(tǒng)，計算無法自動進行。⑤BIM模型的反復(fù)利用問題：在項目中建成的單體構(gòu)筑物二次利用難度較高，不能在項目中設(shè)置變量，現(xiàn)有的模型復(fù)制和移動時經(jīng)常出現(xiàn)管路連接斷開、不能隨意移動等問題。

4 結(jié)語

BIM是未來，是趨勢，但是目前還有很多不足，其廣泛在是市政工程設(shè)計中的推廣、實現(xiàn)還需要長時期的堅持，其是一個緩慢而漫長的過程。

參考文獻

[1] 喬建軍，完全掌握CATIA V5-6 R2013超級手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[2] 張新蘭，李顏強，李文江.積極推進BIM設(shè)計技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用[J].中國給水排水，2013，29（8）：63-67.