市政工程設(shè)計中BIM技術(shù)的發(fā)展

徐啟啟+張世旭

摘要：在市政工程設(shè)計單位發(fā)展的過程中，應(yīng)該關(guān)注BIM技術(shù)在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，使用良好的方法進行處理。開發(fā)、創(chuàng)新出越來越多的適用于國內(nèi)市政工程設(shè)計的軟件，還要減少軟件的應(yīng)用成本，以方便提高工程經(jīng)濟效益，為它的發(fā)展做好鋪墊。本文根據(jù)對BIM在市政工程中的應(yīng)用進行分析，提出其應(yīng)用的優(yōu)勢，供設(shè)計人員參考。

關(guān)鍵詞：市政工程；設(shè)計；BIM技術(shù)；發(fā)展

為了滿足人們逐漸增長的物質(zhì)文化需要，在市政工程建設(shè)中改良設(shè)計，應(yīng)該使用領(lǐng)先的技術(shù)、合理的設(shè)計方法，突破各種制約，處理設(shè)計中的相關(guān)問題，卓有成效地完成工程設(shè)計工作。這幾年來，通過使用BIM技術(shù)，處理了很多工程設(shè)計問題，提高了設(shè)計的質(zhì)量，為工程的分析以及評估提供了良好的依據(jù)，促進了市政工程設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展。

一、市政工程設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)的意義

BIM有著信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性等特點。BIM不是簡單地把數(shù)字信息加以集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，被普遍應(yīng)用在設(shè)計、建造等領(lǐng)域。這個方法為建筑工程提供了一個集成的管理環(huán)境，不僅可以明顯提高施工的速度，還可以避免很多潛在的工程風(fēng)險。

在信息技術(shù)普遍應(yīng)用的今天，技術(shù)開發(fā)人員開發(fā)的、建筑行業(yè)中非常關(guān)鍵的技術(shù)，不僅能夠幫助市政工程設(shè)計人員進行工作，還可以提高設(shè)計的質(zhì)量，能夠?qū)κ姓こ讨械脑O(shè)計數(shù)據(jù)加以重復(fù)使用，在使用這個技術(shù)的過程中，能夠運用虛擬的模式，創(chuàng)造出市政工程建筑非常好的場景，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，減少成本的支出。

設(shè)計部門中的工作人員，使用BIM數(shù)據(jù)共享的功能，可以共享數(shù)據(jù)，防止設(shè)計數(shù)據(jù)在重復(fù)使用的時候，發(fā)生錯誤。通過這個技術(shù)，能夠直接顯示出設(shè)計圖紙，還可以自動生成建材列表。使用電腦程序，把BIM技術(shù)中的各類型的數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到軟件中，按照軟件分析的結(jié)果，在短時間內(nèi)生成各種實驗?zāi)Ｐ汀Ｔ谂鲎矙z查的時候，能夠把各個專業(yè)的管線和支架構(gòu)建等設(shè)計集合起來，以提高檢查的精確性。在成本預(yù)測的時候，使用這個技術(shù)能夠相當(dāng)精確、非?？焖俚匕压こ塘坑嬎愠鰜韀1]。

在施工的時候，技術(shù)人員使用專門的軟件，對BIM進行虛擬模型的創(chuàng)建，把工程施工的過程提前演練出來，即使用BIM技術(shù)對市政工程施工過程加以三維立體的設(shè)計。在虛擬模型創(chuàng)建的時候，應(yīng)該及時找到工程設(shè)計中出現(xiàn)的問題，還要使用良好的方法加以改良。所以，BIM技術(shù)可以提高設(shè)計的質(zhì)量，提高設(shè)計的速度，把BIM技術(shù)運用到工程施工環(huán)節(jié)，能夠提高施工的經(jīng)濟方面的效益，推動國家的經(jīng)濟進步。

二、BIM理念在市政工程設(shè)計中存在的問題

（一）設(shè)計方應(yīng)用BIM存在困難

在市政工程設(shè)計中，因為設(shè)計人員沒有專業(yè)的理論方面的指導(dǎo)，沒有主動去應(yīng)用這個技術(shù)，造成BIM理念沒有得到廣泛應(yīng)用。在設(shè)計的時候，設(shè)計師使用BIM的不是很多，很多人不知道這個技術(shù)，有的人不敢嘗試這個技術(shù)。

（二）BIM軟件應(yīng)用不足

BIM軟件類型非常多，各具特色，使人們很難真正了解。尤其是對繪圖軟件和各種類型的設(shè)計軟件，對設(shè)計人員的基礎(chǔ)水平和接受新技術(shù)的能力要求非常高。而從當(dāng)前設(shè)計人員掌握的狀況來看，因為在學(xué)習(xí)的時候，沒有學(xué)習(xí)過這個技術(shù)，后來遇到這個軟件，因為社會條件的作用，使得軟件的掌握以及應(yīng)用水平不高。對于設(shè)計師來說，只有正確地運用這個軟件，才可以在工作的時候很好地應(yīng)用出來[2]。

（三）BIM專業(yè)人才不足

BIM應(yīng)用的重點是專業(yè)人才，但是當(dāng)前在市政工程設(shè)計中，相關(guān)專業(yè)的人才非常少，沒有對設(shè)計人員進行培訓(xùn)，相關(guān)專業(yè)的人才的任用也是非常不夠的，設(shè)計單位沒有相關(guān)技術(shù)人才，不利于這個技術(shù)的推廣。

（四）BIM行業(yè)化發(fā)展程度不夠

BIM在我國工程設(shè)計中處在起步的階段，在探索的過程中，相關(guān)軟件和技術(shù)都要向國外學(xué)習(xí)。但很多地方與我國的的設(shè)計要求以及規(guī)范不一致。專業(yè)的跨度非常大，設(shè)計結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，許多材料沒有恰當(dāng)?shù)慕缍?，使得這個技術(shù)的應(yīng)用非常困難。

三、BIM在市政工程設(shè)計中的應(yīng)用

（一）城市隧道工程

對于不同的市政工程來說，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計是不一樣的，設(shè)計軟件不一樣，造成設(shè)計結(jié)構(gòu)之間有很大的不同，不利于以后的施工和管理。在市政工程設(shè)計中使用這個技術(shù)，能夠調(diào)整設(shè)計的模型，不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)方面的錯誤。另外，在方案更改的時候，還可以預(yù)測出工程量，有效地防止了人工計算的難度，降低了人力資源的投入，可以提高市政工程設(shè)計的速度。在工程施工之前，使用這個技術(shù)分析各種問題，使設(shè)計方式不再受局限，防止出現(xiàn)不必要的設(shè)計方面的修改[3]。

（二）復(fù)雜空間曲線的設(shè)計

市政路橋工程中，安全性和使用時間的延長受到普遍關(guān)注，而且市政路橋工程逐漸更新，結(jié)構(gòu)的軸線和各種曲線越來越多，路橋工程設(shè)計工作逐漸復(fù)雜化，這就需要設(shè)計人員在設(shè)計的時候，提高設(shè)計的準(zhǔn)確度。

在路橋設(shè)計的時候，以拋物線拱橋為例，對其進行設(shè)計的時候，橋梁的拱軸線的兩端，設(shè)置不一樣水平的位移等量，為了提高施工的速度，設(shè)計工作人員需要使用這個技術(shù)對節(jié)點之間的聚力加以掌握，還要在控制條件許可的條件下，計算出對應(yīng)的數(shù)學(xué)公式。在使用CATIA建立曲線模型的時候，可以按照模型建立的圖形的不同，對各種點的連接和軸線之間的規(guī)范性加以研究，防止誤差超過許可的范圍，對其設(shè)計加以科學(xué)改良。

（三）需要注意的問題

市政工程設(shè)計單位在使用這個技術(shù)的時候，需要注意它在應(yīng)用中會出現(xiàn)的問題。當(dāng)前建筑工程市場出現(xiàn)了非常大的變革，在放棄以前的設(shè)計方式的條件下若還使用簡單的平面設(shè)計，無法滿足市政工程嚴(yán)格的設(shè)計要求，特別在建筑工程施工質(zhì)量、各種成本管理非常嚴(yán)格的今天，落后的設(shè)計方法會逐漸被淘汰。隨著市政工程使用時間的延長，設(shè)計單位需要關(guān)注設(shè)計方案，還要預(yù)測出設(shè)計方案在將來的發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合設(shè)計人員的專業(yè)特色，使用各種設(shè)計方法提高設(shè)計的效率。endprint

當(dāng)前，市政工程設(shè)計單位在使用這個技術(shù)的時候，應(yīng)該注意下面這些問題：BIM技術(shù)在應(yīng)用的時候，可以滿足業(yè)主的設(shè)計需求，但是在別的地方還應(yīng)該進行精細(xì)化處理。BIM設(shè)計軟件類型雖然非常多，但可以滿足我國市政工程設(shè)計要求的并不多。在傳輸BIM技術(shù)文件的時候，不同版本的軟件傳輸問題是存在差異的，應(yīng)該及時處理。雖然BIM技術(shù)能夠減少施工的成本，但在應(yīng)用的時候，會浪費非常多的資金。

四、案例分析

（一）BIM技術(shù)應(yīng)用于污水處理工程設(shè)計的實踐

某設(shè)計院當(dāng)前使用BIM設(shè)計的污水處理工程項目非常多，它的工藝和工作流程已經(jīng)大體成形。因為已經(jīng)開發(fā)了很多的工藝設(shè)備三維圖元素以及可調(diào)參數(shù)的圖庫部件，水處理區(qū)能夠直接做普通的工藝圖的BIM設(shè)計，污泥處理區(qū)的儲泥池等也可以直接進行BIM設(shè)計，可以按照工藝流程的要求快速做完總圖的規(guī)劃以及設(shè)計。

燃?xì)鈱I(yè)工程構(gòu)筑物非常多，每個構(gòu)筑物都是一個獨立體，各個專業(yè)的配套非常齊全，在構(gòu)筑物之間把廠區(qū)管網(wǎng)連接成一個大的系統(tǒng)。因為燃?xì)夤こ坦苈贩浅?fù)雜，使用這個技術(shù)以后，以工藝專業(yè)為設(shè)計主導(dǎo)在網(wǎng)絡(luò)平臺上各個工種聯(lián)合工作，非常多的設(shè)計師在相同的模型空間里面排布密集的管路以防止出現(xiàn)碰撞。

供熱工程中供熱管線的排布通常是設(shè)計人員和施工方不好處理的問題，使用這個技術(shù)，設(shè)計人員能夠很好地掌握空間管線的碰撞，施工方也能夠方便地指導(dǎo)現(xiàn)場的施工。用這個技術(shù)進行供熱工程的設(shè)計有著明顯的優(yōu)點：可視、協(xié)調(diào)、優(yōu)化等?？梢曅裕耗軌驈娜S實體模型中看到各個供熱管道的分布和標(biāo)高，給設(shè)計人員或業(yè)主非常生動的視覺沖擊效果。協(xié)調(diào)性：使用二維圖紙設(shè)計的時候，各個專業(yè)的設(shè)計人員因為缺乏溝通，很難發(fā)現(xiàn)管廊等的碰撞問題，通常是在施工中發(fā)現(xiàn)問題，然后處理，使用BIM技術(shù)三維設(shè)計可以避免這種問題。模擬性：可以非常形象地模擬供熱機組、鍋爐等設(shè)備，供方案改良和精細(xì)化設(shè)計。

（二）BIM技術(shù)應(yīng)用于供熱總承包項目中的應(yīng)用實踐

以某供熱工程總承包項目為例，介紹BIM技術(shù)在總承包項目中的應(yīng)用狀況。先使用ArchiCAD軟件進行這個項目的BIM設(shè)計，在這個基礎(chǔ)上使用VICO等軟件進行三維施工組織模擬設(shè)計。利用這兩個軟件非常好地處理了設(shè)計施工圖錯、漏、碰等問題，改良了施工時間的進度計劃，很好地劃分了各個工序的工作以及勞動力的配備，對工程管理起到了合理化管理的指導(dǎo)作用。尤其是在進行工期進度計劃編制的時候，對15項土建工程以及12項安裝工程加以交叉作業(yè)優(yōu)化，還考慮了冬天對施工的作用，把施工時間減少了60天。在施工場地，施工人員使用電腦通過BIM設(shè)計的模型查看施工完后的效果，還可以運用三維施工模擬的可視化成果來檢查各個工序的施工的狀況，對指導(dǎo)施工以及執(zhí)行都起到了非常好的促進作用。

結(jié)語

在市政工程設(shè)計中使用BIM技術(shù)，能夠克服以前的單一的設(shè)計形式，在符合工程各種要求的條件下，提高設(shè)計的質(zhì)量，突出設(shè)計的效果，和信息技術(shù)結(jié)合起來，增加市政工程的功能，為它的發(fā)展做好鋪墊。

參考文獻：

[1]柯臻瑋.BIM在市政工程管線設(shè)計中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016，（08）：89-90

[2]張森.基于BIM的市政工程投資控制研究[D].天津商業(yè)大學(xué)，2013

[3]印明.市政工程設(shè)計中BIM技術(shù)的發(fā)展前景[J].城市道橋與防洪，2012，（07）：347-349+354+28-29endprint