市政設(shè)計(jì)BIM及三維立體設(shè)計(jì)發(fā)展前景

周清華/南寧市勘察測(cè)繪地理信息院

市政設(shè)計(jì)BIM及三維立體設(shè)計(jì)發(fā)展前景

周清華/南寧市勘察測(cè)繪地理信息院

目前，中國(guó)市政設(shè)計(jì)領(lǐng)域從2D向3D的過(guò)渡和升級(jí)已成為必然趨勢(shì)，基于先進(jìn)3D設(shè)計(jì)軟件的BIM正帶來(lái)一場(chǎng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的革命。但是BIM在中國(guó)的發(fā)展并非一帆風(fēng)順，如何真正利用BIM提升設(shè)計(jì)企業(yè)的核心技術(shù)、服務(wù)價(jià)值及綜合競(jìng)爭(zhēng)力，成為國(guó)內(nèi)各大市政設(shè)計(jì)企業(yè)面臨的一大課題

BIM；市政設(shè)計(jì)；三維立體設(shè)計(jì)；發(fā)展

1.BIM與市政工程

市政工程是指城市建設(shè)中的各種公共交通設(shè)施、給水、排水、燃?xì)?、城市防洪、環(huán)境衛(wèi)生及明等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，是城市生存和發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)，是提高人民生活水平和對(duì)外開(kāi)放的基本條件。

建設(shè)工程行業(yè)是世界上最古老的行業(yè)之一，市政工程是其中的一個(gè)子項(xiàng)，從原始人找到適合居住的洞穴開(kāi)始，人類就有了建筑情節(jié)。隨著時(shí)代的發(fā)展，建設(shè)工程體量越來(lái)越大，功能越來(lái)越多，造型越來(lái)越豐富，包含的信息量呈現(xiàn)幾何級(jí)增長(zhǎng)。但是建設(shè)技術(shù)與管理手段卻沒(méi)有跟上時(shí)代發(fā)展的腳步。如今，建筑業(yè)或許是最不經(jīng)濟(jì)、最不節(jié)能、最不環(huán)保的行業(yè)之一，錯(cuò)漏、浪費(fèi)、返工、延誤是常見(jiàn)現(xiàn)象。美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，建設(shè)工程行業(yè)在2008年至少有57%的工作是屬于無(wú)價(jià)值的[1]。BIM能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省工程開(kāi)支，縮短工期，提升運(yùn)營(yíng)維護(hù)，改進(jìn)工程的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維各個(gè)階段，使各階段之間的信息傳遞與集成更順暢。BIM的成功應(yīng)用，將直接促進(jìn)建設(shè)工程行業(yè)領(lǐng)域的變革與發(fā)展。市政工程屬于建設(shè)工程中較為特殊的一種，具有以下特點(diǎn)：工程體量大，投資高，專業(yè)多，周期長(zhǎng)，對(duì)周邊環(huán)境影響大，施工組織復(fù)雜，工程目標(biāo)要求高，事關(guān)國(guó)計(jì)民生。BIM的特性契合市政工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，能達(dá)到提升項(xiàng)目的設(shè)計(jì)質(zhì)量，提升項(xiàng)目的執(zhí)行計(jì)劃控制管理（工程量、材料與造價(jià)等的投資控制管理），提升項(xiàng)目的建造效率與安全及提升項(xiàng)目運(yùn)維管理的經(jīng)濟(jì)性與安全性。

2.市政工程BIM發(fā)展的問(wèn)題

BIM能夠給建設(shè)行業(yè)帶來(lái)的好處已得到國(guó)外同行的實(shí)踐證實(shí)。但是中國(guó)市政行業(yè)BIM的發(fā)展卻比較滯后，不僅落后于國(guó)際先進(jìn)水平，也遠(yuǎn)落后于國(guó)內(nèi)工民建設(shè)計(jì)行業(yè)。經(jīng)分析，主要由以下幾點(diǎn)阻礙BIM在中國(guó)市政設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

2.1 現(xiàn)有2D設(shè)計(jì)所帶來(lái)的不足，已被當(dāng)前產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)容忍。比如，施工人力成本和場(chǎng)地成本較低；由于設(shè)計(jì)缺陷所造成的工程問(wèn)題解決成本相對(duì)較低；國(guó)內(nèi)目前的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大潮，各大市政設(shè)計(jì)院項(xiàng)目充足，沒(méi)有時(shí)間也沒(méi)有必要進(jìn)行BIM軟件的培訓(xùn)；同時(shí)3D設(shè)計(jì)的收益和成本未被合理地評(píng)估或未被市場(chǎng)認(rèn)可。

2.2 主流的BIM軟件掌握較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)師和工程師要付出很高的學(xué)習(xí)成本才能夠掌握這一新的設(shè)計(jì)手段，它要求設(shè)計(jì)師不但熟悉軟件本身的功能，還要將設(shè)計(jì)理念進(jìn)行全新的轉(zhuǎn)變。設(shè)計(jì)企業(yè)里有經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)設(shè)計(jì)師學(xué)習(xí)意愿不強(qiáng)烈，也阻礙國(guó)內(nèi)BIM的實(shí)施。

3.BIM發(fā)展方向

BIM作為一種新興技術(shù)，能為業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工企業(yè)帶來(lái)巨大價(jià)值，能夠提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)市政領(lǐng)域BIM發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 工程方案階段。在項(xiàng)目投資決策階段，對(duì)確定合理的項(xiàng)目方案至關(guān)重要。BIM模型能通過(guò)3D方式展現(xiàn)，根據(jù)新項(xiàng)目方案特點(diǎn)，能快速形成不同方案的模型，能自動(dòng)計(jì)算不同方案的工程量、造價(jià)等指標(biāo)數(shù)據(jù)，直觀方便地進(jìn)行方案比選，有利于建設(shè)單位能更好地作出正確選擇。

3.2 工程設(shè)計(jì)階段。對(duì)于市政項(xiàng)目的道路、管線、橋梁等進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，BIM可對(duì)現(xiàn)有構(gòu)筑物進(jìn)行信息化處理，在此基礎(chǔ)上能進(jìn)行多人、多專業(yè)協(xié)同市政設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)能對(duì)現(xiàn)有構(gòu)筑物進(jìn)行可視化顯示，對(duì)設(shè)計(jì)管線與現(xiàn)狀地下管線進(jìn)行碰撞檢查，對(duì)新建構(gòu)筑物與現(xiàn)狀管線、構(gòu)筑物進(jìn)行碰撞檢測(cè)以及相鄰構(gòu)筑物距離的判斷，在布置與調(diào)整位置的同時(shí)能獲取道路、管線以及工程量等相關(guān)信息，以便隨時(shí)查看、比較設(shè)計(jì)成果。

3.3 工程招標(biāo)階段。建設(shè)單位或造價(jià)咨詢單位可根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的BIM模型快速抽調(diào)本項(xiàng)目的工程量清單，有效避免漏項(xiàng)和錯(cuò)算等情況，最大限度減少設(shè)計(jì)階段因工程量問(wèn)題而產(chǎn)生糾紛。同時(shí)投標(biāo)單位也可根據(jù)BIM模型快速獲取工程量，并與招標(biāo)文件工程量清單比較，制訂出最佳的投標(biāo)方案。

4.BIM理念在市政工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

4.1 培養(yǎng)BIM專業(yè)技術(shù)人才

BIM在市政工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，最重要的一點(diǎn)就是，必須要有優(yōu)秀的BIM人才。通過(guò)專業(yè)人才的具體實(shí)施，才能使這一理論成果向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化，真正轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。而B(niǎo)IM人才正是國(guó)內(nèi)工程建筑行業(yè)，特別是市政工程設(shè)計(jì)行業(yè)所欠缺的。市政工程設(shè)計(jì)相關(guān)單位要從人才職稱和執(zhí)業(yè)制度上，有針對(duì)性的進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，培養(yǎng)更多數(shù)量的BIM技術(shù)“核心”人才，提高人才專業(yè)水平與人才質(zhì)量。此外，還要在招聘過(guò)程中，注重BIM專業(yè)人才的引進(jìn)，從而更好實(shí)施和普及BIM的應(yīng)用，最終提升市政工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率。

4.2 加強(qiáng)BIM的行業(yè)化發(fā)展

在市政工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，要緊密結(jié)合工程設(shè)計(jì)實(shí)際與特點(diǎn)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)的不同種類，不同結(jié)構(gòu)，對(duì)BIM的應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范化管理，在借鑒外國(guó)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況作出適當(dāng)改變與調(diào)整，使之符合市政工程設(shè)計(jì)的具體要求。在推廣中，注意規(guī)范化、制度化、系統(tǒng)化，使之與行業(yè)發(fā)展相協(xié)調(diào)，促進(jìn)BIM的行業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

4.3 注重BIM軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

在市政工程設(shè)計(jì)中，要選擇以設(shè)計(jì)項(xiàng)目為主的BIM軟件。因?yàn)锽IM軟件具有一定的專屬功能以及其擅長(zhǎng)點(diǎn)，所以在選擇與應(yīng)用時(shí)要做甄別，根據(jù)工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)來(lái)選擇才能事半功倍。此外，選擇適合設(shè)計(jì)人員的軟件，因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)習(xí)慣不同，對(duì)圖紙的理解也不同，設(shè)計(jì)順序也都有自己一套成型的方法，所以應(yīng)用適合設(shè)計(jì)人員的軟件，可以提升工作效率，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員對(duì)軟件的二次開(kāi)發(fā)，增加一些自己設(shè)計(jì)習(xí)慣的插件，拓展軟件應(yīng)用空間。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)軟件的選擇與具體應(yīng)用，推廣BIM的實(shí)際應(yīng)用。

5.結(jié)束語(yǔ)

中國(guó)市政設(shè)計(jì)領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)從紙筆到電腦2D的飛躍。目前，2D向3D的過(guò)渡和升級(jí)已成為該領(lǐng)域新的發(fā)展趨勢(shì)，基于BIM技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)今BIM已被越來(lái)越多的專家學(xué)者應(yīng)用在各式各樣的項(xiàng)目中，雖然BIM在發(fā)展推廣過(guò)程中還存在很多問(wèn)題，但在政府、行業(yè)協(xié)會(huì)、軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)、設(shè)計(jì)院和開(kāi)發(fā)商等共同參與、大力推動(dòng)下，BIM將為中國(guó)的工程建設(shè)行業(yè)及相關(guān)企業(yè)帶來(lái)更大的價(jià)值，市政設(shè)計(jì)企業(yè)的BIM推廣應(yīng)用也會(huì)得到快速發(fā)展。

[1]趙雪鋒.建設(shè)工程全面信息管理理論和方法研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2010.

[2]何關(guān)培.BIM總論[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[3]賀靈童.BIM在全球的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].工程質(zhì)量，2013（3）：12-19.

[4]劉文廣，牟培超，黃銘豐.BIM應(yīng)用基礎(chǔ)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2013.

[5]清華大學(xué)BIM課題組，互聯(lián)立方公司BIM課題組.設(shè)計(jì)企業(yè)BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.