BIM技術(shù)在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用探究

蔣仕益，貢達(dá)

（1.河海大學(xué)商學(xué)院；2.江蘇鎮(zhèn)江建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司）

1 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家有關(guān)政府部門的大力推廣和推進(jìn)實(shí)施，“海綿城市”的理念逐漸得到了社會(huì)的認(rèn)可，成為我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的熱點(diǎn)內(nèi)容，海綿城市的試點(diǎn)建設(shè)也在各個(gè)省市如火如荼地展開(kāi)。同樣的，BIM技術(shù)在我國(guó)也逐步得到發(fā)展，已經(jīng)越來(lái)越多地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域的工程建設(shè)之中。因此，如何在海綿城市建設(shè)中高效合理地運(yùn)用BIM技術(shù)已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注和研究。

2 BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)，即Building Information Modeling（建筑信息模型）或者BuiIding Information Management，該技術(shù)旨在項(xiàng)目的全壽命周期內(nèi)運(yùn)用三維實(shí)體加上時(shí)間和造價(jià)這種5D的信息技術(shù)進(jìn)行工程量計(jì)算、造價(jià)管理、設(shè)施維護(hù)運(yùn)行等工程項(xiàng)目管理工作。BIM技術(shù)如果被較好應(yīng)用，可以在很大程度上解決工程建設(shè)的浪費(fèi)問(wèn)題。另外，BIM技術(shù)還可以提前計(jì)算出可能延誤的工期，從而提前做好對(duì)策，提高建筑工程建設(shè)的效率。采用BIM技術(shù)使建筑行業(yè)邁出了精細(xì)化管理的一大步，是工程建設(shè)領(lǐng)域的一次重大變革[1]，它能協(xié)調(diào)多個(gè)參與方有效地避免資源無(wú)辜浪費(fèi)、避免延誤工期，幫助建設(shè)工程提高效益。

3 海綿城市建設(shè)概述

2012年4月的低碳城市與區(qū)域發(fā)展科技論壇上，基于低碳可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想，“海綿城市”的概念首次被提出；2013年12月12日，習(xí)近平總書記在《中央城鎮(zhèn)化工作會(huì)議》的講話：在提升城市排水系統(tǒng)時(shí)要優(yōu)先考慮把有限的雨水留下來(lái)，優(yōu)先考慮利用自然力量排水，建設(shè)自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”，做到“小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、水體不黑臭、熱島有緩解”。2014年10月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開(kāi)發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》（城建函[2014]275號(hào)），該指南提出了海綿城市建設(shè)的基本原則，對(duì)規(guī)劃控制目標(biāo)進(jìn)行了分解，落實(shí)及其構(gòu)建技術(shù)框架，明確了建設(shè)的內(nèi)容、要求和方法，成為了我國(guó)海綿城市建設(shè)的技術(shù)指導(dǎo)性文件?！吨改稀穼?duì)海綿城市的定義為：城市能夠像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”，下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用[2],是解決城市內(nèi)澇的有效途徑。

4 BIM技術(shù)的特點(diǎn)在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用

4.1 可視化與專業(yè)協(xié)作

海綿城市的建設(shè)涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域，包括雨水濕地公園、污水處理設(shè)備、給排水管網(wǎng)設(shè)施、水生態(tài)、水環(huán)境治理改造等多種項(xiàng)目類型，項(xiàng)目結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及內(nèi)容繁多。從源頭集水排水設(shè)施、過(guò)程管網(wǎng)設(shè)備到末端設(shè)施，海綿城市建設(shè)貫穿地下與地上。尤其是與黑臭水體治理及地下綜合管網(wǎng)系統(tǒng)相結(jié)合時(shí)，通過(guò)BIM技術(shù)的運(yùn)用，結(jié)合動(dòng)畫渲染、漫游、模擬碰撞檢查等可視化功能，將不同專業(yè)的施工圖紙通過(guò)三維的方式結(jié)合到一個(gè)空間之中加以體現(xiàn)，能夠最為直觀地熟悉施工現(xiàn)場(chǎng)建筑及結(jié)構(gòu)，明確管線與管線、管線與結(jié)構(gòu)梁板柱墻之間的位置關(guān)系。并且能夠直觀預(yù)知整個(gè)項(xiàng)目建成后的狀態(tài)并提前進(jìn)行調(diào)整改善。從而最大限度地減少返工，縮短工期并做到節(jié)材與節(jié)能。

4.2 信息化與參數(shù)化

在BIM技術(shù)中，通過(guò)建立信息模型，將不同元素參數(shù)化?？梢詫?shí)時(shí)掌握項(xiàng)目在各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下的人工數(shù)量、材料消耗、施工機(jī)具使用情況及項(xiàng)目各專業(yè)的實(shí)時(shí)進(jìn)度，從而保證人員、材料、施工機(jī)具計(jì)劃的高效推進(jìn)，大大提高了工程建設(shè)的效率。尤其是在海綿城市的建設(shè)過(guò)程中，多專業(yè)、多地域同步施工，這給項(xiàng)目的建設(shè)管理帶來(lái)了巨大的壓力，通過(guò)BIM技術(shù)的運(yùn)用，能夠快速了解項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度，做到對(duì)項(xiàng)目的整體建設(shè)能夠統(tǒng)籌兼顧。結(jié)合GIS、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)終端[3]等信息化技術(shù)構(gòu)建海綿城市信息管理平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)海綿城市的運(yùn)維智能化管理。

4.3 全面、全壽命周期管理

1）項(xiàng)目全面管理

在工程建設(shè)中，BIM技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于不同管理中。

①通過(guò)各項(xiàng)成本數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行項(xiàng)目成本管理；

②通過(guò)模擬施工流程來(lái)熟悉施工工藝并發(fā)現(xiàn)施工中存在的問(wèn)題，提前留意關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及施工質(zhì)量隱患、安全隱患，強(qiáng)化項(xiàng)目質(zhì)量管理、安全管理；

③通過(guò)可視化及信息化技術(shù)的運(yùn)用，動(dòng)態(tài)把控施工進(jìn)度，優(yōu)化項(xiàng)目進(jìn)度管理及信息管理；

④基于BIM信息化平臺(tái)及BIM數(shù)據(jù)庫(kù)整合進(jìn)行項(xiàng)目整體的組織與協(xié)調(diào)。

2）全壽命周期管理

根據(jù)試點(diǎn)情況來(lái)看，一方面海綿城市建設(shè)規(guī)模大，環(huán)境變化因素多，另一方面由于政府的政策扶持，故海綿城市建設(shè)基本均采用PPP融資模式，而該融資模式下，除實(shí)施階段外，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段的管理尤為重要，海綿城市的體系運(yùn)行下更是如此。傳統(tǒng)模式中，實(shí)施階段的項(xiàng)目管理與運(yùn)營(yíng)階段的設(shè)施管理間相互割裂，給運(yùn)營(yíng)階段的資產(chǎn)管理及運(yùn)行管理增加了成本和難度。BIM技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了工程自決策階段至使用階段的全壽命周期內(nèi)的信息傳遞。為PPP模式下海綿城市的全壽命周期管理掃除了信息障礙。

5 BIM技術(shù)在海綿城市建設(shè)中的問(wèn)題分析

5.1 積極性不足

對(duì)于業(yè)主來(lái)說(shuō)，引入BIM技術(shù)會(huì)增加一筆額外的費(fèi)用，而采用BIM技術(shù)的效果則需要等到項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段才會(huì)完全顯現(xiàn)出來(lái)。因此，業(yè)主主動(dòng)采用BIM技術(shù)的積極性不足，而目前采用BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目大部分也是受政府政策引導(dǎo)和措施鼓勵(lì)的影響，主動(dòng)尋求采用BIM技術(shù)以降低項(xiàng)目成本、提高建設(shè)效率的業(yè)主較少。對(duì)施工方來(lái)說(shuō)，引入BIM技術(shù)會(huì)增加額外的工作量，并使得項(xiàng)目造價(jià)、工程量、進(jìn)度計(jì)劃等信息更加透明，間接影響了施工方的管理。

5.2 人才缺少、技術(shù)不完善

雖然BIM技術(shù)在近幾年得到了較大的推廣和發(fā)展，但BIM技術(shù)的完全普及尚需時(shí)日。熟練掌握BIM技術(shù)及Revit建模、Navisworks碰撞模擬等相關(guān)軟件的工程技術(shù)人員仍很缺乏，尤其是建筑施工企業(yè)的從業(yè)人員，對(duì)信息技術(shù)的掌握不足。而對(duì)于涉及到污水處理設(shè)施、市政管網(wǎng)、水資源調(diào)控[4]等海綿城市建設(shè)中跨領(lǐng)域深度結(jié)合的項(xiàng)目，技術(shù)開(kāi)發(fā)仍不成熟，尚不能完全滿足實(shí)際工程的需要。而且海綿城市建設(shè)引入BIM技術(shù)缺乏統(tǒng)一的信息管控、處理和反饋的平臺(tái)，各子項(xiàng)目及各方的管理信息壁壘仍然存在，使得BIM技術(shù)不能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著政府政策持續(xù)鼓勵(lì)與扶持、BIM軟件的不斷優(yōu)化、技術(shù)不斷更新與完善、BIM人才的不斷壯大和發(fā)展以及項(xiàng)目全壽命周期管理理念的不斷強(qiáng)化，BIM技術(shù)在海綿城市建設(shè)與運(yùn)行管理中的運(yùn)用是大勢(shì)所趨。在海綿城市經(jīng)過(guò)試點(diǎn)考驗(yàn)并大力推廣的背景下，BIM技術(shù)能夠幫助海綿城市建設(shè)更加快速、高效地實(shí)施和發(fā)展。