BIM技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

鄧竣文　郝鑫

摘? 要：近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國水利工程事業(yè)有了實(shí)質(zhì)性的突破，無論是水利工程的數(shù)量還是施工質(zhì)量都有了顯著提升，對于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。各種科學(xué)技術(shù)成果不斷涌現(xiàn)，對于水利工程設(shè)計(jì)起到了非常好的推動(dòng)作用，其中，BIM技術(shù)就是一個(gè)重要應(yīng)用內(nèi)容，依托于BIM技術(shù)，可以非常好的提高水利工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量水平，對于防范后續(xù)施工安全事故也具有重要意義。文章主要是從概念切入，對BIM技術(shù)進(jìn)行了分析，進(jìn)而介紹了其發(fā)展概況、模型構(gòu)建等相關(guān)內(nèi)容，對于深化新形勢下水利工程設(shè)計(jì)意義重大。

關(guān)鍵詞：新形勢下;BIM技術(shù);水利工程;設(shè)計(jì);應(yīng)用研究

中圖分類號：TV222 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）34-0154-02

Abstract： In recent years， with the development of society， there has been a substantial breakthrough in the cause of water conservancy projects in China. Both the quantity and construction quality of water conservancy projects have been significantly improved， which has had a profound impact on economic and social development. All kinds of scientific and technological achievements continue to emerge， which has played a very good role in promoting the design of water conservancy projects. Among them， BIM technology is an important application content. Relying on BIM technology， it can very well improve the quality level of water conservancy engineering design. It is also of great significance to prevent the safety accidents of the follow-up construction. This paper mainly starts from the concept， analyzes the BIM technology， and then introduces its development situation， model construction and other related contents， which is of great significance for deepening the design of water conservancy projects in the new situation.

Keywords： the new situation; BIM technology; water conservancy project; design; application research

引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，科學(xué)技術(shù)迎來了新的發(fā)展高峰，為水利工程設(shè)計(jì)工作的開展創(chuàng)造了條件，BIM技術(shù)在整個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓寬，對于水利工程起到了非常深刻的影響。從整個(gè)建筑工程來看，BIM技術(shù)有了深入的應(yīng)用，但是，在水利工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用還處于初期階段。水利工程具有明顯的特殊性，對于BIM技術(shù)應(yīng)用要求提出了新的特點(diǎn)，尤其是在設(shè)計(jì)選型、CAD設(shè)計(jì)圖紙信息等方面表現(xiàn)尤為突出。研究發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)在應(yīng)用中具有非常明顯的優(yōu)勢，實(shí)際成本投入比較低、效率高等，但是，在BIM技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，還是存在不少問題，需要引起足夠的重視。

1 BIM技術(shù)內(nèi)涵概述

BIM技術(shù)，是一種以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)，也是建筑信息模型技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，更是成為了一種多維度建筑模型信息集成管理技術(shù)。BIM技術(shù)包含著非常高的科技含量，充分體現(xiàn)了全面、協(xié)調(diào)、綠色、開放與共享的發(fā)展理念，在技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，注重對節(jié)能環(huán)保的追求，努力提升設(shè)計(jì)的信息化水平，通過與BIM技術(shù)應(yīng)用的有效結(jié)合，當(dāng)前建筑工程發(fā)展的綠色化水平顯著提高，產(chǎn)業(yè)信息化也快速突破，對于各地智慧城市建設(shè)也帶來了深刻的影響，通過各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用可以得出，BIM技術(shù)是一門基礎(chǔ)性技術(shù)，在二維設(shè)計(jì)建造技術(shù)向三位設(shè)計(jì)建造技術(shù)轉(zhuǎn)變發(fā)展當(dāng)中扮演著至關(guān)重要的角色。相比較而言，BIM技術(shù)在工程造價(jià)開支、虛擬化以及可視化等方面優(yōu)勢非常突出，通過應(yīng)用BIM技術(shù)，有助于提高工程決策的科學(xué)性，提升規(guī)劃設(shè)計(jì)以及施工的整體水平，從而可以縮短施工的工期，可以最大限度地提高建筑工程企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從時(shí)間上看，BIM技術(shù)應(yīng)用時(shí)間比較短，很多設(shè)計(jì)人員對于BIM技術(shù)理解、應(yīng)用把握并不是特別深入，但是，隨著國家對設(shè)計(jì)工作重視程度的提高，建筑行業(yè)對BIM技術(shù)提出了新的更高的要求，BIM最初是在建筑行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用，進(jìn)而廣泛深入到了其他行業(yè)當(dāng)中，這也是在當(dāng)前水利工程設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用和重視BIM技術(shù)的原因之一。

2 BIM模型的建構(gòu)

在當(dāng)前建設(shè)項(xiàng)目信息管理上，BIM技術(shù)發(fā)揮著重要作用，但是，BIM模型的建構(gòu)是基礎(chǔ)性條件，為此，對于模型建構(gòu)必須要給予足夠重視。模型建構(gòu)一般包括兩個(gè)方面：地形BIM模型的建構(gòu)與水利工程建筑物BIM模型的建構(gòu)。

2.1 地形BIM模型的建構(gòu)

所謂的地形模型，是指建筑工程具體施工活動(dòng)所在的場所以及地形開挖的受體，在整個(gè)施工活動(dòng)布局與推進(jìn)當(dāng)中發(fā)揮著重要作用。建模是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含的內(nèi)容非常多，曲面是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了提高曲面創(chuàng)建的成效，需要對建筑施工的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)分析，準(zhǔn)確把握數(shù)據(jù)信息的規(guī)律及特點(diǎn)，同時(shí)，還需要對河道原有的地形結(jié)構(gòu)等進(jìn)行全面的審查，如果在等高線等當(dāng)中發(fā)現(xiàn)了不準(zhǔn)確之處，應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際情況，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。不規(guī)則三角網(wǎng)主要是用來進(jìn)行曲面創(chuàng)建，其基本的組成部分是曲面三角部分的三角形，其具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對地形高低起伏變化較為充分的表現(xiàn)。

2.2 水利工程建筑物BIM模型的構(gòu)建

在BIM技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，可視化仿真技術(shù)是一個(gè)重要方面，該技術(shù)的應(yīng)用需要有一個(gè)精準(zhǔn)、全面、正常的工程設(shè)計(jì)數(shù)字信息模型來支撐。由于工程設(shè)計(jì)數(shù)字信息模型具有不一樣的特點(diǎn)，在具體建模上，需要從順序、方法等方面進(jìn)行差異性考慮。從建筑領(lǐng)域看，很多部門在BIM技術(shù)的應(yīng)用上，先后出臺了多個(gè)規(guī)定，但是，由于應(yīng)用到水利工程當(dāng)中的時(shí)間較短，相關(guān)的規(guī)定內(nèi)容還暫時(shí)不多。BIM模型的構(gòu)建，必須要從以下幾個(gè)步驟切入：

2.2.1 重點(diǎn)分析相關(guān)方的基本需求，以此來指導(dǎo)BIM技術(shù)的應(yīng)用，精準(zhǔn)把握BIM模型的實(shí)際應(yīng)用階段，這樣可以顯著提高建模的精準(zhǔn)度。

2.2.2 對CAD圖紙進(jìn)行全面的豐富與完善，對水利工程從不同的層面進(jìn)行深入了解，注重對相關(guān)注意事項(xiàng)等的把握。

2.2.3 結(jié)合具體需要，對現(xiàn)有的人員進(jìn)行合理分工，將分配的分解項(xiàng)目落到實(shí)處。

2.2.4 切實(shí)做好管理工作，重點(diǎn)是對模型的圖形以及信息等內(nèi)容進(jìn)行管理。

2.2.5 在應(yīng)用BIM技術(shù)上，應(yīng)當(dāng)充分考慮水利工程各個(gè)方面圖紙的基本要求，這樣才能提高建模的針對性、成效性，在建模過程中出現(xiàn)的問題，需要進(jìn)行詳細(xì)的記錄。

2.2.6 按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，從質(zhì)量等方面對BIM模型進(jìn)行重點(diǎn)把握，提高BIM模型的質(zhì)量水平。

3 BIM交付內(nèi)容的設(shè)計(jì)

在BIM技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，設(shè)計(jì)過程的實(shí)現(xiàn)影響深刻，直接決定著BIM技術(shù)完全項(xiàng)目的全過程應(yīng)用，為此，對于設(shè)計(jì)過程要給予足夠重視。BIM技術(shù)在概念以及操作理念方面表現(xiàn)的非常美好，在整個(gè)建筑項(xiàng)目當(dāng)中需要做到全部周期的貫穿。但是，在具體實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中，BIM技術(shù)難以做到整個(gè)周期的全部貫穿。

在當(dāng)前設(shè)計(jì)當(dāng)中，處于設(shè)計(jì)過程中的BIM最為理想的交付方式是模型指導(dǎo)施工，對于普通的模型而言，通常會(huì)包含需要設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、產(chǎn)品使用的材料以及材料的性質(zhì)、產(chǎn)品的實(shí)際位置與方位，還包括了不同產(chǎn)品之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等，通過對建筑信息模型的分析，可以獲取到非常多的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息都是與設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系在一起的，這樣可以對效果進(jìn)行有效的觀察。在信息數(shù)字化成果的指導(dǎo)下，后續(xù)施工可以更加方便、有序、高效的進(jìn)行。從實(shí)際看，當(dāng)前對于信息模型內(nèi)容的表達(dá)還處于最初的探索時(shí)期，很難將模型信息的直接應(yīng)用與后續(xù)施工指導(dǎo)結(jié)合起來，但是，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，都為BIM技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，在社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)下，兩者之間的結(jié)合將會(huì)更加深入，模型與施工結(jié)合的成效也會(huì)更加明顯。

4 模型及信息的創(chuàng)建

借助BIM模型，可以對工程的建筑實(shí)體以及整體功能特性等以數(shù)字化的形式進(jìn)行有效表現(xiàn)。結(jié)合實(shí)際來看，建模的特點(diǎn)鮮明，主要體現(xiàn)在效率非常高，精準(zhǔn)度非常高，專業(yè)設(shè)計(jì)水平非常強(qiáng)等，而且還具有非常好的通用性特點(diǎn)，為此，建模在BIM技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，通常是以信息載體的形式出現(xiàn)。在二維圖紙到三維圖紙的轉(zhuǎn)變中，實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)內(nèi)容并不復(fù)雜，但是，在建模的高效性上則需要長時(shí)間對建模知識、技術(shù)進(jìn)行研究與學(xué)習(xí)。水利工程領(lǐng)域適用的建模方法有助于BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)上更加方便快捷，在這里需要專門強(qiáng)調(diào)的是，BIM設(shè)計(jì)的三維效果并不是單一效果圖的體現(xiàn)，在具體精準(zhǔn)度上存在著非常明顯的差異。在BIM設(shè)計(jì)當(dāng)中，模型需要有基本的數(shù)據(jù)信息來支撐，包括完整的尺寸大小、面積、體積等。在數(shù)據(jù)信息的承載上，模型是關(guān)鍵所在，只有在BIM實(shí)踐方面提升專業(yè)化水平，這樣才能確保實(shí)踐應(yīng)用水平得到提高，對于建筑實(shí)踐也有一定的推動(dòng)作用。當(dāng)前，實(shí)際存在的建模工具非常多，占據(jù)主流的平臺有Autodesk、Bendley等，但是，受到各種因素的影響，這些建模平臺在彼此之間的通用上還存在著一定的問題，能夠結(jié)合實(shí)際情況，選擇最為合適的建模平臺，同時(shí)，提高三維模型數(shù)據(jù)的通用性，直接決定著BIM技術(shù)的應(yīng)用成效，更是影響著建模的質(zhì)量水平。

5 模型以及信息的表達(dá)

模型當(dāng)中，包含著非常豐富的數(shù)據(jù)信息，是設(shè)計(jì)必須要重視的，只有將模型當(dāng)中包含的豐富信息有效提取出來，這樣才能滿足實(shí)際的需要。從當(dāng)前來看，將二維表達(dá)與模型以及模型信息的展現(xiàn)緊密結(jié)合起來是非常有必要的，為此，在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，還需要從圖紙文字的層面對模型進(jìn)行有效表達(dá)。在《設(shè)計(jì)企業(yè)BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)指南》當(dāng)中有非常明確的規(guī)定，BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用成果，主要是體現(xiàn)到BIM交付可供優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、綜合協(xié)調(diào)成果、豐富的建造分析、可視化的溝通手段以及和模型具有一定關(guān)聯(lián)關(guān)系的二維視圖等方面，以上這些內(nèi)容都是信息模型最為常見的表現(xiàn)方法。從具體表達(dá)上可以看出，BIM信息模型體現(xiàn)出了豐富化、多樣化的特點(diǎn)，對于表達(dá)方式的探究是一個(gè)長期的過程，并非朝夕之功，這個(gè)探究過程是一個(gè)不斷積累與深化的過程。在BIM設(shè)計(jì)具體實(shí)踐當(dāng)中，借助當(dāng)前的二維圖紙來進(jìn)行表達(dá)是一種較為常見并應(yīng)用成熟的方式，三維方法的應(yīng)用還處于探索階段，不同的行業(yè)在BIM技術(shù)設(shè)計(jì)上都可以發(fā)揮自身的優(yōu)勢，這樣可以提高自身設(shè)計(jì)的特色水平，有助于對產(chǎn)品的成本支出等進(jìn)行有效控制。

6 結(jié)束語

綜上所述，本篇文章主要是從水利工程設(shè)計(jì)的層面對BIM技術(shù)的內(nèi)涵進(jìn)行了分析，進(jìn)而對模型建構(gòu)、交付內(nèi)容的設(shè)計(jì)、模型及信息的創(chuàng)建、模型以及信息的表達(dá)等進(jìn)行了全面介紹，這對于深化BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用具有重要意義，有助于工程設(shè)計(jì)與施工基本情況更為緊密的結(jié)合起來，對于發(fā)揮BIM技術(shù)的價(jià)值具有重要意義。

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