BIM技術(shù)在水運(yùn)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

曹煜

【摘要】隨著設(shè)計(jì)行業(yè)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，BIM技術(shù)受到了國內(nèi)外設(shè)計(jì)人員的廣泛推崇。本文以印尼某高樁碼頭為例，論述BIM技術(shù)在傳統(tǒng)碼頭設(shè)計(jì)中所起到的作用，分析BIM技術(shù)的優(yōu)勢與不足，為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);水運(yùn)工程;設(shè)計(jì)

隨著國內(nèi)外數(shù)字化、信息化的發(fā)展，設(shè)計(jì)不光是為了滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還需要兼顧美觀、節(jié)能、便捷等要求[1]。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)手段已經(jīng)難以滿足客戶日益增長的需求，BIM技術(shù)逐漸得到廣泛的應(yīng)用[2]。本文以印尼某電廠配套碼頭為例，闡述BIM技術(shù)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，探討B(tài)IM技術(shù)的應(yīng)用前景。

1、項(xiàng)目背景

本工程為某電廠配套碼頭，設(shè)計(jì)方案為高樁碼頭通過引橋與陸域連接。碼頭設(shè)計(jì)過程采用BIM正向設(shè)計(jì)，通過Revit、Civil3D、Navisworks以及3dsmax軟件實(shí)現(xiàn)碼頭圖紙出圖、港池疏浚量統(tǒng)計(jì)、碰撞檢測以及效果圖設(shè)計(jì)。提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少了設(shè)計(jì)缺陷，并且向客戶直觀展現(xiàn)了碼頭建成后的效果。

2、設(shè)計(jì)過程

設(shè)計(jì)流程如上圖所示，整個(gè)工作過程主要分為數(shù)據(jù)整理，BIM設(shè)計(jì)，成果產(chǎn)出三大部分。

前期首先搜集場地的地形水深數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)需包含X，Y，Z三個(gè)維度的信息，并且使用統(tǒng)一基準(zhǔn)面與坐標(biāo)系統(tǒng)。地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入Civil3D后，由Civil3D生成工程的三維地形，根據(jù)航道走向與航道底高程，可以計(jì)算得到開挖方數(shù)據(jù)，用來配合設(shè)計(jì)報(bào)價(jià)與施工過程。

在Civil3D中建立的地形模型可以導(dǎo)出到Revit當(dāng)中。在Revit中建立好場地后，各專業(yè)即可基于現(xiàn)有的場地分別進(jìn)行專業(yè)建模。各專業(yè)通過協(xié)同工作方式分別建立Revit模型，并匯總成整體模型。

通過Revit建立的整體模型，集合了總圖、水工、工藝、給排水、建筑、暖通、電氣等多專業(yè)的設(shè)計(jì)輸出，在一些局部區(qū)域往往出現(xiàn)不同專業(yè)之間的交叉和沖突。通過將Revit模型導(dǎo)出成NWC格式文件，可以導(dǎo)入至Navisworks當(dāng)中。通過Navisworks的碰撞檢查功能，可以很便捷地針對不同區(qū)域、不同類別構(gòu)件進(jìn)行碰撞檢測。比如管線和墻體的碰撞、樁基之間的碰撞、電氣管道與給排水管道之間的碰撞等?；谶@些碰撞報(bào)告，需要返回Revit模型中進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與優(yōu)化，協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的沖突，并通過合理的布置，避免碰撞的發(fā)生。

整體模型調(diào)整完畢后，各專業(yè)在Revit中進(jìn)行出圖。通過定義圖框族，可以促進(jìn)出圖的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一化。另外尺寸標(biāo)注、鋼筋標(biāo)注、文字注釋、高程標(biāo)注等需要額外添加到圖紙中的元素，均可進(jìn)行族的預(yù)制，起到便捷操作、格式統(tǒng)一的效果。

完成對整體模型的調(diào)整與優(yōu)化之后，可以在Navisworks中對整個(gè)工程的施工過程進(jìn)行模擬，并通過動(dòng)畫直觀顯示碼頭從樁基施工到面板澆筑、管道敷設(shè)等一系列施工流程。通過三維模型、動(dòng)畫結(jié)合傳統(tǒng)的二維圖紙，可以更好的指導(dǎo)施工，傳遞設(shè)計(jì)意圖。

最后，將Revit模型導(dǎo)出為FBX格式，可以用3Dsmax打開，并進(jìn)行渲染。通過Revit以及Navisworks建立的三維模型主要側(cè)重項(xiàng)目信息的集合，并不是很注重模型效果的呈現(xiàn)。通過3Dsmax可以很好的彌補(bǔ)這一缺陷。通過將Revit建立的模型導(dǎo)入3Dsmax，對模型的材質(zhì)、元素的種類等在3Dsmax中重新進(jìn)行渲染，可以顯著提升模型的展示效果。通過光照的設(shè)置，可以讓整個(gè)模型環(huán)境更加真實(shí)。從而在向客戶展示的時(shí)候可以改善展示效果，從傳統(tǒng)的二維圖紙到栩栩如生的實(shí)景渲染圖像，可以提升我們的客戶的滿意度，改善設(shè)計(jì)企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。

3、BIM技術(shù)的理論要點(diǎn)

在目前的大形勢下，推廣使用BIM技術(shù)與BIM理念是大勢所趨。正確認(rèn)識BIM理論與BIM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)是工程設(shè)計(jì)向BIM化發(fā)展的前提條件。

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)缺乏信息整合的能力。各專業(yè)之間相對獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)，資源共享不及時(shí)，難以整合項(xiàng)目信息。一些設(shè)計(jì)缺陷往往到施工的時(shí)候才被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致進(jìn)度拖延，甚至返工。

BIM理論的核心在于整合建筑信息，搭建資源共享平臺，讓設(shè)計(jì)方各專業(yè)協(xié)同工作，讓各方同時(shí)參與整個(gè)項(xiàng)目的生命周期，得到項(xiàng)目最優(yōu)化解決方案。BIM的核心優(yōu)勢在于標(biāo)準(zhǔn)性、整合性、交互性。

3.1標(biāo)準(zhǔn)性

BIM技術(shù)的核心在于標(biāo)準(zhǔn)化。一方面，通過Revit族的應(yīng)用，可以統(tǒng)一繪圖樣式。另一方面，通過標(biāo)準(zhǔn)化各軟件架構(gòu)，可以讓更多的軟件可以參與到BIM搭建的協(xié)調(diào)平臺當(dāng)中，提升BIM工程各參與方的信息交換與共享。

3.2整合性

BIM技術(shù)的目標(biāo)在于整合性。只有將整個(gè)項(xiàng)目的各參與方都整合到一個(gè)平臺當(dāng)中，做到信息公開，資源共享，才能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決，保障項(xiàng)目的順利推進(jìn)。通過BIM技術(shù)整合項(xiàng)目信息，可以便于項(xiàng)目管理，加大對項(xiàng)目進(jìn)度周期的把控，減小投資風(fēng)險(xiǎn)。

3.3交互性

BIM技術(shù)的特點(diǎn)在于交互性。BIM技術(shù)是數(shù)據(jù)信息的集合，但是呈現(xiàn)方式是三維的地形、模型以及生動(dòng)的視頻，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)方案的三維展示。通過BIM技術(shù)的可視化展現(xiàn)，可以促進(jìn)設(shè)計(jì)人員與設(shè)計(jì)方案的交互，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

當(dāng)然，BIM技術(shù)目前也存在一定的局限性。相對于傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)模式，BIM設(shè)計(jì)普遍存在軟件上手困難，硬件配置要求高的缺點(diǎn)。另外，BIM技術(shù)對參與人員的技術(shù)水平要求較高，如果不能正確建立本專業(yè)模型，在后期的模型整合過程中可能會(huì)出現(xiàn)諸多的問題。

結(jié)論：

本文通過印尼某高樁碼頭BIM應(yīng)用案例，闡述了BIM技術(shù)在傳統(tǒng)水運(yùn)行業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用。在以后的BIM應(yīng)用的推廣當(dāng)中，不光要學(xué)會(huì)各個(gè)專業(yè)BIM軟件，還要理解BIM設(shè)計(jì)意圖，這樣才能更好的發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，提升行業(yè)服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]林陳安攀，陳良志，錢原銘.BIM技術(shù)在某集裝箱碼頭設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].港工技術(shù)，2020，57（2）：71-76.

[2]張彬，谷春濤，王浩， 等.淺論BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)院中的應(yīng)用[J].河南建材，2020，（6）：16-18.