BIM技術在總圖設計中的應用

魏煒，郝琦，單春林（中國聯合工程公司，杭州310052）

BIM技術在總圖設計中的應用

魏煒，郝琦，單春林
（中國聯合工程公司，杭州310052）

主要介紹了BIM技術在總圖專業不同設計階段的應用，以及不同的BIM軟件在各個階段如何發揮其優勢，同時展示了一些BIM技術在工程案例不同階段中的成果。

BIM；總圖設計；Infraworks；Civil3D

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.054

1　引言

近年來,隨著行業的需要以及BIM技術的不斷推廣，國家以及各個地方政府相繼發文推進BIM技術在工程設計、施工和運行維護過程中的應用，各個設計院、施工單位以及運營管理部門都將BIM技術作為主要的工具之一。

相比較而言，傳統的設計方式從技術手段、工期和造價的控制以及項目管理來說都難以滿足行業的需要（見圖1），新生代的BIM技術則憑借著其優勢得到了各方的青睞。

圖1　傳統設計存在的問題

建筑信息模型（building informationmodel）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。

BIM繼計算機輔助繪圖CAD技術之后，為工程設計領域帶來了第二次革命，是從二維圖紙到三維設計、建造以及管理運營的革命。BIM技術的主要優勢有：可視化、協調性、模擬性、優化型、可出圖性、造價精確性以及造價可控性[1]。

2　BIM技術在總圖專業的應用

BIM技術在總圖專業的應用非常廣泛，從前期的選址到后期的施工圖都可以發揮作用。

在項目選址階段可以利用Civil3D和Map3D軟件對原始地形進行建模和分析，方案階段可以利用Infraworks軟件對平面方案快速建模，施工圖階段可以利用Civil3D軟件進行精細化建模等（見圖2）。

圖2　BIM技術在總圖各個階段的應用

3　Civil3D及Map3D在項目選址中的應用

目前在項目選址時，尤其是山地項目，受自然條件制約較大，包括工程地質、水文地質、地勢坡度以及用地外形和面積等的約束，主要需解決的就是地形條件和工程建設生產所需條件的矛盾。

Civil3D軟件通過對原始地形資料進行數字信息建模，進一步可以進行高程分析、坡度分析以及流域分析等（見圖3）;通過查詢命令，可以計算地形曲面任意點的高程、坡度及坡向等參數，十分快捷方便。在Map3D中進行高程和坡度分析流程比較相似，只是在創建用于渲染的專題規則時，選擇基于坡度的特性，Map3D會根據新的約束條件重新對地圖進行分析。

圖3　高程分析圖和坡度分析圖

Civil3D及Map3D在項目選址工作中，能夠給設計人員提供準確的環境信息，優勢是其他軟件所無可比擬的；而相比較以往的地形分析，它不僅使得耗時大且精度不高的工作變得快捷、精確，更是將以往只能定性分析的工作內容提高到定量分析的層次上，提高了項目選址的直觀性和準確性，利于設計人員進行判斷和決策[2]。

4　Inf raworks在總圖方案中的應用

傳統設計方式的前期方案設計是以CAD為工具，進行平面方案布置，待方案確定后再在sketchup里面拉體塊或者進行效果圖的制作。這樣的設計流程已經難以滿足現在的設計需要，存在著周期長、工作量大、效率低等缺點，一旦往復，不僅工作量大，而且會耽誤工期。Autodesk公司推出的Infraworks軟件可以很好地滿足前期方案設計的需要，快速高效地對平面方案進行三維建模，可以對方案有一個更直觀的展示。Infraworks軟件中自帶的材質庫和模型庫有許多不同的材質、配景以及建筑立面風格可以直接套用，成品效果（見圖4、圖5）。Infraworks和其他三維建模軟件的交互性也是很好的，可以導入Civil3D的曲面模型、道路模型、管網模型，也可以導入Revit和Sketchup的建筑模型，其他一些常規的模型文件都是可以導入的。

圖4　Inf raworks鳥瞰圖

除了靜態的建模，Infraworks還可以通過調整不同的時間和天氣情況對方案進行分析，更可以利用自帶的故事版功能進行漫游動畫的制作，可以將視頻導出為常用的視頻格式，便于方案的展示和溝通。另外，Autodesk公司提供的云服務也是亮點之一，不僅可以通過云服務對模型進行渲染，還可以通過云服務與IPad移動平臺同步，更加快捷地訪問和展示。

圖6　土方工程圖

5　Civi l3D在總圖施工圖設計中的應用

Civil3D軟件是目前行業中場地精細化建模最適合的軟件之一，從最原始的地形分析到最終的設計場地，從地上道路到地下管網，從擋土墻到護坡，Civil3D軟件可以做到一條龍服務（civil3D施工圖見圖6～圖9）。

圖7　道路縱斷面圖

圖8　道路橫斷面圖

圖9　道路交叉口詳圖

5.1土方施工圖

Civil3D軟件進行場地土方量的計算十分精確，通過對于設計場地和原始地形進行建模，兩個模型曲面之間所圍合的部分即為需要進行場地平整的部分。設計曲面在上，即需要填方；原始曲面在上，即需要挖方。不僅快捷準確，而且非常直觀。隨著場地模型不斷精細化，土方工程量精度也在不斷提高。

5.2豎向設計施工圖

等高線表示法是一種十分準確的豎向設計表示方法，不同標高的等高線可以準確地表達復雜場地設計中的標高；但是，傳統設計方式通過不斷地測量計算來繪制等高線，不僅效率低而且精度差。Civil3D軟件通過對場地的精細化建模，大到護坡、擋土墻，小到路緣石和臺階踏步，都可以通過不同標高的點、線、面來表示，建模完成后便可以自動生成場地等高線，對其稍作加工處理后，即可直接繪制出施工圖。不僅比人工處理等高線節省時間和人力，而且更加精確。

5.3道路施工圖

目前，國內有很多針對道路設計的軟件或者插件，大部分都存在著功能死板、精確度差以及聯動性差等缺點。相比較而言，Civil3D軟件中的道路功能則有很大的優勢。Civil3D軟件是對道路進行三維建模，模型建好了，圖紙也就生成了。精確度高，平縱橫聯動性好，修改同步更新。此外，Civil3D的“可拓展性”很高，可以通過部件編輯器以及二次開發來進行一些相關行業的設計，比如，橋涵設計、邊坡設計、水利設計等[3]。

6　Navisworks在碰撞檢查及施工模擬中的應用

Navisworks可以將不同專業提供的三維模型進行整合，通過碰撞檢查來發現各個專業之間沖突的部分，將問題在設計階段發現并解決。另外還可以實現工程項目的四維仿真模擬，能夠展示設計意圖并仿真施工流程，從而幫助設計人員預測和避免潛在的問題[3]。

7　結語

本文闡述了BIM技術在總圖設計應用中的優勢，在不同設計階段，BIM技術都可以快捷、準確而且高效地完成設計任務。精細化建模則可以更加直觀地展示方案和分析方案，盡早發現和解決問題。

BIM技術中一系列基于模型的BIM軟件，是總圖專業乃至整個設計行業革命性的工具，值得更深入地研究和廣泛的應用。

【1】劉占省,趙明,徐瑞龍.BIM技術在我國的研發及工程應用[J].建筑技術,2013,44(10):893-897.

【2】王伊鳴,馮俊穎.Civil3D及Map3D在山區廠址選擇中的應用[J].中國科技信息,2012(8):113-114.

【3】魏曉亮,劉寧.全三維技術在市政工程設計行業中的應用[J].商品與質量:建筑與發展,2012(1):15-16.

【4】陳科宇,劉占省,張桐睿,等.Navisworks在徐州體育場施工動態模擬中的應用[J].工業建筑，2013（5）:820-825.

Application of BIM Technology in the Design of General Layout

WEI Wei，HAO Qi，SHAN Chun-lin
(ChinaUnitedEngineeringCorporation,Hangzhou 310052，China)

This paper mainly introduces the Application of BIM Technology in the different stages of the general layout design. DifferentBIM softwaresshow theiradvantagesateachstage.What'smore,Thispaperalsoshow someresultsthatBIM Technologyused indifferentstagesofengineeringcases.

BIM；thedesign of generallayout；Infraworks；Civil3D

TU204.22

B

1007-9467（2016）11-0174-03

魏煒（1984～），女，吉林四平人，工程師，從事總圖規劃設計與研究。

2016-05-26