BIM技術(shù)在市政工程中的運用解析

李彥國

【摘 要】BIM技術(shù)被譽為繼畫圖板和CAD后工程界的第三次革命，在民用建筑領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，從實踐情況來看，利用BIM技術(shù)對減少設(shè)計變更、可視化設(shè)計成果、節(jié)約建設(shè)投資等具有巨大優(yōu)勢。市政工程項目體量大、工期緊，項目周邊情況往往比較復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計方式已經(jīng)不能很好適應(yīng)當(dāng)下的市政建設(shè)發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);市政工程;運用

1加強前期溝通與成果確認(rèn)

在市政建設(shè)行業(yè)采用BIM進行設(shè)計尤其需要注意在前期和業(yè)主進行溝通，達成統(tǒng)一的期望并用法律手段予以確認(rèn)并約束。隨著項目的進行，業(yè)主的需求也會越來越清晰，因此及時溝通、澄清問題顯得尤為重要。BIM畢竟不是萬能的工具，了解業(yè)主的期望和需求對項目的順利實施有著重要意義。這點于老項目改造特別重要。此外要找準(zhǔn)時機，設(shè)計“二八法則”：在規(guī)劃階段決定80%的費用，在初設(shè)階段決定了80%的投資，因此BIM應(yīng)該盡早接入規(guī)劃、方案階段，在設(shè)計早期就盡可能反映問題，這樣有助于提高設(shè)計質(zhì)量、提高設(shè)計效率。要改變逆向設(shè)計，提倡正向設(shè)計，這樣才能最大化發(fā)揮出BIM的功用。對于建設(shè)單位來說，重大項目投標(biāo)（EPC）時應(yīng)該加入對施工單位BIM能力和業(yè)績的考察。

2重視人才培養(yǎng)與制度建設(shè)

2.1人員培養(yǎng)

將BIM設(shè)計理念得到貫徹需要全方面、長時間的培養(yǎng)，更需要完善的制度配合。只有設(shè)計人員會用、愿用、樂用BIM進行市政工程的設(shè)計，才能把推廣BIM建模落到實處。目前有一些設(shè)計院對BIM的認(rèn)識不夠深刻，認(rèn)為只需要工藝、結(jié)構(gòu)等少數(shù)專業(yè)會建BIM就可以。這個想法限制了BIM在市政工程中的廣泛運用。BIM不僅實現(xiàn)了“所見即所得”，將設(shè)計人員從二維圖紙繁瑣、抽象的表達中解放出來，在一個場景中，讓所有專業(yè)參與進來，真正實現(xiàn)同步設(shè)計、及時修改的愿景。如果只是部分專業(yè)建模，其他專業(yè)還是需要通過傳遞二維圖紙來進行溝通，這將大大降低設(shè)計效率。因此不僅工藝、結(jié)構(gòu)要會用，配套專業(yè)（暖通、給排水、強弱電、造價等）也要會用，這樣才能真正實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計的理念。

2.2建模規(guī)范

BIM建模與傳統(tǒng)的設(shè)計范式完全不同，它是基于BIM協(xié)作平臺的工作模式，更類似于軟件開發(fā)。所以BIM建模就需要改變以“圖紙”為載體的信息傳遞和“設(shè)校審”的審查模式，逐漸向“協(xié)同設(shè)計、分層管理”的設(shè)計模式和“同步自校、多段審查”的管理模式轉(zhuǎn)變。如何更順暢地完成新老模式的過渡，從實踐上來看，應(yīng)該強調(diào)各專業(yè)的建模規(guī)范，具體體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）重視各專業(yè)銜接（比如互提條件、啟動變更）。以往各專業(yè)互提條件時，往往是以傳遞CAD文件為渠道的。一旦變更次數(shù)較多，版本管理便成為棘手的問題。雖然目前有些圖紙管理軟件可以做到簡單的版本管理，但是如何迅速體現(xiàn)和突出每版條件的差異成為現(xiàn)實問題。因此，應(yīng)該在每次提條件時提供文檔，或者標(biāo)示出更新內(nèi)容，這樣可以提高設(shè)計效率，減少不必要的差錯，這些可以結(jié)合各設(shè)計單位內(nèi)部控制流程進行管理。

（2）重視模型的安全性。以往設(shè)計時對圖紙的安全及保密考慮欠妥，圖紙外泄等問題時有發(fā)生。而大多數(shù)設(shè)計人員沒有接受過檔案學(xué)和保密的訓(xùn)練，圖紙管理能力欠缺，各種意外事件（斷電、火災(zāi)、軟件錯誤等）經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計成果丟失，造成不可挽回的損失。因此在引入BIM時，需要對版本管理及災(zāi)難備份制定規(guī)章制度，比如可以考慮租用企業(yè)云對原始數(shù)據(jù)、中間文件和模型成果進行統(tǒng)一儲存和調(diào)用，并在固定周期內(nèi)完成冷熱備份及冗余備份，發(fā)生意外時可以及時回滾數(shù)據(jù)、避免損失。

2.3族庫建立與復(fù)用

族是BIM設(shè)計的重要組成部分。族不僅反映了設(shè)備的物理形態(tài)和外觀，而且大部分材料或設(shè)備的信息都是依附于族的實體之上，因此良好的族庫建設(shè)對于BIM的應(yīng)用與推廣起著至關(guān)重要的作用。但是目前全國范圍內(nèi)，BIM仍處于推廣期，大部分設(shè)計及施工方對族庫建設(shè)的關(guān)注不夠，制約著BIM推廣和發(fā)展。國內(nèi)目前形成規(guī)模化、參數(shù)化、精細(xì)化、規(guī)模化的族庫為數(shù)不多（如知族常樂、拼模網(wǎng)等），而作為族庫建設(shè)的重要力量———設(shè)備及材料供應(yīng)商仍然起步較晚，目前僅有為數(shù)不多的廠商完成了產(chǎn)品的BIM設(shè)計。從設(shè)計方面來說，設(shè)計院應(yīng)建立起院級的共享平臺，加強族庫的管理機制，形成系統(tǒng)、規(guī)范、高效的管理平臺，避免低水平的重復(fù)。

3重視先進技術(shù)與溢出效應(yīng)

很多業(yè)主甚至設(shè)計人員仍然認(rèn)為“BIM只是好看的三維模型和效果圖”，其實這個觀念是錯誤的。BIM能將項目的外觀效果生動詳實地表達出來，但是BIM更大的作用其實表現(xiàn)在“看不見的地方”。采用BIM設(shè)計，可以在生命周期的早期就暴露出問題并輔助決策，還可以實現(xiàn)精準(zhǔn)算量、三維漫游、二維出圖以及管線碰撞檢查，提供技術(shù)和經(jīng)濟的優(yōu)選方案，這是二維圖紙所不可比擬的。此外，利用先進技術(shù)與BIM的結(jié)合，可以以BIM為載體，充分體現(xiàn)大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的優(yōu)勢，在市政工程全生命周期的建設(shè)和管理中起到重要作用。可以預(yù)見的是，BIM與新技術(shù)的結(jié)合將顛覆工業(yè)革命以來建筑業(yè)的工作方式，向“中國智造”邁向更堅實的步伐。下面將按照工程各階段分析可能出現(xiàn)的“BIM+”。

（1）規(guī)劃及總體階段。

由于大部分市政工程所在地偏僻，測量、勘探條件惡劣，以往采用人工作業(yè)不僅精度不高，而且野外作業(yè)也是不小的挑戰(zhàn)。如果是已建項目改建或維修，對測量和建模要求更嚴(yán)苛，采用傳統(tǒng)方式難以為繼。目前利用無人機和激光掃描對各類周邊已建構(gòu)建筑物進行點云掃描，然后在云端計算并繪制出外形，并可在BIM中單體化，方便工程師進行設(shè)計，省時省力。

（2）初步設(shè)計階段。

①綠色建筑分析：隨著居民法制意識和維權(quán)意識的提高，避鄰運動在全國范圍內(nèi)時有發(fā)生，這對污水處理廠的設(shè)計提出了更高的要求。而且隨著地下式、半地下式污水處理廠的興起，以及“碳中和”、“綠色污水廠”的概念興起，傳統(tǒng)的分析和評價手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的需求。通過BIM建模，并采用ECOTECT等軟件可以對各單體進行綠色建筑分析，評價通風(fēng)效果、聲及震動評價、光照分析等，提高污水處理廠內(nèi)的節(jié)能效果，對實現(xiàn)綠色污水處理廠的建設(shè)有著重要的指導(dǎo)意義。②流態(tài)分析：傳統(tǒng)污水處理廠設(shè)計僅靠規(guī)范和設(shè)計手冊，對池體內(nèi)的流體運動沒有進行模擬，往往會造成局部曝氣不足或過量。

（3）施工圖階段。

傳統(tǒng)模式下，設(shè)計者和施工者都需要依靠二維圖紙在頭腦中想象三維構(gòu)造，這非常依賴個人經(jīng)驗和空間想象能力，而且往往會出錯。利用BIM+AR，可以讓設(shè)計者和施工者以直觀方式體驗成果，從體感的角度提出合理化建議，從而提高設(shè)計的可靠性和合理性，實現(xiàn)人性化的目標(biāo)。

4總結(jié)

綜上所述，設(shè)計院是整個BIM產(chǎn)業(yè)鏈中的一環(huán)，但是目前在中國，BIM的理念尚未完全深入，全國各地區(qū)發(fā)展水平非常懸殊。很多從業(yè)人員對BIM的認(rèn)知還停留在三維建模和管線碰撞上。因此設(shè)計院擔(dān)負(fù)起培育的工作，不僅要引導(dǎo)業(yè)主對BIM的認(rèn)知與認(rèn)可，同時還要培養(yǎng)施工單位熟悉BIM技術(shù)，只有建設(shè)、設(shè)計、施工三方對BIM都比較了解，BIM技術(shù)才能展現(xiàn)完全的實力。

參考文獻：

[1]印明.市政工程設(shè)計中BIM技術(shù)的發(fā)展前景.城市道橋與防洪，2012，（7）：347～349

[2]劉靚.BIM理念在市政工程設(shè)計中的應(yīng)用探討.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，（30）：78，80

（作者身份證號碼：410928198711123014）