市政工程設計中BIM技術的發展

徐啟啟+張世旭

摘要：在市政工程設計單位發展的過程中，應該關注BIM技術在應用中出現的問題，使用良好的方法進行處理。開發、創新出越來越多的適用于國內市政工程設計的軟件，還要減少軟件的應用成本，以方便提高工程經濟效益，為它的發展做好鋪墊。本文根據對BIM在市政工程中的應用進行分析，提出其應用的優勢，供設計人員參考。

關鍵詞：市政工程；設計；BIM技術；發展

為了滿足人們逐漸增長的物質文化需要，在市政工程建設中改良設計，應該使用領先的技術、合理的設計方法，突破各種制約，處理設計中的相關問題，卓有成效地完成工程設計工作。這幾年來，通過使用BIM技術，處理了很多工程設計問題，提高了設計的質量，為工程的分析以及評估提供了良好的依據，促進了市政工程設計的可持續發展。

一、市政工程設計中應用BIM技術的意義

BIM有著信息完備性、信息關聯性等特點。BIM不是簡單地把數字信息加以集成，而是一種數字信息的應用，被普遍應用在設計、建造等領域。這個方法為建筑工程提供了一個集成的管理環境，不僅可以明顯提高施工的速度，還可以避免很多潛在的工程風險。

在信息技術普遍應用的今天，技術開發人員開發的、建筑行業中非常關鍵的技術，不僅能夠幫助市政工程設計人員進行工作，還可以提高設計的質量，能夠對市政工程中的設計數據加以重復使用，在使用這個技術的過程中，能夠運用虛擬的模式，創造出市政工程建筑非常好的場景，以發現設計中的問題，減少成本的支出。

設計部門中的工作人員，使用BIM數據共享的功能，可以共享數據，防止設計數據在重復使用的時候，發生錯誤。通過這個技術，能夠直接顯示出設計圖紙，還可以自動生成建材列表。使用電腦程序，把BIM技術中的各類型的數據，導入到軟件中，按照軟件分析的結果，在短時間內生成各種實驗模型。在碰撞檢查的時候，能夠把各個專業的管線和支架構建等設計集合起來，以提高檢查的精確性。在成本預測的時候，使用這個技術能夠相當精確、非常快速地把工程量計算出來[1]。

在施工的時候，技術人員使用專門的軟件，對BIM進行虛擬模型的創建，把工程施工的過程提前演練出來，即使用BIM技術對市政工程施工過程加以三維立體的設計。在虛擬模型創建的時候，應該及時找到工程設計中出現的問題，還要使用良好的方法加以改良。所以，BIM技術可以提高設計的質量，提高設計的速度，把BIM技術運用到工程施工環節，能夠提高施工的經濟方面的效益，推動國家的經濟進步。

二、BIM理念在市政工程設計中存在的問題

（一）設計方應用BIM存在困難

在市政工程設計中，因為設計人員沒有專業的理論方面的指導，沒有主動去應用這個技術，造成BIM理念沒有得到廣泛應用。在設計的時候，設計師使用BIM的不是很多，很多人不知道這個技術，有的人不敢嘗試這個技術。

（二）BIM軟件應用不足

BIM軟件類型非常多，各具特色，使人們很難真正了解。尤其是對繪圖軟件和各種類型的設計軟件，對設計人員的基礎水平和接受新技術的能力要求非常高。而從當前設計人員掌握的狀況來看，因為在學習的時候，沒有學習過這個技術，后來遇到這個軟件，因為社會條件的作用，使得軟件的掌握以及應用水平不高。對于設計師來說，只有正確地運用這個軟件，才可以在工作的時候很好地應用出來[2]。

（三）BIM專業人才不足

BIM應用的重點是專業人才，但是當前在市政工程設計中，相關專業的人才非常少，沒有對設計人員進行培訓，相關專業的人才的任用也是非常不夠的，設計單位沒有相關技術人才，不利于這個技術的推廣。

（四）BIM行業化發展程度不夠

BIM在我國工程設計中處在起步的階段，在探索的過程中，相關軟件和技術都要向國外學習。但很多地方與我國的的設計要求以及規范不一致。專業的跨度非常大，設計結構相當復雜，許多材料沒有恰當的界定，使得這個技術的應用非常困難。

三、BIM在市政工程設計中的應用

（一）城市隧道工程

對于不同的市政工程來說，建筑結構的設計是不一樣的，設計軟件不一樣，造成設計結構之間有很大的不同，不利于以后的施工和管理。在市政工程設計中使用這個技術，能夠調整設計的模型，不會產生數據方面的錯誤。另外，在方案更改的時候，還可以預測出工程量，有效地防止了人工計算的難度，降低了人力資源的投入，可以提高市政工程設計的速度。在工程施工之前，使用這個技術分析各種問題，使設計方式不再受局限，防止出現不必要的設計方面的修改[3]。

（二）復雜空間曲線的設計

市政路橋工程中，安全性和使用時間的延長受到普遍關注，而且市政路橋工程逐漸更新，結構的軸線和各種曲線越來越多，路橋工程設計工作逐漸復雜化，這就需要設計人員在設計的時候，提高設計的準確度。

在路橋設計的時候，以拋物線拱橋為例，對其進行設計的時候，橋梁的拱軸線的兩端，設置不一樣水平的位移等量，為了提高施工的速度，設計工作人員需要使用這個技術對節點之間的聚力加以掌握，還要在控制條件許可的條件下，計算出對應的數學公式。在使用CATIA建立曲線模型的時候，可以按照模型建立的圖形的不同，對各種點的連接和軸線之間的規范性加以研究，防止誤差超過許可的范圍，對其設計加以科學改良。

（三）需要注意的問題

市政工程設計單位在使用這個技術的時候，需要注意它在應用中會出現的問題。當前建筑工程市場出現了非常大的變革，在放棄以前的設計方式的條件下若還使用簡單的平面設計，無法滿足市政工程嚴格的設計要求，特別在建筑工程施工質量、各種成本管理非常嚴格的今天，落后的設計方法會逐漸被淘汰。隨著市政工程使用時間的延長，設計單位需要關注設計方案，還要預測出設計方案在將來的發展狀況，結合設計人員的專業特色，使用各種設計方法提高設計的效率。endprint

當前，市政工程設計單位在使用這個技術的時候，應該注意下面這些問題：BIM技術在應用的時候，可以滿足業主的設計需求，但是在別的地方還應該進行精細化處理。BIM設計軟件類型雖然非常多，但可以滿足我國市政工程設計要求的并不多。在傳輸BIM技術文件的時候，不同版本的軟件傳輸問題是存在差異的，應該及時處理。雖然BIM技術能夠減少施工的成本，但在應用的時候，會浪費非常多的資金。

四、案例分析

（一）BIM技術應用于污水處理工程設計的實踐

某設計院當前使用BIM設計的污水處理工程項目非常多，它的工藝和工作流程已經大體成形。因為已經開發了很多的工藝設備三維圖元素以及可調參數的圖庫部件，水處理區能夠直接做普通的工藝圖的BIM設計，污泥處理區的儲泥池等也可以直接進行BIM設計，可以按照工藝流程的要求快速做完總圖的規劃以及設計。

燃氣專業工程構筑物非常多，每個構筑物都是一個獨立體，各個專業的配套非常齊全，在構筑物之間把廠區管網連接成一個大的系統。因為燃氣工程管路非常復雜，使用這個技術以后，以工藝專業為設計主導在網絡平臺上各個工種聯合工作，非常多的設計師在相同的模型空間里面排布密集的管路以防止出現碰撞。

供熱工程中供熱管線的排布通常是設計人員和施工方不好處理的問題，使用這個技術，設計人員能夠很好地掌握空間管線的碰撞，施工方也能夠方便地指導現場的施工。用這個技術進行供熱工程的設計有著明顯的優點：可視、協調、優化等。可視性：能夠從三維實體模型中看到各個供熱管道的分布和標高，給設計人員或業主非常生動的視覺沖擊效果。協調性：使用二維圖紙設計的時候，各個專業的設計人員因為缺乏溝通，很難發現管廊等的碰撞問題，通常是在施工中發現問題，然后處理，使用BIM技術三維設計可以避免這種問題。模擬性：可以非常形象地模擬供熱機組、鍋爐等設備，供方案改良和精細化設計。

（二）BIM技術應用于供熱總承包項目中的應用實踐

以某供熱工程總承包項目為例，介紹BIM技術在總承包項目中的應用狀況。先使用ArchiCAD軟件進行這個項目的BIM設計，在這個基礎上使用VICO等軟件進行三維施工組織模擬設計。利用這兩個軟件非常好地處理了設計施工圖錯、漏、碰等問題，改良了施工時間的進度計劃，很好地劃分了各個工序的工作以及勞動力的配備，對工程管理起到了合理化管理的指導作用。尤其是在進行工期進度計劃編制的時候，對15項土建工程以及12項安裝工程加以交叉作業優化，還考慮了冬天對施工的作用，把施工時間減少了60天。在施工場地，施工人員使用電腦通過BIM設計的模型查看施工完后的效果，還可以運用三維施工模擬的可視化成果來檢查各個工序的施工的狀況，對指導施工以及執行都起到了非常好的促進作用。

結語

在市政工程設計中使用BIM技術，能夠克服以前的單一的設計形式，在符合工程各種要求的條件下，提高設計的質量，突出設計的效果，和信息技術結合起來，增加市政工程的功能，為它的發展做好鋪墊。

參考文獻：

[1]柯臻瑋.BIM在市政工程管線設計中的應用[J].建材與裝飾，2016，（08）：89-90

[2]張森.基于BIM的市政工程投資控制研究[D].天津商業大學，2013

[3]印明.市政工程設計中BIM技術的發展前景[J].城市道橋與防洪，2012，（07）：347-349+354+28-29endprint