BIM技術在市政工程中的運用解析

李彥國

【摘 要】BIM技術被譽為繼畫圖板和CAD后工程界的第三次革命，在民用建筑領域已得到廣泛應用，從實踐情況來看，利用BIM技術對減少設計變更、可視化設計成果、節約建設投資等具有巨大優勢。市政工程項目體量大、工期緊，項目周邊情況往往比較復雜，傳統設計方式已經不能很好適應當下的市政建設發展趨勢。

【關鍵詞】BIM技術;市政工程;運用

1加強前期溝通與成果確認

在市政建設行業采用BIM進行設計尤其需要注意在前期和業主進行溝通，達成統一的期望并用法律手段予以確認并約束。隨著項目的進行，業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。此外要找準時機，設計“二八法則”：在規劃階段決定80%的費用，在初設階段決定了80%的投資，因此BIM應該盡早接入規劃、方案階段，在設計早期就盡可能反映問題，這樣有助于提高設計質量、提高設計效率。要改變逆向設計，提倡正向設計，這樣才能最大化發揮出BIM的功用。對于建設單位來說，重大項目投標（EPC）時應該加入對施工單位BIM能力和業績的考察。

2重視人才培養與制度建設

2.1人員培養

將BIM設計理念得到貫徹需要全方面、長時間的培養，更需要完善的制度配合。只有設計人員會用、愿用、樂用BIM進行市政工程的設計，才能把推廣BIM建模落到實處。目前有一些設計院對BIM的認識不夠深刻，認為只需要工藝、結構等少數專業會建BIM就可以。這個想法限制了BIM在市政工程中的廣泛運用。BIM不僅實現了“所見即所得”，將設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，讓所有專業參與進來，真正實現同步設計、及時修改的愿景。如果只是部分專業建模，其他專業還是需要通過傳遞二維圖紙來進行溝通，這將大大降低設計效率。因此不僅工藝、結構要會用，配套專業（暖通、給排水、強弱電、造價等）也要會用，這樣才能真正實現協同設計的理念。

2.2建模規范

BIM建模與傳統的設計范式完全不同，它是基于BIM協作平臺的工作模式，更類似于軟件開發。所以BIM建模就需要改變以“圖紙”為載體的信息傳遞和“設校審”的審查模式，逐漸向“協同設計、分層管理”的設計模式和“同步自校、多段審查”的管理模式轉變。如何更順暢地完成新老模式的過渡，從實踐上來看，應該強調各專業的建模規范，具體體現在如下幾個方面：

（1）重視各專業銜接（比如互提條件、啟動變更）。以往各專業互提條件時，往往是以傳遞CAD文件為渠道的。一旦變更次數較多，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，但是如何迅速體現和突出每版條件的差異成為現實問題。因此，應該在每次提條件時提供文檔，或者標示出更新內容，這樣可以提高設計效率，減少不必要的差錯，這些可以結合各設計單位內部控制流程進行管理。

（2）重視模型的安全性。以往設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生。而大多數設計人員沒有接受過檔案學和保密的訓練，圖紙管理能力欠缺，各種意外事件（斷電、火災、軟件錯誤等）經常導致設計成果丟失，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難備份制定規章制度，比如可以考慮租用企業云對原始數據、中間文件和模型成果進行統一儲存和調用，并在固定周期內完成冷熱備份及冗余備份，發生意外時可以及時回滾數據、避免損失。

2.3族庫建立與復用

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

3重視先進技術與溢出效應

很多業主甚至設計人員仍然認為“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在“看不見的地方”。采用BIM設計，可以在生命周期的早期就暴露出問題并輔助決策，還可以實現精準算量、三維漫游、二維出圖以及管線碰撞檢查，提供技術和經濟的優選方案，這是二維圖紙所不可比擬的。此外，利用先進技術與BIM的結合，可以以BIM為載體，充分體現大數據、人工智能、虛擬現實等技術的優勢，在市政工程全生命周期的建設和管理中起到重要作用。可以預見的是，BIM與新技術的結合將顛覆工業革命以來建筑業的工作方式，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的“BIM+”。

（1）規劃及總體階段。

由于大部分市政工程所在地偏僻，測量、勘探條件惡劣，以往采用人工作業不僅精度不高，而且野外作業也是不小的挑戰。如果是已建項目改建或維修，對測量和建模要求更嚴苛，采用傳統方式難以為繼。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，方便工程師進行設計，省時省力。

（2）初步設計階段。

①綠色建筑分析：隨著居民法制意識和維權意識的提高，避鄰運動在全國范圍內時有發生，這對污水處理廠的設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，傳統的分析和評價手段已經不能滿足現在的需求。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，評價通風效果、聲及震動評價、光照分析等，提高污水處理廠內的節能效果，對實現綠色污水處理廠的建設有著重要的指導意義。②流態分析：傳統污水處理廠設計僅靠規范和設計手冊，對池體內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。

傳統模式下，設計者和施工者都需要依靠二維圖紙在頭腦中想象三維構造，這非常依賴個人經驗和空間想象能力，而且往往會出錯。利用BIM+AR，可以讓設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，從而提高設計的可靠性和合理性，實現人性化的目標。

4總結

綜上所述，設計院是整個BIM產業鏈中的一環，但是目前在中國，BIM的理念尚未完全深入，全國各地區發展水平非常懸殊。很多從業人員對BIM的認知還停留在三維建模和管線碰撞上。因此設計院擔負起培育的工作，不僅要引導業主對BIM的認知與認可，同時還要培養施工單位熟悉BIM技術，只有建設、設計、施工三方對BIM都比較了解，BIM技術才能展現完全的實力。

參考文獻：

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

[2]劉靚.BIM理念在市政工程設計中的應用探討.科技創新導報，2015，（30）：78，80

（作者身份證號碼：410928198711123014）