BIM技術在市政工程設計中的實踐研究

唐書陽

（安徽省六安市霍邱縣城市管理行政執法局，安徽 霍邱 237400）

1.引言

隨著時代的發展，BIM 技術在市政工程當中得到利用已經成為必然。尤其是一些橋梁、林園等較為特殊的市政工程，對BIM 技術的依賴越來越強。但BIM 技術利用歷史較短，其還存在一些影響因素，明確這些影響因素以及對BIM 技術在工程里具有的作用進行深入分析，對于該技術完善有著積極意義[1]。

2.BIM 技術簡介

BIM 技術實際上就是建筑信息模型Building Information Modeling 的縮寫。即對項目信息進行采集，然后將其輸入既定的系統最終建立建筑工程模型，利用數字信息來進行仿真模擬。BIM 技術保證了建筑工程設計的緊密性、科學性、系統性，能夠減少資源浪費，提升工程質量的同時降低施工成本，是建筑工程行業可持續發展的技術保證[2]。具體來說BIM 技術有“三維設計、四維建造、五維運營”特點，其具有這些功能主要是因為BIM 技術當中融入了空間學、工程學、幾何學以及地理信息系統，讓其具有設計可視化、部門協調化、流程模擬化、程序整合化、讀圖直接化、管理一體化、信息完備化等特點[3]。

3.BIM 技術于市政工程設計當中具有的作用

BIM 技術在市政工程設計當中發揮的作用非常明顯，涉及到了場地分析、設計規劃、設計方案論證、設計方案動態優化、多領域協調溝通等。

3.1 場地分析

市政工程一般都占地面積大，對地下水文地質要求高，需要認真進行場地分析。BIM 技術具有地理信息采集、車流流量統計等功能，能夠為建筑物地基工程提供水文以地質參數，使得交通橋梁工程也可以獲得所需重要數據，提高建筑質量。另外，場地分析也包括施工場地功能劃分等，可以保證各部門并行不悖，避免材料二次搬運[4]。在該方面經典案例是湘潭河東濱江風光帶的交通建設，該工程西面臨江，東部則為居民區，周邊交通不發達，施工土方工程大，在BIM 技術之下，對土方工程做到了因點而異，即不同點、不同地段的地質水文情況實行不同深度挖掘以及填埋，同時保證碾壓均勻性，保證路基整體的穩定性。

3.2 設計規劃

市政工程形成的建筑都屬于公共空間，必須要考慮建筑物和交通系統、綠化系統、水電氣系統的匹配，避免彼此影響實現各系統的正常運行，甚至于能夠實現整體規劃優化，提升市民的居住體驗。BIM 技術具有的地理信息系統可以實現實景模擬建設，最終讓設計者看到市政工程和周圍環境的匹配情況。在白馬立交公路工程當中我們便可以看到BIM 技術具有的規劃功能，在該工程設計階段采用三維建模發現了部分工程圍護樁和城市排水管道存在沖突，因此積極地將這一發現反饋給設計院，使得設計方案獲得調整，避免了后續的施工變更[5]。

3.3 設計方案論證

設計方案論證需要從施工是否可行、規劃是否合理來展開論證。這一環節非常重要，若是設計方案不符合建設目標便不能夠施工。利用BIM 技術以后，能夠利用三維模型將設計展示出來，其中具有碰撞試驗功能，可以將存在彼此影響的硬碰撞、軟硬碰撞等進行體現，這樣縮短了論證時間。在市政工程的林園施工設計方案論證當中，BIM 技術具有非常突出的作用。林園系統必須要考慮到改善小氣候這一因素，還需要考慮到其和周圍交通系統、城市基礎設施等是否存在沖突，這其中就需要利用BIM 技術來對熱島效應、綠色施工、噪聲污染、海綿系統進行統籌安排，提高設計方案的可行性、科學性、系統性，能夠讓后續施工得到便利[6]。另外，利用BIM 技術的三維模型來構造樹冠線以及林園空間層次，使得林園藝術性得到提升。

3.4 動態優化

指的是通過BIM 技術可以使得設計階段和施工階段更好對接，并且能夠為施工階段留下更好的調整空間。地鐵作為市政工程的特殊組成，其設計復雜，必須要在設計之初考慮到諸多施工當中可能遇到的問題。這是因為后續施工專業接口多、施工場所密集、各部門施工容易出現互相影響[7]。

4.BIM 技術融入市政工程設計的幾個難點

4.1 招投標

招投標階段決定了施工圖紙設計里能夠融入BIM 技術。一般建設單位確定了某個市政工程項目，然后會委托市政工程設計院進行設計，或者直接面對社會招標。在招標的文件里會直接要求投標企業具有BIM 設計能力。但是目前來說，在市政工程設計招投標環節很多地區并沒有針對BIM 技術給出更加詳細的標準，這是源于現階段關于BIM 技術缺乏標準規范。這也往往導致選標環節難以對投標單位的BIM 技術水平進行評價[8]。

4.2 設計參數

BIM 技術實際上就是建筑信息模型，其需要系統正確的參數，故此對數據采集要求較高。市政工程十分復雜，地上地下情況繁復，而且還涉及到不同領域，必須要保證采集數據能夠清晰分類。故此僅僅依靠過去的勘查手段已經不能滿足數據庫要求。比如橋梁工程就涉及到建筑學、力學、工程學諸多學科，每一個學科所對應的部分都有龐大的參數需要確定，不同的公式讓人眼花繚亂。

4.3 人才

隨著BIM 技術的不斷推廣，國家也開始推出BIM 技術認證，其目的是為建筑工程行業輸送專業人才，使得BIM 技術能夠進一步融入建筑工程當中，發出其具有的功能。但畢竟BIM 技術本身尚未成熟，所以目前的人才隊伍質量并不高。而市政工程基本上都是規模大、投資多，基本上都會超過使用BIM 技術要求的最低標準，使用BIM 技術基本上板上釘釘，這就導致市政工程設計當中BIM 技術人才需求十分迫切?？梢哉f人才質量決定了BIM 技術的成熟和發展。

4.4 軟件成熟程度

BIM 技術是軟件系統，其穩定性、計算能力、可操作性等都會直接影響最終的建筑質量以及建筑安全。目前市面上的BIM 軟件系統就有30 余種，而在世界范圍內則多達60 余種，這就使得企業在軟件選擇上有著一定的自由度。但是若是使用了不夠成熟的軟件后果會很嚴重。畢竟BIM 技術是一個信息系統，一個參數錯了可能就會導致系列參數錯誤。況且在一些復雜的工程里需要不同的BIM 技術軟件，若是彼此不兼容，這帶來的影響更為嚴重。

5.提升BIM 技術于市政工程設計中水平的策略

5.1 市政工程BIM 技術規范制定以及BIM 技術招投標標準的制定

為了確保在市政工程設計當中切實實現BIM 技術，廣東省、深圳市交委等部門都先后聲明中標單位必須要在設計當中體現BIM 技術，而且設計合同價的5%用來作為BIM 設計費，建設單位會在之前價款基礎上增加費用用來實現BIM 設計。誠然也聲明在設計當中若是中標單位并沒有融入BIM 設計就會扣除設計合同價10%，以此來作為設計單位違約金。但畢竟BIM 技術還不成熟，此類合同也存在缺陷，使得招投標環節對于能夠融入BIM 技術約束力不足。

5.2 信息采集技術的提升

可以融入無人機參數采集，例如立交橋的一些參數采集當中可以利用無人機技術，其在智能系統控制之下，會通過探測元件捕捉一定范圍內的建筑的高低面積、車流的流量和速度、地質水文等等，這些參數對于立交橋的寬窄高低以及承重設計都有一定的幫助。無人機參數采集之后可以進行實景虛擬設計，將虛擬的橋梁搭建起來，可以對其和周圍環境融合程度、交通噪聲等進行測試，利于進行進一步調整。另外，在機場道路建設當中，因為機場遠離市區，在城市到機場這段距離之內存在較為復雜的地形，此時便可以動用無人機進行地形、地質、水文等數據采集，將數據輸入BIM 系統后，可以確定出最佳長度、質量最好的道路軌跡[9]。

5.3 專業人才的培養

需要提高目前的BIM 技術人才資格證的考核難度，要確保有思想、有技術、有道德的人進入行業，從基礎上把握質量關。同時要給予人才足夠的重視，保證其薪酬以及福利，調動人才的從業積極性。提供向國外有關單位學習的機會。只有保證人才隊伍的質量和數量的增加，才能使得市政工程設計獲得BIM技術的驅動。

5.4 規范軟件行業

要建立全國統一的BIM 技術研究中心，要從國家到地方都注入資源資本，要構建一個權威的BIM 軟件平臺，保證技術的統一性。目前以深圳BIM 技術中心為代表的有關單位都在軟件、建筑技術等領域進行積極研究，力求提高建筑工程融入BIM 技術的水平。筆者認為有必要實現各單位的聯合，打破傳統思維實現資源共享、理論碰撞，只有如此才能在軟件行業、工程建筑等領域實現突破，使得BIM 技術得到進一步發展[10]。

6.結語

市政工程設計當中利用BIM 技術，實際上就是使用了該技術當中具有的信息模型來對工程設計進行優化，既能保證設計合理性，又能降低后續施工的風險，做到綠色施工，力求建筑項目的經濟效益和社會效益雙豐收。這其中軟件水平和人才水平是主要因素，是影響BIM 技術在市政工程設計融入的關鍵因素。