BIM技術(shù)簡析及在水利行業(yè)的運(yùn)用

作者簡介：韓易辰 （1993--）男， 河南鄭州人，鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院2011級(jí)學(xué)生

摘要：

BIM，建筑信息模型（Building Information Modeling），如今已廣泛運(yùn)用于各大建筑行業(yè)，從規(guī)劃設(shè)計(jì)，建筑施工，到最終項(xiàng)目審核，全程所有相關(guān)信息都囊括其中，極大提升了建設(shè)效率。最近幾年，BIM技術(shù)逐漸開始滲透到水利行業(yè)。那么，這項(xiàng)技術(shù)究竟是什么，能給水利行業(yè)帶來什么？本文就此方面問題進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：BIM；水利工程；虛擬3D；信息整合

一、BIM（建筑信息模型）

BIM，是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。建筑信息模型是一種全新的工具，由Autodesk公司首先提出。簡單的來說，BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，首先建立項(xiàng)目的相關(guān)3D模型，整合該模型的各種參數(shù)、數(shù)據(jù)，不僅包括傳統(tǒng)建筑工程圖中的建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，尺寸大小，位置信息，而且還全面覆蓋建筑的材料規(guī)格，日照，傳熱，通風(fēng)，電力消耗等從施工到使用各階段各方面的所有數(shù)據(jù)，可以說，BIM就是一個(gè)超級(jí)數(shù)據(jù)庫。說到BIM相對(duì)于傳統(tǒng)工程建設(shè)方式的優(yōu)勢(shì)，總的來說，它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。

1.可視化

可視化，即通過三維虛擬模型，可以形象的表達(dá)工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)體狀態(tài)，所見即所得。傳統(tǒng)建筑行業(yè)，傳遞信息基本全靠圖紙，二維的圖紙要想反映現(xiàn)實(shí)生活的三維空間從根本上就有難度，具體的實(shí)物還需施工人員的想象。從最初的構(gòu)想，到設(shè)計(jì)，再到施工，信息丟失太多，很可能最后的項(xiàng)目成品與最初的設(shè)計(jì)構(gòu)想天差地別。而BIM技術(shù)的運(yùn)用，則很好的解決了這個(gè)問題，因?yàn)锽IM技術(shù)采用3D繪圖，最初的構(gòu)想就通過3D繪圖軟件構(gòu)建出來，施工的時(shí)候只需按照虛擬的3D模型進(jìn)行施工，信息細(xì)節(jié)丟失較少，優(yōu)勢(shì)明顯。

現(xiàn)如今基于BIM構(gòu)想的軟件有很多，具體的商業(yè)軟件有：

Autodesk旗下的：Revit Architecture、Revit Structural、Revit MEP；

Bentley公司旗下：Bentley Architecture、Bentley Structural、Bentley Building Mechanical Systems；

Nemetschek Graphisoft公司旗下：ArchiCAD、Allplan、Vector Works；

Gery Technology Dassault公司旗下：Digital Project、CATIA等

總之，基于BIM構(gòu)想的軟件現(xiàn)在已經(jīng)有很多，并且在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)商用，實(shí)踐證明，這種構(gòu)想是完全可行的。

2.協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性是一個(gè)項(xiàng)目建設(shè)過程中的重要內(nèi)容。在實(shí)際施工過程需要進(jìn)行多方進(jìn)行協(xié)調(diào)，擬定解決方案。BIM技術(shù)很好地解決了這一點(diǎn)，因?yàn)樽钜婚_始就構(gòu)建出了與實(shí)體擬合程度非常高的虛擬模型，實(shí)際場(chǎng)景中遇到的問題，在設(shè)計(jì)之后進(jìn)行校驗(yàn)，就能馬上檢測(cè)出問題所在。比如管道布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的沖突，校驗(yàn)時(shí)即可檢測(cè)出來，在開始實(shí)際施工之前就可以修改方案，解決問題，極大的提升了效率。

3.模擬性

模擬性，也是BIM的一大特點(diǎn)。指在設(shè)計(jì)階段就可針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目所處真實(shí)環(huán)境進(jìn)行模擬。如：光照模擬，事故疏散模擬，防火安全模擬等。通過模擬，能夠在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)際場(chǎng)景中遇到的問題，極大的提高了安全性、經(jīng)濟(jì)性。

4.優(yōu)化性

項(xiàng)目建設(shè)的整個(gè)過程實(shí)際上是一個(gè)優(yōu)化的過程，從最初的設(shè)計(jì)到實(shí)際的施工，每個(gè)細(xì)節(jié)的改變實(shí)際上就是優(yōu)化的過程，是工程更加合理化。而BIM技術(shù)的運(yùn)用則極大的提高了優(yōu)化過程的效率，因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)信息都是虛擬化的，數(shù)據(jù)的改變很方便，只需修改虛擬數(shù)據(jù)庫，而不必麻煩的修改實(shí)際的工程圖。而且BIM技術(shù)幾乎涵蓋了項(xiàng)目工程的所有數(shù)據(jù)，非常全面，這也極大提升了可優(yōu)化性。

5.可出圖性

BIM所用的軟件可直接打印出建設(shè)過程所需要的圖紙，方便施工人員施工。如管道圖、配筋圖、平面布置圖等。

二、BIM技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

如今BIM技術(shù)已經(jīng)在土木工程行業(yè)得到應(yīng)用，經(jīng)過多年的實(shí)踐，BIM技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)建筑方法確實(shí)有明顯的優(yōu)越性。在水利行業(yè)，BIM技術(shù)的運(yùn)用幾乎仍然在初期階段。水利行業(yè)的項(xiàng)目多為大體積建筑物，規(guī)格龐大，如果BIM技術(shù)能夠得以運(yùn)用，將使建設(shè)效率得到極大的提高。

BIM技術(shù)在水利工程建設(shè)中的具體運(yùn)用流程如下（已水利大壩建設(shè)為例）：

1.設(shè)計(jì)方進(jìn)行傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)

這個(gè)環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)工程建設(shè)行業(yè)流程相同，由設(shè)計(jì)方完成初期大壩設(shè)計(jì)。

2.BIM建模

這個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)由專門的BIM團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)，BIM團(tuán)隊(duì)拿到設(shè)計(jì)方初期的設(shè)計(jì)，運(yùn)用相關(guān)的BIM軟件，進(jìn)行大壩的3D建模。所包含的信息區(qū)別于傳統(tǒng)建設(shè)過程，不僅要包含大壩的基本構(gòu)造信息，還要包括材料完整的信息，所用構(gòu)件的規(guī)格型號(hào)，工種，相關(guān)機(jī)械信息，初步造價(jià)估計(jì)等。

3.4D建模，模型管理系統(tǒng)

這一階段要考慮時(shí)間因素，即建設(shè)過程及后期運(yùn)用過程。進(jìn)行各種可能的模擬，如施工過程模擬，施工碰撞檢測(cè)，安全與沖突分析等。各個(gè)模擬都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，反饋給BIM系統(tǒng)，不斷改進(jìn)。

4.對(duì)項(xiàng)目所有信息綜合管理

決策的支持：工期的分析，效能的分析，臺(tái)賬的分析

實(shí)時(shí)控制：信息查詢，統(tǒng)計(jì)分析，時(shí)間追蹤，實(shí)時(shí)預(yù)警

業(yè)務(wù)管理：合同管理，進(jìn)度管理，質(zhì)量管理，安全管理，采購管理，支付管理，變更管理，竣工管理等。

5.施工方進(jìn)行施工

整個(gè)施工過程要與BIM系統(tǒng)信息同步，施工的進(jìn)度也要反應(yīng)在BIM系統(tǒng)內(nèi)，如有意外變動(dòng)，需要重新進(jìn)行方案擬定，并對(duì)BIM數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。

結(jié)語：

現(xiàn)階段BIM技術(shù)還不完善，需要通過實(shí)踐不斷改進(jìn)，在土木行業(yè)的成功運(yùn)用為BIM在水利行業(yè)的滲透打下了良好基礎(chǔ)，本文對(duì)BIM技術(shù)在水利行業(yè)運(yùn)用進(jìn)行了簡單的分析，初步規(guī)劃項(xiàng)目建設(shè)流程。相信BIM技術(shù)的優(yōu)越性會(huì)在未來幾十年內(nèi)得到充分體現(xiàn)，也一定會(huì)為水利工程建設(shè)提供強(qiáng)有力的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏巍，建筑信息模型在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，《水利科技》，2011年二期

[2] 張建平，李丁，林佳瑞，顏鋼文，BIM在工程施工中的應(yīng)用，《施工技術(shù)》，2012年8月下 第41卷 第371期endprint