市政給排水工程設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

衛(wèi)曉軍

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司昆明分公司，云南 昆明 650000）

由于市政給排水工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)乎人們的日常生活，是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓こ添?xiàng)目。一般情況下，市政給排水工程設(shè)計(jì)主要包括用水管道設(shè)計(jì)、污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、消防用水設(shè)計(jì)、雨水排水設(shè)計(jì)等等。在實(shí)際的市政給排水工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的施工區(qū)域情況，借助現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)手段，設(shè)計(jì)出更符合人們需求的給排水系統(tǒng)，為人們的生活與工作提供更大的便利。

1 關(guān)于BIM 技術(shù)的概述

BIM 技術(shù)是將三維數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，把與工程相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)三維模型，呈現(xiàn)出來(lái)。顧名思義，該技術(shù)可以將工程設(shè)計(jì)中所涉及的各個(gè)零部件或者是基本元素進(jìn)行詳細(xì)的表述，使其形成一個(gè)與所設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)相符合的小型建筑模型。該建筑模型不但可以將工程項(xiàng)目中的每個(gè)元素的特征顯現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)，還能夠?qū)⒚總€(gè)元素之間的關(guān)系顯示出來(lái)。此外，該工程項(xiàng)目運(yùn)行的時(shí)候，每個(gè)元素之間的作用結(jié)果也同樣能夠顯示出來(lái)。針對(duì)工程項(xiàng)目的不同階段，每個(gè)階段的工作人員都可以在BIM 技術(shù)中獲取所需要的數(shù)據(jù)信息，這樣一來(lái)，就有效地降低了各部門(mén)之間在交接數(shù)據(jù)信息時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)誤，對(duì)提升了工程項(xiàng)目的質(zhì)量與施工進(jìn)度有非常大的幫助。

2 BIM 技術(shù)的特征

BIM 技術(shù)的特征主要包括兩個(gè)方面，一個(gè)方面就是信息集成，這也是BIM 技術(shù)在工程項(xiàng)目中得以被廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要因素。在進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行展開(kāi)工作時(shí)，最為便捷的方式就是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，而B(niǎo)IM 技術(shù)憑借自身具有較強(qiáng)大的信息集成功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程項(xiàng)目所涉及的所有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些信息的統(tǒng)一分析與運(yùn)行。此外，BIM 技術(shù)在進(jìn)行工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)多人在同一平臺(tái)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，這樣有助于設(shè)計(jì)目標(biāo)的統(tǒng)一性。另一方面是協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，這也是BIM 技術(shù)中最顯著的特征之一，該技術(shù)為工程設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)非常好的設(shè)計(jì)平臺(tái)，使得設(shè)計(jì)人員之間的交流與溝通，突破了時(shí)間與空間的限制，并實(shí)現(xiàn)了信息傳遞的準(zhǔn)確性與及時(shí)性。

3 BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 可視化優(yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)應(yīng)用到工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中所具有的優(yōu)勢(shì)非常多，其中一個(gè)具有特點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)就是可視化優(yōu)勢(shì)，該優(yōu)勢(shì)使得所建立的工程三位立體模型模擬真實(shí)的情況，將設(shè)計(jì)效果真實(shí)地展示出來(lái)，然后，以數(shù)據(jù)為依托，借助BIM 技術(shù)進(jìn)行集成化管理。除此之外，BIM 技術(shù)還可以對(duì)工程項(xiàng)目在建設(shè)施工過(guò)程中，對(duì)影響工程項(xiàng)目的日照、外部結(jié)構(gòu)的熱能傳遞等進(jìn)行模擬，使得設(shè)計(jì)方案更為合理與科學(xué)，同時(shí)，在工程設(shè)計(jì)發(fā)生變動(dòng)的時(shí)候，BIM 技術(shù)可以根據(jù)所建立的模型進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，這樣一來(lái)，可以在最大程度上縮短設(shè)計(jì)人員的工作時(shí)間與減少工作量。

3.2 協(xié)調(diào)性?xún)?yōu)勢(shì)

在應(yīng)用BIM 技術(shù)之前，工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作中，多是采用紙質(zhì)方式繪制設(shè)計(jì)圖紙或者是采用CAD 繪圖方式繪制設(shè)計(jì)圖紙，采取這兩種方式，很難將設(shè)計(jì)意圖與全部參數(shù)都全面而充分地表述出來(lái)，這也導(dǎo)致很多時(shí)候根據(jù)這些依據(jù)無(wú)法對(duì)工程結(jié)構(gòu)中存在的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，同時(shí)，也無(wú)法對(duì)工程施工的周期與進(jìn)度進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。而工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中引入BIM 技術(shù)之后，通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建，可以更詳細(xì)、真實(shí)地將設(shè)計(jì)意圖形象化地展示出來(lái)，此外，借助BIM 技術(shù)的協(xié)調(diào)性?xún)?yōu)勢(shì)，還可以在市政工程給排水設(shè)計(jì)階段，對(duì)工程中各管道等安裝情況進(jìn)行協(xié)調(diào)，并自動(dòng)生產(chǎn)協(xié)調(diào)與優(yōu)化數(shù)據(jù)。

3.3 模擬性?xún)?yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)具有非常強(qiáng)大的模擬性，在進(jìn)行市政給排水工程設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以利用BIM 技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的虛擬化實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行科學(xué)合理的分析，保證設(shè)計(jì)的管線的合理性與科學(xué)性。例如，在進(jìn)行市政給排水工程管線的設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)給排水工程所設(shè)計(jì)的管線周?chē)ㄖ锴闆r，對(duì)給排水工程管線進(jìn)行模擬施工，這樣一來(lái)，既可以為實(shí)際施工指出正確的方向，又能有效地控制施工成本。此外，相關(guān)工作員還可以在給排水工程管線施工過(guò)程中借助虛擬模型的實(shí)時(shí)運(yùn)行動(dòng)態(tài)，對(duì)施工中存在的不足與問(wèn)題及時(shí)地進(jìn)行糾正，以達(dá)到高效率、高質(zhì)量的施工。

3.4 優(yōu)化性?xún)?yōu)勢(shì)

BIM 技術(shù)應(yīng)用到工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，還具有非常大的優(yōu)化性?xún)?yōu)勢(shì)，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖以及所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)等真實(shí)的信息顯示出來(lái)，這其中包括幾何參數(shù)、物理參數(shù)與空間參數(shù)等，同時(shí)，還能夠及時(shí)地對(duì)設(shè)計(jì)變更情況真實(shí)地模擬出來(lái)。

市政給排水工程設(shè)計(jì)一般都比較復(fù)雜，很多時(shí)候，設(shè)計(jì)人員與施工人員都無(wú)法對(duì)其中涉及的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的掌握，BIM 技術(shù)的出現(xiàn)，徹底地解決了這一問(wèn)題，使工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)優(yōu)化成為可能。例如，BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)方案中的優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理之間的融合，使業(yè)主可以選擇更合適的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，在施工過(guò)程中，對(duì)一些異性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化。這樣一來(lái)，不僅可以提高設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量及效率，還可以降低投資成本。

4 市政給排水工程設(shè)計(jì)中BIM 技術(shù)的應(yīng)用

4.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)中BIM 的應(yīng)用

在市政給排水工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，一些參數(shù)計(jì)算都相對(duì)來(lái)說(shuō)有些復(fù)雜。

在之前，市政給排水工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行參數(shù)計(jì)算的時(shí)候，多是采用Excel 表格來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是，這種方式進(jìn)行參數(shù)計(jì)算很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，同時(shí)，還無(wú)形之中增加了設(shè)計(jì)人員的工作量。在使用了BIM 技術(shù)后，設(shè)計(jì)人員可以直接通過(guò)有關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，直接獲取所需的參數(shù)，這樣一來(lái)，即使是對(duì)其中一些參數(shù)進(jìn)行了修改，也不會(huì)影響其他的參數(shù)，從而大大提升了設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量。

4.2 材料和管道方面BIM 的應(yīng)用

市政給排水工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，在其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的時(shí)候利用BIM 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題與不足及時(shí)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)調(diào)整。例如，在進(jìn)行圖像拍攝的時(shí)候，為了使管道的衡量結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足實(shí)際的給排水工程施工需求，施工人員可以結(jié)合BIM 技術(shù)中有關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的優(yōu)化與調(diào)整。

在對(duì)市政給排水工程所需要的材料選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，之前多是采用CAD 設(shè)計(jì)圖紙對(duì)其進(jìn)行分析，這種方式工作量比較大，且煩瑣，很難在短期內(nèi)完成，還很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，在出現(xiàn)錯(cuò)誤之后，只能重新進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，嚴(yán)重影響了工程項(xiàng)目的施工進(jìn)度。BIM 技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了這一困難，設(shè)計(jì)人員可以及時(shí)準(zhǔn)確地獲取所需要的材料信息，不僅方便了材料選用時(shí)的設(shè)計(jì)，還可以對(duì)后期的工程預(yù)算提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，更好地保證了預(yù)算工作的準(zhǔn)確與科學(xué)。

4.3 工程量統(tǒng)計(jì)中BIM 的應(yīng)用

在市政給排水工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM 技術(shù)后，可以通過(guò)其系統(tǒng)中的統(tǒng)計(jì)類(lèi)功能快速、直接、準(zhǔn)確地獲取整個(gè)給排水工程的總工程量。這種統(tǒng)計(jì)方式與之前的統(tǒng)計(jì)方式相比較，更加快捷、準(zhǔn)確、便利，有效地縮短了工作時(shí)間，降低了工作量。BIM 技術(shù)在設(shè)置明細(xì)表的時(shí)候，還可以根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)不同的屬性進(jìn)行合理的分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)的目的。

4.4 開(kāi)挖洞口位置確認(rèn)時(shí)BIM 的應(yīng)用

市政給排水工程施工工期一般都比較緊張，若是采用傳統(tǒng)的模式進(jìn)行管線設(shè)計(jì)施工，那么，勢(shì)必會(huì)在一定程度上延長(zhǎng)工期，對(duì)給排水工程施工造成一定的影響。在施工設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)后，可以結(jié)合BIM 技術(shù)中管線的三維立體模型，對(duì)其實(shí)施總體碰撞，分析碰撞結(jié)果，確認(rèn)出碰撞的集中區(qū)域，最終確認(rèn)樣洞的開(kāi)挖位置，在結(jié)合BIM 技術(shù)可以準(zhǔn)確、快速地獲取管線施工位置的實(shí)際情況。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM 技術(shù)應(yīng)用到市政給排水工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)非常明顯，不僅可以使設(shè)計(jì)人員快速、準(zhǔn)確地獲取到所需的數(shù)據(jù)信息，還可以對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與修改，既提升了設(shè)計(jì)工作質(zhì)量，又提高了設(shè)計(jì)工作的效率，同時(shí)，還在很大程度上降低了工程項(xiàng)目相關(guān)的信息收集與統(tǒng)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，確保了設(shè)計(jì)人員所使用信息的正確性。由此可見(jiàn)，BIM 技術(shù)非常值得推廣與使用。