BIM技術(shù)在市政給排水設(shè)計中的應(yīng)用

中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，天津 300074

在我國傳統(tǒng)的市政工程給排水系統(tǒng)管道細(xì)部設(shè)計中，主要運(yùn)用二維設(shè)計與建模，而建模中的數(shù)據(jù)信息非常少。隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的更新，越來越多的新技術(shù)被用于市政工程給排水管道設(shè)計中，而BIM技術(shù)就是常用的技術(shù)之一。BIM技術(shù)利用建筑物外觀信息進(jìn)行內(nèi)容建模，形成了一種更加精確可靠的計算機(jī)工程建模技術(shù)，能夠?qū)o排水系統(tǒng)連接管道施工的一些具體設(shè)計方案進(jìn)行了綜合分析和系統(tǒng)計算，從而使工程施工圖更直觀、全面地向公眾展示，更好地指導(dǎo)施工人員對給排水管道進(jìn)行施工建設(shè)。文章主要分析了BIM技術(shù)的特點及其在市政給排水中的具體應(yīng)用，主要內(nèi)容如下所述。

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)可以被用于建立與建筑物信息內(nèi)容有關(guān)的模型，是一種集設(shè)計、管理模式和構(gòu)造為一體的新方法。與CAD和完全手工制作的圖紙相比，該技術(shù)應(yīng)用的主要原理可以反映在工程建設(shè)的諸多方面，例如工具的使用、文化內(nèi)涵等。在形式和使用方法上，BIM技術(shù)比CAD技術(shù)更高級，是一種三維思維模式，它的三維思維模式可以有效地平衡各種管線垂直平面之間的距離、垂直高度差和節(jié)點設(shè)計方法，因此BIM技術(shù)被普遍推廣和應(yīng)用

2 BIM技術(shù)的主要特點

2.1 可視性特點

BIM的核心技術(shù)適用于市政管理的給排水管道設(shè)計，相關(guān)人員可以結(jié)合BIM技術(shù)，提高給排水管道設(shè)計方案的精確性，為城市給排水管道的設(shè)計提供詳細(xì)的科學(xué)方法，構(gòu)建合理的模型結(jié)構(gòu)。設(shè)計人員可基于給排水系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的特點，繪制給排水管道基本的運(yùn)行線路，結(jié)合模型結(jié)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)行，不斷調(diào)整原市政建筑給排水管道設(shè)計的具體方案，以此提高管道設(shè)計新方案的持續(xù)實施效果。

2.2 模擬性特點

BIM技術(shù)可以模擬整體建筑物的基本信息。相關(guān)設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)在建設(shè)實驗中拍攝虛擬圖像，有效地分析給排水系統(tǒng)的建設(shè)方案是否科學(xué)，保證給排水管道的正常運(yùn)行。在市政給排水管線的設(shè)計方法過程中，設(shè)計人員可以緊密整合給排水管線和燃?xì)夤艿乐車Y(jié)構(gòu)的運(yùn)作，以確保供水管網(wǎng)的連續(xù)有效施工。同樣，在給排水管道的快速建設(shè)階段中，根據(jù)虛擬模型的連續(xù)運(yùn)行結(jié)果，工作人員可以針對運(yùn)行過程中存在的問題制訂有效的解決方案。

2.3 協(xié)調(diào)性特點

由于BIM具有很好的技術(shù)協(xié)調(diào)性，相關(guān)人員通過各種方式科學(xué)地應(yīng)用BIM技術(shù)可以有效增加市政給排水管道的建設(shè)水平，進(jìn)一步提高給排水管道的基本運(yùn)行率，保證城市供水量的穩(wěn)定性和連續(xù)性。在實際的應(yīng)用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)原設(shè)計和方案不匹配的情況，BIM技術(shù)可以很好地協(xié)調(diào)設(shè)計人員和后期建設(shè)管理人員的分歧，保證整體工程后期建設(shè)的有序進(jìn)行。

3 BIM技術(shù)在市政給排水設(shè)計中的作用

3.1 可視化設(shè)計

在傳統(tǒng)形式的建筑給排水系統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計人員通常采用CAD軟件來完成施工細(xì)部設(shè)計工程圖。然后施工人員通過CAD剖面圖、二維平面圖構(gòu)想出三維模型，并將其映射到相關(guān)布局中。但是，這一過程一般需要具有極其豐富的建筑實踐經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員來完成，它具有很強(qiáng)的主觀性并且容易出錯。與傳統(tǒng)形式的CAD技術(shù)相比，BIM技術(shù)可以避免設(shè)計方法過程中視覺感知的差異。另外，在建筑給排水工程施工中，常見的設(shè)計匹配方式是根據(jù)建筑的實際情況來選擇的，BIM技術(shù)的實施及其可視化設(shè)計匹配的應(yīng)用可以反映建筑的整體情況，確保現(xiàn)場施工人員可以充分掌握建筑的詳細(xì)內(nèi)容。在應(yīng)用BIM技術(shù)時，施工人員根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行現(xiàn)場施工，當(dāng)實際施工與施工圖紙之間存在差異時，設(shè)計人員很容易對設(shè)計方案進(jìn)行修改，從而幫助施工單位的實際操作達(dá)到最佳結(jié)果。

3.2 協(xié)同設(shè)計

在傳統(tǒng)設(shè)計的模式下，它不具有邊設(shè)計邊添加大量設(shè)計信息的基本功能。如果大多數(shù)要求不能得到保證，將會給建筑物和給排水系統(tǒng)的翻新工程帶來極大的安全隱患。借助BIM技術(shù)模型構(gòu)建功能，可以非常有效地解決傳統(tǒng)模式中的各種核心問題。BIM技術(shù)可以匯總和組織與建設(shè)項目有關(guān)的所有綜合數(shù)據(jù)和信息，任何子項目要想獲得所需的各種信息都可以通過BIM技術(shù)來實現(xiàn)。相關(guān)人員根據(jù)實際數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或設(shè)計配置變化實時動態(tài)更新綜合數(shù)據(jù)相關(guān)信息，從而保證數(shù)據(jù)的綜合性、及時性和有效性。在新建筑物的給排水系統(tǒng)工程的部分設(shè)計中，施工人員通過使用其自己的模型結(jié)構(gòu)來進(jìn)行施工和管理，極大地簡化了施工流程。此外，BIM技術(shù)通?？梢栽谕幌嚓P(guān)模型中完成不同的任務(wù)，由給排水工程的現(xiàn)場施工人員完成實際的運(yùn)營項目，從而促進(jìn)該項目整體高效協(xié)同設(shè)計方法的實現(xiàn)。

3.3 參數(shù)化設(shè)計

通過建立BIM模型，所有施工圖紙都可以清晰地反映在相同的基本模型中，該基本模型包括了三維視圖和二維視圖，而且施工圖紙的設(shè)計參數(shù)也可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。大型數(shù)據(jù)庫會及時處理更新設(shè)計參數(shù)，可根據(jù)實際情況隨時對其進(jìn)行修改。例如，在建筑給排水管道工程施工單位后期，二維平面布置將隨著消防設(shè)備的變化而逐漸變化，模型最終數(shù)據(jù)的實時獲取和更新可以保證基本物料清單數(shù)據(jù)的連續(xù)有效性，并為設(shè)計人員提供可靠的科學(xué)理論依據(jù)。另外，與傳統(tǒng)的通過數(shù)據(jù)表進(jìn)行編輯和修改的技術(shù)相比，BIM技術(shù)可以直接選擇從建模方法中讀取某些相關(guān)設(shè)備的實時信息內(nèi)容，如管徑等，根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，使其合理化，從而滿足實際運(yùn)行中給排水的潛在需求。

3.4 局部設(shè)計

給排水改造工程的局部設(shè)計是根據(jù)工程項目的具體方案來實施規(guī)劃的。在設(shè)計搭配的過程中，將設(shè)計方案與城市的實際情況進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并對設(shè)計方案進(jìn)行詳細(xì)的分析。在實施項目的設(shè)計方案時，先要確定項目區(qū)域的范圍、短期目標(biāo)、給排水和流量。相關(guān)人員對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和確定后，根據(jù)實際情況科學(xué)合理地設(shè)計系統(tǒng)中的新方案，而且必須了解當(dāng)前的規(guī)模和土地使用情況，以確保輔助結(jié)構(gòu)能夠滿足新方案的設(shè)計和配置需求。檢查設(shè)計主體的開發(fā)過程中可能出現(xiàn)的潛在隱患，及時加以處理并實施正確的響應(yīng)方法。市政建設(shè)給排水工程項目計劃的基本確定是給排水系統(tǒng)工程計劃的重點。

4 BIM技術(shù)在市政給排水設(shè)計中的具體應(yīng)用

4.1 在管線與材料方面的應(yīng)用

在城市給排水系統(tǒng)配套設(shè)施的設(shè)計中，負(fù)責(zé)市政給排水系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)人員可以充分利用該平臺的優(yōu)勢，BIM技術(shù)被用于建立相關(guān)項目的建筑模型。在系統(tǒng)功能預(yù)置計算的模式下，相應(yīng)的施工設(shè)計模式新方案的最終數(shù)據(jù)也可以通過圖紙進(jìn)行描述。結(jié)合實際的管道連接情況，建筑物中設(shè)計搭配的解決方案可以最大程度上滿足相關(guān)層次的需求。該項目的建設(shè)設(shè)計模式的解決方案是將最終的管道連接設(shè)計與工作結(jié)合起來，形成與之相關(guān)的建筑信息內(nèi)容。該系統(tǒng)能夠在選擇建筑物的設(shè)計方案時檢測出隱藏的缺陷，并全面檢查施工過程中是否發(fā)生意外情況，屬于分析相關(guān)設(shè)計、程序和數(shù)據(jù)的一種方式。另外，BIM技術(shù)也可以為地面和排水建筑物選擇替代材料。因此，在大型BIM數(shù)據(jù)庫中，存在許多用于建立外觀建模方法的基本標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)人員能夠獲得有關(guān)建筑物、項目和建筑材料的實際情況，并應(yīng)用準(zhǔn)確和科學(xué)的理論，有助于對新建筑物的項目進(jìn)行科學(xué)研究。

4.2 在參數(shù)設(shè)計方面的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以清晰地顯示建筑項目中的三維視圖、二維視圖等相關(guān)建筑信息。此外，其還可以修改建筑模型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的各種參數(shù)，并重新生成相應(yīng)的過程關(guān)系模型，使建筑中的設(shè)計協(xié)調(diào)人員能夠分析出新的項目模型結(jié)構(gòu)以及與建筑實際情況相關(guān)的數(shù)據(jù)。相關(guān)人員還可以根據(jù)上述內(nèi)容重新設(shè)置所需的編碼方法程序，以確認(rèn)BIM系統(tǒng)的正確實施。

5 結(jié)束語

綜上所述，建筑工程給排水的設(shè)計對整個建筑工程的質(zhì)量具有非常重要的意義，相關(guān)人員應(yīng)充分了解BIM技術(shù)應(yīng)用到市政給排水中存在的不足，并尋求科學(xué)合理的解決方案，進(jìn)一步提高市政道路給排水設(shè)計水平，有效確保建筑工程的整體施工質(zhì)量。