BIM技术在市政给排水设计中的应用

BIM技术在市政给排水设计中的应用

黄院航

广西华蓝工程管理有限公司 南宁市 530000

摘要：城市给排水工程是市政工程的重要组成部分，有“城市血管”之称，直接影响城市运营以及人们生活水平。市政给排水工程量大、内部结构复杂，增加了设计难度。在市政给排水设计当中应用BIM技术，通过构建三维可视化模型，可以直观的反映出各类管道之间的关系，有助于设计中的管道优化，提高市政给排水设计质量。基于此，本文重点探究BIM技术在市政给排水设计中的应用。

关键词：市政工程；BIM技术；给排水；设计；应用

引言

近些年，各个地区极端环境频发，如大水、大旱、大雪等，特别是今年很多地区连续十几天降水，甚至部分城市出现内涝问题，可见完善城市给排水系统已经是城市建设当务之急的任务。给排水工程主体设置在地下，再加上地下还有其他专业的管网，进一步增加了给排水设计难度。在给排水工程设计中，过去都是采用CAD软件设计，制作二维设计图，无法直观呈现管道的空间结构特性，无法有效模拟施工方案，难以精准找出设计重点缺陷问题。而BIM技术有效解决了这一问题，在BIM平台可以构建三维模型，甚至可以加入时间维建设四维模型，仿真模拟设计方案的施工过程，从而找出设计中的问题，做到事前调整。

1. BIM技术相关阐述

1.1概念

BIM技术是指建筑信息模型技术，是Autodesk公司在2002年率先提出，可以集成建筑信息，实现建筑工程从设计到应用的全寿命周期终结，将所采集的数据信息加入到数据库当中，从数据库中调出数据即可建立三维模型，有助于各个部门协同工作，提高工作效率、减少能源浪费、控制生产成本[1]。BIM技术核心就是通过数据信息构建三维模型，借助数字化技术构建与建筑模型相匹配的完整信息库。信息库中主要包含了建筑几何信息、专业属性、状态信息、非构件状态信息等。这些信息集成构建的三维模型提升了建筑设计的集成度，并且为各方提供了可交互、可共享平台。

1.2BIM技术应用特点

1.2.1可视化

在市政给排水设计中应用BIM技术软件，可以通过采集工程信息建立三维模型直观观察设计方案，保证设计方案符合预期要求。BIM技术的出现不仅提升了设计精准性，同时也为市政给排水设计提供了新思路、新方法。设计人员可以根据业主要求，在BIM软件上绘制管道路线，根据地下既有管道空间结构不断完善管道结构，从而保障设计方案的科学性、合理性。

1.2.2模拟化

BIM技术的一大特性就是可以模拟建筑信息。在建设完成基本三维模型框架之后，可以加入时间维度构建四维模型，也就是将设计模型作为完成品，模仿由无到有的给排水工程建设过程，从而判定给排水设计方案是否符合实际标准，确保给排水管道建设完成后可以正常运行。

1.2.3协调化

BIM是一个高度共享软件，其本身就具备技术协调性特征，各个部门可以借助BIM平台共同参与到市政给排水管道设计中，也可以共享信息，进一步完善给排水管道信息数据库，保证市政管道三维模型建立精度和设计质量。在过去，出现很多原设计与实际方案不匹配的情况，而借助BIM技术可以协调设计方案与实际施工方案的分歧，确保市政给排水工程建设工作有序开展。

2. BIM技术在市政给排水设计中的应用

2.1管线综合优化

市政给排水管道系统十分复杂，由于市政给排水管道布设在地下，而地下还有其他专业管道，包括燃气管道、电气管道等，给排水管道可能要与其他专业管道交错布设。在市政给排水设计中应考虑多项因素，确保给排水管道与其他专业管道不会相互影响，并且可以顺利施工、后期运维便捷。借助BIM软件建立管道三维模型，可以直观看到不同专业管道空间布设情况，包括管道之间的距离、管道是否有交叉等，避免不同专业管道出现冲突情况。在管道图形绘制中借助Revit软件检查管道是否会产生碰撞。完成绘图工作中，采用Navisworks进行防碰撞测试，根据测试结构对设计方案进行整改，从而保证设计方案的科学性以及可实施性[2]。

2.2参数设计

除了要建立三维模型，还需要赋予各个虚拟管道相关参数。BIM软件中带有辅助计算功能，可以帮助计算各项参数信息。过去市政给排水设计都是采用Excel软件编制公式计算管道水力等信息，计算十分复杂，并且无法保障信息精准。通过BIM技术构建三维模型，通过辅助计算即可得到精准的管道数据信息[3]。即使设计人员改动了模型参数，其他参数也会根据改动情况自动修改参数。如在调整管道平面位置时会出现数量变化情况，则BIM软件可实时调整明细表数据，极大的提升了参数调整效率，设计精度更高。再如，将模型中管道中的管径、流量等参数改动，软件会重新分析新参数下的水力数据。

2.3建模

2.3.1分类构建

在市政给排水管道设计中，首先要先设计一个管道结构框架，之后赋予管道类型信息，分类布设管道，包括自来水管道、排污管道、雨水管道、工业污水管道等等，软件可以自定义赋予不同类型管道颜色，也可以人工设定颜色，这样有助于统计管道信息，管道空间布设情况一目了然。在建模过程中，集中收集二维初始图纸材料，获取市政给排水管道相关信息数据，并以此构建三维模型，完成模型构建后进行可视化分析以及防碰撞检测，特别是有不同专业管道交叉情况，人工做好修改和调整，直到没有问题为止

[4]。

2.3.2模拟生成内部图

BIM软件中视图种类较多，包括剖面图、三维图以及上下左右视图。生成这些视图之后，借助三维模型模拟建设情况，掌握管道模型之间的空间关系。

2.3.3工程量统计

BIM系统中的明细表中记录市政给排水各项信息，进入明细表即可统计材料用量、设备配置情况。过去工程量统计需要逐一进行，效率低、效果差，而BIM软件可以在明细表中一键统计各类信息，并且数据精度高。还可以人工设置明细表，根据不同材料属性分类统计，操作十分灵活。

2.4模型应用

2.4.1防碰撞检查

完成三维模型建设后，采用系统中防碰撞检测功能对三维模型管道进行检查，根据防碰撞模拟结果对模型进行修改。还可以将其他专业管道加入到模型中进一步展开防碰撞检查，避免不同专业管道之间产生空间矛盾。

2.4.2模拟施工

地面施工与地下施工存在较大差异，由于地下施工环境差、风险因素多、涉及到不同专业管线、不同施工环节协调难度大，从而影响最终建设工期。因此，在构建完三维模型基础上加入时间维，构建四维模型，并在系统中完善施工进度安排表即可模拟实际施工情况，根据模拟施工情况安排施工进度，并且可以多次模拟施工状况。采用四维模拟施工方法可以判定设计方案是否合理、各个专业是否协调，有效减少施工变更情况。

结束语

综上所述，在市政给排水设计中融入BIM技术，可以有效避免传统设计方法的弊端，提高市政给排水工程建设效率。通过BIM软件建设三维模型、四维模型，不断优化设计方案、模拟施工流程，做到事前管控，极大的提升市政给排水工程设计质量。由此可见，在市政给排水工程中加强BIM技术应用研究，对推动城市建设发展有着重要意义。

参考文献

[1] 王辰光.BIM技术在市政给排水设计中的应用研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2023(3):333-334.

[2] 马聪,张青青.BIM技术在市政给排水设计中的应用及常见问题分析[J].建材与装饰, 2022(18):18-20.

[3] 张睿阳.BIM技术在市政给排水设计中的应用分析[J].建筑技术研究, 2022(3):46-48.

[4] 倪卉.市政给排水设计中BIM技术的应用探讨[J].建材与装饰, 2022(7):668-669.