任立媛
广东省城乡规划设计研究院，广东 广州 510290
摘要：近年来，随着信息化技术的迅速发展，BIM在市政工程设计中得到了日益深入的推广和应用。市政给排水作为城市建设中一项重要的基础设施，也从传统二维设计逐渐转变到了应用BIM的三维设计。本文对BIM在市政给排水设计中的应用进行了探索，分析了BIM设计与传统CAD设计的不同，为BIM在市政给排水设计中的应用提供了一定借鉴。
关键词：BIM；市政给排水；三维设计
引言：BIM，可以说是当下工程建设领域一个十分火爆的名词。近年来，国家陆续出台了一些促进我国建筑信息化发展的政策文件及标准，很多招标单位也开始要求设计或施工方提供含有BIM模型或体现BIM技术的标书来参与投标。与此同时，随着我国水务行业的迅速发展，市政给排水作为城市生存和发展的重要物质基础，对于工程设计的要求也越来越高。这些都在无形之中形成了BIM在市政给排水设计中应用和发展的推动力[1]。
1.BIM的概述
BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是指将建筑项目的整个生命周期的各种相关信息集成在一个工程数据模型中。项目成果以三维模型来代替传统的平面图纸，设计单位通过使用BIM可以在项目的整个生命周期进行可视化沟通，对项目设计及后期运用管理发挥持续的作用。
2.BIM在市政给排水设计中的应用
在BIM出现之前，传统的CAD一直担任着市政给排水设计、施工等阶段的技术主角。但随着时代的发展，工程项目的复杂程度日益提高，传统二维设计存在的局限性也逐渐暴露出来。例如：①二维设计对于数据信息的展示明显不足，而且难以进行深入的模拟分析；②二维图纸无法直观地表达出多个专业管线间的碰撞关系；③不同专业间的协调性差，项目管理难度大[2]。针对传统二维设计的这些不足，工程界的第二次革命BIM应运而生，它从可视化、协调性、实效性、模拟性等多个方面的特点弥补了传统二维设计的不足[3-4]。
实现BIM的工具有很多，目前建筑行业相对常用的BIM软件包括：Revit、Bentley、ArchiCAD、Open系列软件以及鸿城等等。从CAD到BIM不仅需要市政给排水设计成果从二维到三维的转化，还需要不同专业的数据合模，从而实现不同专业在同一平台的信息集成和传递。以鸿城为例，我们可以借助软件将不同专业、不同软件、不同格式的模型数据直接集成到同一个三维平台上，包括二维设计软件产生的道路、管线模型、数据以及Revit、3DMax等多种模型数据的集成。多种格式模型数据在入库的同时，通过标准化转换为统一格式，并在统一的坐标系下实现精准定位。
通过这种全专业的数据集成，不仅实现了市政给排水管线从传统的二维平面设计到三维空间设计的转变，还形成了完整的地上、地面、地下三位一体的城市场景合模数据。不同专业的数据信息可以共享共用，解决了信息孤岛的问题。
3.BIM设计与传统CAD的不同
自BIM被引入我国工程建设领域以来，其应用价值逐渐凸显，近几年更是呈现出强劲的发展势头。那么BIM与传统的CAD相比有哪些不同呢？我认为主要体现在以下几个方面。
第一是表现形式的不同。基于CAD的市政给排水设计成果往往受制于传统的二维图面，需要依靠强大的专业知识才能解读出空间感，很容易造成信息沟通上的盲点。
而BIM凭借三维多视角的模型优势，可以浏览到空间的每个角落，直观地展示出项目的全貌。这样就大大降低了非专业人士对项目的理解难度，提升了不同专业、不同参与方对项目的沟通效率。
第二是工作模式的不同。传统CAD的工作模式下，不同专业之间的工作内容总是划分的很清楚，往往是在完成一个阶段的成果后才进行相互之间的校对与核查。这种各自为政的传统工作模式由于缺乏前期的沟通交流，经常造成给排水设计的变更。而BIM的出现将给排水与其他专业在各个环节的数据信息进行整合、集成及分析，通过建立协同平台将所有专业的模型导入统一的平台之下，打破了传统信息传递壁垒，改善了交流沟通的环境，实现了信息之间的共享。多个参与方围绕同一套模型在线沟通与交流，在三维环境中对发现的问题进行在线审核批注，大大提高了沟通效率，降低因信息之间不对称而造成的错漏。
第三是数据分析处理能力的不同。搭建好的市政给排水管线模型可以做进一步的数据分析及模拟，包括断面分析、碰撞分析、交通分析、淹没分析等。这些数据分析模拟在传统的二维模式下几乎是无法实现的。
（1）断面分析。通过对模型进行竖向剖切，不仅可以清晰地展示地下管线的断面位置，还可以查询管线属性，并对属性内容进行快速的修改调整。
（2）碰撞检查。在设计阶段即可快速检测并定位到各专业管线之间的碰撞点，并做出及时调整，更直观更高效地解决各专业之间的碰撞问题，从而在降低设计错误，避免在施工过程中发现问题而导致的返工。
（3）模拟分析。通过分析市政给排水管线施工时对交通的影响，可以对规划设计进行优化提升；通过对雨后的排积水进行分析模拟，可以为排水管网规划、雨洪管理等提供指导。
第四是成果交付形式的不同。在成果交付阶段，我们可以将PDF、图片、视频等多种格式资料挂接到模型上，实现图模一体的可视化交付。项目成果可以作为应用文件发布，在平台外也可以直接打开查看。在项目方案、设计阶段，一方面可视化交付可以帮助设计单位向施工单位和监理单位贯彻设计意图，从而指导施工；另一方面设计单位可以随时通过项目发布的方式让甲方查看设计成果，便于设计单位和甲方之间的沟通交流。
4.总结与展望
BIM作为国家建筑信息化推广的重点，将市政给排水设计从传统的二维设计转向三维设计，从单纯的几何表现转向全专业数据信息的集成，从各自为政的工作模式转向各专业协同工作，从单一的设计交付转向全生命周期的支持。由此可见，BIM带来的变化不仅仅是技术冲击，更是效率上的大幅提高，也是设计成本的大幅降低。
无论是从现阶段BIM的技术工具出发，还是从未来的协同管理模式来看，BIM应用推广的趋势都已经不可阻挡。就如同十几年前的互联网一样，基于BIM所引领的市政给排水设计的技术变革和管理变革，也势必会对设计单位和设计人员产生重要的影响。随着信息化数字化时代的到来，5G、物联网、大数据、云计算等新技术都在迅速发展中。5G助力海量数据动态加载，BIM又促进了大数据的积累和多元数据的融合。未来BIM也将搭载这些新技术多维度发力，成为智慧城市建设中的重要环节[5-6]。
参考文献：
[1] 芦峰. BIM技术在市政给排水设计中的应用研究[J]. 现代物业(中旬刊), 2019.
[2] 姜丽. 基于BIM技术的市政给排水管线设计及应用研究[J]. 建材发展导向(下), 2019, 17(008):54-56.
[3] 张剑, 荣益波. 浅谈BIM在市政给排水及道路设计中的运用[J]. 江西建材, 2017(19).
[4] 黎江浩. BIM技术在市政给排水的应用[J]. 建材与装饰, 2017, 000(038):19-20.
[5] 魏来. BIM,信息化,大数据,智慧城市及其他[J]. 城市住宅, 2014(6):14-16.
[6] 胡星辰, 叶旭, 李帅. 基于BIM的智慧城市建设研究[J]. 现代物业(中旬刊), 2019(5).