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摘要:BIM技术是指建筑信息模型技术,有关BIM理论很早以前就在美国提出,该理论的提出主要是为了让一栋楼在设计过程中得到可视化与量化分析效果,从而提高工程建设的整体质量。经过一段时间的发展,BIM技术在我国也得到了广泛运用,并受到了各领域的普遍关注。
关键词:BIM技术;市政工程;发展前景
1BIM技术新理念
BIM技术以三维数字技术为基础,实质是一种建筑信息模型,综合了项目有关信息的信息模式。BIM技术是指以数字化技术作为支撑,借助虚拟的三维模型,给相关工程提供相应信息的工程信息库。信息库中包含各类建筑结构相关信息、空间状态数据等。不管工程处于哪个时期,都涉及BIM技术的应用。为了促进信息共享和交流,BIM技术给项目各建筑方提供了信息交流和共享的平台。
2BIM技术在市政道路设计中的作用
2.1可明确表达设计意图
传统的建筑类设计,因为受到设计人员思维及社会科技水平的限制,大多采用二维设计思维进行设计,二维设计的过程就是将现实中的三维问题放入二维空间进行解决,在此过程中,很多数据容易丢失,最终的设计结果也不能很好地表达设计意图。BIM技术就是一类三维数字化信息模型,三维立体思维模式可以很好地表达设计者的设计意图。另外,该技术还会将设计目标进行划分,设计意图表达的清晰程度与目标划分的细致程度成正相关关系,即划分得越细致,设计意图就表达得越清晰。BIM最为明显的特征就是可以对参数和组件进行自定义,可以清晰地表达各类复杂的问题。BIM对于越为复杂问题的处理,效果越为明显。目前,BIM技术已经应用到一些复杂程度较高的建筑行业或者高端机械制造业。在过去的道路工程中,很少涉及三维空间的应用,工程之间相互借鉴,具有较高的相似度。随着城市发展速度的加快,高架桥互通工程项目数量越来越多,这些工程最为明显的特征就是设计结构十分复杂,而且在给排水工程中也出现了越来越复杂的构造物,二维设计思想不再适用。
2.2具备强大的分析模拟能力
BIM技术最明显的优势是强大的分析能力和模拟能力。在设计阶段就可以对设计成果进行直观的观察,设计者可以通过观察结果对方案进行科学合理的调整,同时针对可预见的问题,提前采取措施加以规避。另外,在设计的过程中,一旦产生问题,也方便设计人员和业主之间进行沟通,使业主清楚设计和实物之间存在一定的差异。为了提高工作效率,很多复杂的工程摒弃二维设计理念,应用三维建模对设计成果进行设计和体验,避免了工程设计大幅度修改的问题。BIM模型属于丰富的信息库,为相关工作提供了精准的数据和专业的分析,最终得到精确的结论,方便施工交底工作高效进。
2.3可精确计算工程量
在传统的设计模式下,在市政道路建设过程中,大多工程量计算都是通过设计人员估算而得,如果地势平坦稳定,一般不会产生较大的误差,但是一旦遇到地形较为复杂的地势,估算结果和实际用量就会产生较大的差异。而在BIM设计模式下,子模块之间的几何数据十分精确,可以对面积、工程量和体积进行精准的计算。针对井类管线工程,可以通过对设计图纸和地形曲线进行分析得到工程量,凭借专业的计算工具确定精准的工程量,不再使用人工录入的方式,所有数据都是程序自动完成,大大降低了误差产生的概率。
2.4可提高协同能力
近年来,随着人民生活水平提高,市政工程项目规模越来越大,其设计难度也与日俱增。在设计过程中,设计人员必须注重设计细节,协同相关专业人士共同完成工作。在设计的过程中,为了充分体现BIM的主要优势,专业协作、内部协作和设计工作的协作缺一不可。在二维设计模式下,设计人员之间的协作大多通过分图层复制粘贴进行实现,虽然很多设计单位设置了协作设计系统,也只应用于较低层次问题的解决,一旦遇到精细的协同问题,就很难进行处理。
3市政工程中BIM设计技术的应用控制实例
3.1城市道路设计运用优化
根据市政道路工程的结构形式差异,设计运用的软件也存在很大差异,即不仅会对设计效果带来影响,还会降低后期施工管理的质量水平。为此,以云南某市政道路工程为例,该工程以往采用的传统的设计方式来表达结构在水平、竖向以及横向位置间的关系,但在结构断面变化剧烈的位置上,仅凭一张横断面图无法清晰表达节点间的关系。而且因横断面与平面图和立面图无对应关系,所以,改进结构断面数据也无法对断面图的表达效果带来影响。为此,道路工程设计人员采用了BIM技术中的AutodeskCivil3D软件,运用于道路与管道设计控制。具体来说,就是运用该软件的模拟道路横断面,来对道路进行设计装配,进而实现结构断面参数化的设计目标[4]。如此,设计人员就可根据不同的宽度对道路断面进行自动调整,进而杜绝三视图关系不符的问题出现。此外,根据工程所处环境进行的设计方案调整,也能准确的计算出结构工程量的变化,继而减少工程量计算的工作量。对于一些碰撞、管道暴雨以及行车检查等不可控的问题,可通过运营阶段的工况模拟,来避免因设计局限而出现不必要的工程变更问题,大幅降低了工程项目的造价。
3.2复杂空间曲线的设计控制
在对城市桥梁工程项目进行设计控制过程中,应在满足结构作用安全稳定性的情况下,提升结构造型的多样化。这是因为,造型的多元性,使其结构轴线线形也呈现出复杂的空间变化趋势。此工程情况下,单一的公式拟合无法满足精度的控制要求,为此,设计人员应采用BIM技术中的CATIA软件来提升设计精度。作为三维设计软件,CATIA是PLM协同软件设计控制的重要组成部分。自以往,CATIA软件主要用于产品设计,并未工程项目的前期建设阶段提供设计、组装、模拟以及分析功能。当将其运用于桥梁设计模块后,能够真正实现工程结构的模块化与参数化设计目标。
3.3供热管线排布设计控制
该类工程的设计控制应将BIM技术运用于空间管线的碰撞上,以使供热工程设计方案的确定具备模拟性、协调性以及可出图性。具体来说,设计人员可从三维实体模型中看见各种供热管道的分布与标高,进而为设计与业主人员提供更为直观的控制依据。在管廊工艺的碰撞方面,BIM技术的三维设计能够以协调性状态协调各专业的沟通交流,以提升供热管线工程运行使用的科学合理性。
4BIM技术的应用前景
4.1BIM创新应用
BIM技术可以融合三维激光扫描技术,完成建筑物扫描,将激光生成的点云处理后,能将其导入至建筑物的设计模型中。除此之外,BIM技术还可以融合激光数字测绘,在古建筑及相关历史文化异常测绘中发挥作用,完成对历史文化遗产的精准复原工作,这在保护历史文化遗产上有着非常重要的现实意义。
4.2BIM与绿色建筑
随着社会经济的快速发展,人们在享受着物质文化生活的同时,其环境问题也逐渐显现出来,保护环境,促进社会的可持续性发展是社会主义核心价值观的重要内容。将BIM技术运用到绿色建筑可持续发展中,能够为其提供相关分析、管理工具,在促进绿色建筑发展创新过程中有着非常大的潜力,更是未来建筑发展的重要方向。BIM技术,可以为绿色建筑在设计中产生的能源消耗、建筑材料设备的计算评估中提供参考,同时,还能根据工程建设的实际情况,科学使用土地及材料设备,从而达到减少噪音,降低污染的作用,并能及时对生态环境作出评估,并提出一套系统、全面的节能降耗,保护环境的方案,为绿色环保建筑的建设提供技术支持。
结束语
BIM技术作为一种新型技术,其应用作用已经得到了各领域的一致认可,它的出现提高了工程设计的整体质量。虽然,目前,该项技术在我国市政领域还未得到广泛运用,但是,随着相关软件的成熟以及BIM标准的出台,市政工程设计人员自身能力的不断提升,BIM技术将会上升到一个更高的台阶。在未来,该项技术必将在我国市政工程设计中广泛运用并取得更好的发展。
参考文献
[1]苏小华,潘家成.浅谈如何推进BIM设计技术在市政工程设计中的应用[J].建材与装饰,2016(23):127-135.
[2]李叶华,王平超,段奕宏.浅析BIM技术在工程设计中的应用及发展前景分析[J].中国新技术新产品,2015(10):234-238.