摘 要：本文以BIM技術(shù)為切入點(diǎn)，闡述了BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)，多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，可提高市政給排水管線設(shè)計(jì)質(zhì)量，基于BIM技術(shù)的以上優(yōu)勢(shì)，結(jié)合某市政工程項(xiàng)目，提出BIM技術(shù)應(yīng)用措施，從而為相關(guān)工作者提供一些參考。

關(guān)鍵詞：市政工程;給排水管線設(shè)計(jì);BIM技術(shù);應(yīng)用

前言：

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，工程建設(shè)形態(tài)、功能、規(guī)模越發(fā)復(fù)雜，使得給排水管線綜合設(shè)計(jì)的難度加大，傳統(tǒng)CAD模式的設(shè)計(jì)方式通過立面圖、平面圖、剖面圖等二維圖紙將設(shè)計(jì)成果展示出來。但是，當(dāng)市政給排水管線復(fù)雜時(shí)，傳遞信息過程中可能產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致實(shí)施設(shè)計(jì)成果出現(xiàn)問題，難以將最終效果展現(xiàn)出來。因此，設(shè)計(jì)人員可利用BIM技術(shù)，整合工程參數(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立三維模型，能夠檢查管線碰撞，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

一、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)在建筑工程中，是以基本構(gòu)件為設(shè)計(jì)元素，有機(jī)組織描述構(gòu)件的材質(zhì)信息、物理特性、幾何數(shù)據(jù)等，形成全方位數(shù)據(jù)庫，將構(gòu)件參數(shù)均存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫內(nèi)，構(gòu)成項(xiàng)目數(shù)據(jù)模型[1]。建筑各參與方均可根據(jù)權(quán)限，插入、編輯、提取、更新模型數(shù)據(jù)庫信息，模型構(gòu)件信息也不是獨(dú)立個(gè)體，互相存在邏輯、空間聯(lián)系，共同構(gòu)成有層次、完整的信息系統(tǒng)。該技術(shù)特點(diǎn)如下：

1.可視化設(shè)計(jì)。BIM能夠?qū)崿F(xiàn)可視化設(shè)計(jì)，特別是給排水系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜的情況下，需要在有限空間內(nèi)布置多種系統(tǒng)管道，還要符合空間要求，利用BIM設(shè)計(jì)，人員能夠直觀查看管道空間情況，完善管件布設(shè)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.協(xié)同設(shè)計(jì)。構(gòu)建BIM模型綜合多個(gè)專業(yè)信息，將各專業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，通過協(xié)同平臺(tái)匯集于BIM模型內(nèi)，任何環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)信息產(chǎn)生變化，僅需要修改模型即可，增強(qiáng)修改關(guān)聯(lián)性，模型也能自動(dòng)生成剖面圖、平面圖。

二、市政給排水管線設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用措施

以某給排水管道工程為例，管線長度是1068m，為政府投資，處于交通要道，僅能夜間施工，增加了設(shè)計(jì)和施工難度，加上施工處于中心城區(qū)，管道連接用戶較多，必須做好設(shè)計(jì)工作，以免管線互相碰撞，提高施工難度與造價(jià)。

1.項(xiàng)目準(zhǔn)備工作

該項(xiàng)目作為區(qū)域最大社區(qū)，涉及地下管線包含7種管線和5個(gè)專業(yè)，即污水管線、給水管線、燃?xì)夤芫€、通信管線、雨水管線、電力管線及工業(yè)管線。實(shí)際工程中，給排水設(shè)計(jì)部包括工業(yè)管線與燃?xì)夤芫€，故項(xiàng)目準(zhǔn)備僅考察剩余管線情況。BIM建?？赏ㄟ^族制作方式，構(gòu)建工程每個(gè)模型，也能建立非標(biāo)準(zhǔn)件模型，在給排水管線設(shè)計(jì)中，使用Revit軟件構(gòu)建BIM三維模型，首先創(chuàng)建MEP項(xiàng)目，選擇合適的樣板文件，設(shè)置度量單位等，利用軟件協(xié)同功能，讀取給水管線、污水管線、雨水管線等數(shù)據(jù)，作為設(shè)計(jì)起點(diǎn)。設(shè)計(jì)師將BIM模型鏈接至MEP文件，保證BIM模型信息變更后，能夠自動(dòng)更新鏈接模型，使得設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)看到關(guān)鍵圖元被修改、移動(dòng)或刪除，加強(qiáng)協(xié)同設(shè)計(jì)[2]。通過本地文件編輯，能夠?qū)⒏膬?nèi)容上傳至中心文件，實(shí)現(xiàn)內(nèi)容自動(dòng)變更，未獲得修改權(quán)限，則不能直接修改圖元，設(shè)計(jì)師彼此也能查看工作進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)給排水管道的協(xié)同設(shè)計(jì)。

2.建立系統(tǒng)模型

市政給排水管網(wǎng)布管原則是有壓管讓無壓管、小口徑讓大口徑，建模中按照工程CAD圖紙，構(gòu)建排水管網(wǎng)細(xì)節(jié)模型，從建立管網(wǎng)至每種管道附屬構(gòu)筑物，均需按照?qǐng)D集和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制作。該項(xiàng)目中，主要考慮污水管網(wǎng)和雨水管網(wǎng)關(guān)系，且城區(qū)排水體制是雨污合流機(jī)制，雨水管接入污水管排放，污水管作為排水系統(tǒng)主體，所以建立模型需先構(gòu)建污水管網(wǎng)，以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建雨水管網(wǎng)模型。建模過程中，管線走向需嚴(yán)格參考CAD圖紙，根據(jù)不同類型管線實(shí)現(xiàn)分開建立，管線由于走向不同，附屬構(gòu)筑物僅能還原實(shí)地，故構(gòu)建附屬構(gòu)筑物時(shí)，無需設(shè)置“連接件”，也無需參與碰撞檢測(cè)環(huán)節(jié)。建模流程以CAD二維管線平面圖作為底圖，導(dǎo)入Revit內(nèi)，構(gòu)建三維模型，需要將管件、管道等構(gòu)件，加載至軟件內(nèi)，編輯相應(yīng)參數(shù)，通過合理設(shè)置構(gòu)件參數(shù)，可減少調(diào)整管線的工作次數(shù)，提高設(shè)計(jì)效率。

市政CAD管線平面圖，淺藍(lán)色是污水管線，深藍(lán)色是給水管線、黃色是雨水管線、綠色是通信管線、紅色是電力管線，每個(gè)管線節(jié)點(diǎn)均有標(biāo)號(hào)，管線標(biāo)高集成表內(nèi)，能夠查詢管道端部數(shù)據(jù)及標(biāo)高。由于該工程設(shè)計(jì)范圍大，區(qū)域廣泛，Revit軟件文件導(dǎo)入幾何圖元范圍廣泛，圖形可靠性降低，需拆分平面總圖為若干分圖導(dǎo)入，完成繪制。構(gòu)建三維模型需選擇相對(duì)標(biāo)高基準(zhǔn)面，Revit軟件由于無匹配市政工程的標(biāo)高模板，故將平面標(biāo)高±0.00定位線管線起始端作為基準(zhǔn)標(biāo)高，以此完成管道繪制，根據(jù)建模順序，構(gòu)建污水管網(wǎng)、雨水管網(wǎng)、給水管網(wǎng)模型，按照管道兩端標(biāo)高完成管線繪制，坡度則根據(jù)兩端管線相對(duì)高度自動(dòng)生成。而檢查井附屬構(gòu)筑物建立模型，根據(jù)《市政排水管道工程及附屬設(shè)施》，結(jié)合不同管徑需要的尺寸制作[3]。在軟件立面窗口設(shè)計(jì)，能夠準(zhǔn)確、直觀的確定管道相對(duì)空間位置，設(shè)計(jì)人員也能多角度觀察管道布設(shè)的合理性。

3.管線碰撞檢查

設(shè)計(jì)人員使用Revit軟件設(shè)計(jì)給排水管道BIM模型后，需要綜合給排水管線，尋找管線、設(shè)備碰撞問題并加以調(diào)整，也能對(duì)局部管線復(fù)雜錯(cuò)誤情況，提供技術(shù)指導(dǎo)，減少變更設(shè)計(jì)與后期返工，節(jié)約施工成本。檢查過程中，有多專業(yè)管線碰撞檢測(cè)與單類管線碰撞檢測(cè)模式，前者是指污水管與雨水管碰撞檢查，后者是指污水管、雨水管碰撞檢查2種。技術(shù)性碰撞是實(shí)際操作和設(shè)計(jì)之間存在矛盾，圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)實(shí)際操作難以達(dá)到，例如預(yù)裝空間不足，儀器難以進(jìn)入狹小空間等，需增加預(yù)留空間。而細(xì)節(jié)性碰撞，則是根據(jù)BIM詳圖以模型圖元構(gòu)件為檢測(cè)對(duì)象，通過數(shù)學(xué)方程描述圖元構(gòu)件輪廓，調(diào)動(dòng)函數(shù)求解，有解表示管線存在碰撞，設(shè)計(jì)人員需合理調(diào)整，遵循小管避讓大管、壓力管避讓重力管，有效解決管線碰撞問題。

總結(jié)：綜上所述，建筑領(lǐng)域中BIM技術(shù)作用愈發(fā)重要，將其用于市政給排水設(shè)計(jì)中，能夠構(gòu)建三維模型，有助于設(shè)計(jì)人員高效、準(zhǔn)確的進(jìn)行管線規(guī)劃，提高管線設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)人員需結(jié)合實(shí)際，從項(xiàng)目準(zhǔn)備工作、建立系統(tǒng)模型、管線碰撞檢查這幾方面出發(fā)，合理利用BIM技術(shù)，順利完成管線設(shè)計(jì)，節(jié)約建設(shè)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙建偉，鄒婷婷.BIM技術(shù)在市政給排水管線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探索[J].居業(yè)，2021（11）：9-10.

[2]姜麗.基于BIM技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2019，17（16）：54-56.

[3]徐敏.基于BIM技術(shù)的市政給排水管線設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[J].甘肅科技縱橫，2021， 50（10）：4.

作者簡介：王宏波（1995.05—），性別：男，民族：漢，籍貫：陜西咸陽，學(xué)歷：碩士，職稱：助理工程師，研究方向：市政給排水。