市政設計企業的BIM技術應用探究

吳珂

摘 要：目前，中國市政設計領域從 2D 向 3D 的過渡和升級已成為必然趨勢，基于先進 3D 設計軟件的 BIM 正帶來一場設計領域的革命。但是 BIM 在中國的發展并非一帆風順，如何真正利用 BIM 提升設計企業的核心技術、服務價值及綜合競爭力，成為國內各大市政設計企業面臨的一大課題。

關鍵詞：BIM；市政設計；競爭力

1 BIM 與市政工程

市政工程是指城市建設中的各種公共交通設施、給水、排水、燃氣、城市防洪、環境衛生及明等基礎設施建設，是城市生存和發展必不可少的物質基礎，是提高人民生活水平和對外開放的基本條件。

建設工程行業是世界上最古老的行業之一，市政工程是其中的一個子項，從原始人找到適合居住的洞穴開始，人類就有了建筑情節。隨著時代的發展，建設工程體量越來越大，功能越來越多，造型越來越豐富，包含的信息量呈現幾何級增長。但是建設技術與管理手段卻沒有跟上時代發展的腳步。如今，建筑業或許是最不經濟、最不節能、最不環保的行業之一，錯漏、浪費、返工、延誤是常見現象。美國權威機構的統計數據表明，建設工程行業在 2008年至少有 57% 的工作是屬于無價值的[1]。BIM 能提高設計質量，節省工程開支，縮短工期，提升運營維護，改進工程的設計、建造、運維各個階段，使各階段之間的信息傳遞與集成更順暢。BIM 的成功應用，將直接促進建設工程行業領域的變革與發展。市政工程屬于建設工程中較為特殊的一種，具有以下特點 ：工程體量大，投資高，專業多，周期長，對周邊環境影響大，施工組織復雜，工程目標要求高，事關國計民生。BIM 的特性契合市政工程項目的特點，能達到提升項目的設計質量，提升項目的執行計劃控制管理（工程量、材料與造價等的投資控制管理），提升項目的建造效率與安全及提升項目運維管理的經濟性與安全性。

2 國內外 BIM 發展現狀

2.1 國外 BIM 發展現狀

BIM 的實踐最初由芬蘭、挪威、新加坡等幾個國家主導，隨后以美國為首的歐美發達國家緊跟上來。發展至今，美國大多建筑項目都已應用BIM，且種類繁多，成為行業領頭羊。英國、日本、澳大利亞、中國香港等發達國家與地區的 BIM應用水平跟美國還存在差距[3]。美國內務管理局（GSA）為探索 BIM 相關技術在工程技術行業的發展，規范和引導 BIM 在實際項目的應用，推出國家 3D-4D-BIM 計劃。在實際建筑項目中挑選一些作為 BIM 試點項目，探索和驗證 BIM 應用的模式、規則及流程等一整套全建筑生命周期的解決方案。并且從 2007 以來，對采用 BIM 技術的項目承包方，根據應用程度的不同，給于不同程度的資金資助。政策的正確引導取得立竿見影的成效，美國形成各種 BIM 協會與 BIM 標準，保護行業利益，規范行業發展。

2.2 國內 BIM 發展現狀

在我國，BIM 起步較晚，前期推廣和應用程度不夠廣泛，近幾年在施工、設計等領域逐步開始得到應用。最初，我國 BIM 只是應用于一些大規模標志性項目當中，比如北京奧運會、上海世博會、上海中心、迪斯尼地鐵線等項目。目前，雖然已有政府部門、大型開發商、施工企業愿意在項目中嘗試，但是相對中國這個全球最大的建筑市場來說，BIM 發展推廣仍然“路漫漫其修遠兮”。從技術上達到相當程度并不難，但要貫徹到整個產業鏈，尚需時日。

我國政府部門對 BIM 的推廣應用非常重視，在“十二五”期間，住建部印發《2011-2015 年建筑業信息化發展綱要》，明確提出加快建筑信息模型、基于網絡的協同工作等新技術在工程中的應用，推動信息化標準建設。我國的國家 BIM 標準與規范的編制工作也已經啟動，北京、上海等BIM 發展前沿地區紛紛啟動地方標準的編制工作。目前上海市已出臺《關于本市推進建筑信息模型技術應用指導意見》，意見指出，到 2017 年，上海市規模及以上政府投資工程全部應用 BIM 技術。隨著國家相關政策的出臺以及有關部門的支持與引導，BIM 技術必然會得到快速發展，進而被應用到更加廣泛的領域。

3 市政工程 BIM 發展的問題

BIM 能夠給建設行業帶來的好處已得到國外同行的實踐證實。但是中國市政行業 BIM 的發展卻比較滯后，不僅落后于國際先進水平，也遠落后于國內工民建設計行業。經分析，主要由以下幾點阻礙 BIM 在中國市政設計行業的發展。

1）現有 2D 設計所帶來的不足，已被當前產業和市場容忍。比如，施工人力成本和場地成本較低 ；由于設計缺陷所造成的工程問題解決成本相對較低 ；國內目前的基礎設施建設大潮，各大市政設計院項目充足，沒有時間也沒有必要進行 BIM 軟件的培訓 ；同時 3D 設計的收益和成本未被合理地評估或未被市場認可。

2）主流的 BIM 軟件掌握較為復雜，設計師和工程師要付出很高的學習成本才能夠掌握這一新的設計手段，它要求設計師不但熟悉軟件本身的功能，還要將設計理念進行全新的轉變。設計企業里有經驗的相關設計師學習意愿不強烈，也阻礙國內BIM 的實施。

4 BIM 發展方向

BIM 作為一種新興技術，能為業主、設計、施工企業帶來巨大價值，能夠提升企業核心競爭力。未來市政領域 BIM 發展主要體現在以下幾個方面。

1）工程方案階段。在項目投資決策階段，對確定合理的項目方案至關重要。BIM 模型能通過3D 方式展現，根據新項目方案特點，能快速形成不同方案的模型，能自動計算不同方案的工程量、造價等指標數據，直觀方便地進行方案比選，有利于建設單位能更好地作出正確選擇。

2）工程設計階段。對于市政項目的道路、管線、橋梁等進行設計時，BIM 可對現有構筑物進行信息化處理，在此基礎上能進行多人、多專業協同市政設計。BIM 技術能對現有構筑物進行可視化顯示，對設計管線與現狀地下管線進行碰撞檢查，對新建構筑物與現狀管線、構筑物進行碰撞檢測以及相鄰構筑物距離的判斷，在布置與調整位置的同時能獲取道路、管線以及工程量等相關信息，以便隨時查看、比較設計成果。

3）工程招標階段。建設單位或造價咨詢單位可根據設計單位提供的 BIM 模型快速抽調本項目的工程量清單，有效避免漏項和錯算等情況，最大限度減少設計階段因工程量問題而產生糾紛。同時投標單位也可根據 BIM 模型快速獲取工程量，并與招標文件工程量清單比較，制訂出最佳的投標方案。

5 結語

中國市政設計領域已實現從紙筆到電腦 2D 的飛躍。目前，2D 向 3D 的過渡和升級已成為該領域新的發展趨勢，基于 BIM 技術無法比擬的優勢，現今 BIM 已被越來越多的專家學者應用在各式各樣的項目中，雖然 BIM 在發展推廣過程中還存在很多問題，但在政府、行業協會、軟件開發企業、設計院和開發商等共同參與、大力推動下，BIM 將為中國的工程建設行業及相關企業帶來更大的價值，市政設計企業的 BIM 推廣應用也會得到快速發展。

參考文獻

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[2] 何關培.BIM總論[M].北京 ： 中國建筑工業出版社 ，2011.

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[4] 劉文廣，牟培超，黃銘豐.BIM 應用基礎 [M]. 上海 ： 同濟大學出版社 ，2013.

[5] 清華大學BIM課題組，互聯立方公司BIM課題組.設計企業BIM實施標準指南[M].北京：中國建筑工業出版社 ，2013.

[6] 劉晴，王建平.基于BIM技術的建設工程生命周期管理研究[J].土木建筑工程信息技術，2010（3）：40-45.

[7] 程琳.BIM 在市政工程全壽命管理中的作用[J]. 建筑工程技術與設計，014（15）：351，533.