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水利工程设计应用BIM技术的思考

2016-04-12 10:13 来源:学术参考网 作者:未知

  工程建设行业是国民经济的重要组成部分,而工程设计则是工程建设领域的核心之一。二十世纪中后叶,借助计算机技术的快速发展,CAD技术异军突起,以秋风扫落叶的气势席卷全球,结束了工程师手工绘图的时代,甩掉图板,将工程图纸转变为计算机中可传递、共享的2D数据,极大地提高了工程设计质量和效率,大大缩短了设计周期,可以说这是发生在二十世纪工程建设领域的一场技术革命。BIM建筑信息模型)是以三维数字技术为基础,在传统CAD基础上发展起来的一种多维模型信息集成技术,是工程项目参与方实施项目规划、设计、建造和管理的一种全新方法和工具。BIM技术能够关联和包含工程建设项目从规划、设计、施工、运维等全生命周期的各项相关信息数据,并通过数字信息仿真模拟工程项目各阶段实时状态,为工程决策、设计、建造及运维提供数据支持。

 

  新阶段,随着数字城市、数字地球等新概念的推行,以三维模型为载体的BIM技术势必成为二十一世纪工程建设领域的风向标,一场工程建设领域的新的技术革命已经袭来。我国建筑领域已经开展了BIM技术的应用,并取得显著成绩,水利工程行业作为工程建设领域的重要分支也应及时跟进,研究、推广应用。

 

  2BIM技术的全生命周期应用

 

  以CAD技术为代表的二维图纸作为产业链各参与方信息传递、沟通的载体,其使用已逾百年,对促进社会生产力和工程建设领域的发展立下了汗马功劳。然而,不可否认,随着建设项目日益复杂化和工程建设人员的素质的参差不齐,在工程建设周期很紧的情况下,设计、施工、运维过程中产生错误的概率极高,这些错误不仅影响项目质量、周期,同时也影响工程造价。

 

  BIM技术采用从摇篮到坟墓的全生命期服务设计理念,将工程项目的规划、设计、施工和运维作为一个整体通盘考虑,不仅可以提供CAD二维图档,同时能够提供全信息化、参数化、可视化的三维实体模型,工程项目的各参与方在项目的不同设计、建造阶段,根据当前阶段设计、建造深度和管理要求,分别完善和上传模型数据,项目模型始终处于实时动态更新中,从源头上杜绝了设计变更、施工变更等带来的误差,提高设计质量和效益。项目的不同参与方可以借助BIM实现以下功能:

 

  (1)建设单位

 

  该阶段包括建设项目的研究、策划与规划等环节。借助BIM技术,建设单位在项目执行前提出经济、社会、环境效益最大化的方案,并实现项目概念方案;完成规划方案分析;动态模拟项目开发成本、质量、进度等。

 

  (2)设计单位

 

  建立项目三维信息模型,方便相关各方理解、评价设计意图、提升设计质量和效率,并实现项目参数化设计;实现可视化协同设计与模型碰撞检查,减少设计冲突与误差,缩短设计周期;提前模拟建设项目各种工况,如施工流程模拟、舒适度分析、日照效果模拟、水流流态模拟等。

 

  (3)施工单位

 

  借助设计阶段提供的信息化实体模型,实现工程算量、成本核算的精确化,提升施工质量与效率,减少施工环节人力资源、物质资源的浪费,节约成本,并实现实时更新和选择施工材料的造价参数,生成造价清单;模拟设计工程施工场地,提高施工场地运行效率,指导关键施工过程;为工程构、配件的预制提供精准的几何、物理设计参数。

 

  (4)运维管理单位

 

  建设项目竣工后,管理/物业单位希望项目的各种设施处于安全和高效运行状态,实现经济利益最大化,该阶段可以利用BIM技术建立完备、准确的设备状态信息库,便于管理;掌控项目不同工况条件下的运行状态;实现空间、资产管理优化,提高效率和资产收益,实现增值。

 

  3BIM技术与水利工程设计

 

  3.1应用BIM技术的优势

 

  设计单位应用BIM技术就是为了更好的迎合市场和经营的需求,在激烈的市场竞争中赢得商机,取得建设项目的设计任务并出色地完成设计任务。实际上,BIM技术就是借助RevitBently等三维设计软件,建立一个赋含各类参数的项目参数化、可视化三维模型,为建设项目全生命周期应用BIM技术打下坚实基础,设计单位应用BIM技术的优势如下:

 

  (1)提高设计效率,争得方案设计主动权

 

  项目方案设计阶段即讲求经济性同时又强调时效性,可以借助BIM技术的体量、族等设计手段快速、准确地生成项目简易模型,并借助BIM技术的环境设置工具,生成不同方案的环境构型、漫游体验、三维展示等表达手段,即时、高效、怏捷地表达设计理念,提高效率,在方案规划阶段就争得建设单位的青睐,从而取得方案设计的主动权。

 

  (2)调整设计工作重心

 

  根据相关调查研究显示,建设项目传统CAD二维平面设计工作的重心在施工图阶段,一般占整个建设项目设计工作量的50%以上,且由于项建书、工可及初步设计阶段设计工作的协同程度较低,往往导致施工图阶段变更频出、预算不平衡等。BIM技术则与传统CAD二维平面设计过程相反,它将设计关口前移,使得工可、初设阶段的工作量比重上升,在减轻施工图阶段工作量的同时,提高了设计精度和质量,回归了设计工作的本来面目。

 

  (3)整合资源,协同创新

 

  传统CAD二维平面设计也可以实现不同专业间的协同设计,但是其协同程度亦被限制在二维平面,作为外部参照的外专业图纸仍以平面图纸的形式进行协同,智能化程度较低。BIM技术层面的协同设计,是以各专业协同建立的三维可视化模型为基础的协同设计,各项目参与方可以实时向数据库上传设计计划、参数数据等,数据库将实时更新,将最新的设计成果以三维模型的形式整合、呈现在每一位设计人员面前,实现真正意义上的所见即所得,无缝协同,整合资源,极大地提高设计质量,减少设计误差。

 

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  (4)提高企业的市场竞争力

 

BIM技术作为一种全新的设计理念和应用技术,涉及工程建设领域规划、设计、建造、运维等一系列创新和变革,是未来工程建设领域信息化的又一次技术革命。设计企业作为工程建设领域的中坚力量,其信息化技术水平决定着企业参与日益激烈的市场竞争的能力,设计企业推广和应用BIM技术不仅能大幅度提升企业自身信息化水平,响应国家和地方对数字城市规划和建设的需求,同时能缩短设计周期,减少设计误差,进一步提升设计质量,增强企业竞争力。

 

3.2应用BIM技术的认识误区

 

  BIM技术在国外的应用程度已较高,在国内越来越多的设计、施工、运维和建设单位已经或者开始使用BIM技术。然而在一些尚未开始应用BIM技术的企业,普遍存在着以下一些认识的误区或者障碍。

 

  首先,一些企业的决策者认为BIM技术尚在推广阶段,投人资金、人力资源推广和应用BIM技术能否给企业带来应有的效益和利润。绕开具体的统计数据,单从BIM技术能够有效规避设计错误,缩短设计变更时限,提高设计效率和企业竞争力的角度看,BIM技术作为一场技术革命,将造成行业内企业间的较大差异,而这种差异本身就蕴含着巨大的商业价值。

 

  其次,一些企业认为BIM技术的推广与应用是政府和建设单位的事情,事实已经证明,BIM技术的特点之一就是能够有效规避设计过程中人为误差与错误,将技术误差和错误降低到最低限度,进而提升整体设计质量,提升设计单位美誉度,放大品牌效益,企业在投人资金和人力资源应用BIM技术盈利的同时,已然促进了BIM技术的推广和应用,~'举多得。

 

  再次,一些企业和设计人员担心BIM的人才团队、实施环境相对不成熟。不错,如果紧盯理想的BIM目标,那么很难实现人才团队和实施环境的成熟,但如果从企业和行业发展的角度看,已是迫在眉睫。从目前国内推广和应用BIM技术的工程案例、市场成熟度、软件等方面看,已具备推广和应用BIM技术的基础条件。

 

  最后,一些企业持观望态度,认为现在尚不是应用BIM技术的时候。其实,目前国内市场无论从软件、硬件还是市场认可度方面都已经具备了应用BIM技术的条件,唯一要做的就是打消疑虑,以实际工程为抓手,通过项目实际锻炼和提升企业BIM团队,用真实的设计体验、充分的盈利能力和设计质量去赢得市场,开展BIM技术设计就在当下。

 

  3.3水利工程与BIM

 

  根据水利工程建设项目自身特点和行业现状,水利工程设计应用BIM技术应从专业和行业两个层次统筹考虑,逐步推进。

 

  (1)转变思维方式,明确认识方向

 

  要充分认识到BIM技术在我国的推广与应用存在不平衡性,住宅、公寓等建筑行业BIM技术应用程度较高,相应的软件、规范、团队建设等基础条件已经初具规模,而水利工程行业的BIM技术应用尚处探索应用阶段,实际应用典型案例较少,其在配套软件开发、技术标准研究方面尚存差距。同时要明确认识方向,转变传统CAD平面制图的思维模式,向所见即所得的三维设计思维转换,尽快完成思想认识上的转变。

 

  (2)组建BIM团队,敢于创新

 

  在市场调研的基础上,选择适合水利工程BIM设计软件,以具体项目为背景组建企业BIM团队,通过项目锻炼和成长BIM团队,通过项目普及和引进三维设计理念,带动企业员工转变设计认识水平。做好规划、制定计划、明确目标,借鉴相关专业建筑信息模型设计思想,尽早启动企业BIM技术工作。

 

  (3)推广应用,实现转型

 

  在企业BIM团队工作的基础上逐步推开,按照建立3D可视化模型信息共享方案优化上下游服务的顺序,逐步实现企业BIM战略转型。

 

  (4)完善制度,规范设计

 

  逐步积累、总结BIM技术设计经验与教训。分析汇总项目推进过程中的技术优缺点,制定严格的内控制度,规范设计行为,为精品工程保驾护航。

 

  (5)紧盯行业动态,完成对接

 

  紧跟BIM技术研究与应用动态,积极参与制定水利工程行业BIM技术地方标准,实现与其它专业的无缝对接,成为数字城市的重要组成部分。

 

  4小结

 

  BIM技术作为一种全新的设计理念和应用技术,不仅是对现有设计手段的变革和更新,更是对传统生产组织模式和管理方式的变革,将改变从事设计、建造、加工、施工等相关各个环节人员的思维方式,对整个工程建设领域都将产生深远的影响。对于水利工程设计企业而言,BIM技术的推广与应用尤显急迫急是企业未雨绸缪的需求,是企业积极推进需求。

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