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市政给排水工程设计中BIM技术的智能化应用

2025-05-27 55 上传者：管理员

摘要：随着我国市政给排水工程建设数量的增加，为合理进行给排水管道布局，打造更具经济性、技术性的给排水系统，必须尽快创新设计方式。文章主要研究了市政给排水工程设计中BIM技术的智能化应?方法，在掌握技术概念的基础上，分析了传统市政给排水工程设计的弊端，同时，强调了建立管网模型、管线设计出图、管线碰撞检查、模拟施工、构建全生命周期运维管理的技术应?路径，有助于充分发挥BIM技术的应?价值，显著增强市政给排水工程设计方案的可行性，为后续工程顺利建设奠定良好基础。

关键词：
BIM技术
城市环境
市政给排水
市政给排水系统
智能化
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1、引言

在新形势下,传统市政给排水系统凸显出诸多弊端,严重影响群众正常生活｡随着科学技术水平的不断提升,行业内不断衍生出新工艺与新技术,有效提升了市政给排水工程建设效率与质量｡尤其是BIM技术的应⽤,这种全新的工程设计模式能够显著增强给排水设计方案的可行性,推动工程顺利建设｡

2、市政给排水工程传统设计弊端

市政给排水工程作为城市基础设施中的核心要素,直接关系着市民的生活品质和城市环境的整体卫生状况｡为提升城市防洪排涝水平､提升水资源利⽤率,做好市政给排水工程设计工作尤为重要｡

一直以来,传统工程设计过程中存在很多问题,大大影响了市政给排水工程效能的发挥,也不利于城市的健康发展｡具体分析主要体现在以下几方面｡一是传统设计前瞻性不足｡以水量预测与水平衡分析为例,部分设计师延续工作经验,单纯以简化模型为基础开展工作,未能灵活融入新技术,从而无法精准判断⽤户的⽤水行为,造成设计结果难以反映实际需求,出现了水资源分配不均､排水能力不足等问题｡尤其在面对外界恶劣的天气环境方面,传统设计的排水系统,无法应对突发的强降雨､暴雪等天气,造成了城市内涝,不利于广大居民的正常生活｡二是管道布局与材料选择不合理｡原有市政给排水管道设计中,有关单位过于看重设计成本,忽视了管道耐久性与维护便利性,使长期使⽤的老旧管道材料出现腐蚀､破损等问题,不仅大大增加了维护成本,还会导致水质污染｡同时,由于管道布局不合理,造成部分区域管道密度不足,排水不畅,而某些区域又管道冗余过大,严重浪费了资源｡三是无法有效应对突发事件｡由于各地自然环境存在差异,在城市给排水系统运行中,一些地方极易出现爆管､污染､泄洪等一系列突发事件｡传统设计方式难以充分预见突发事件,再加上缺少完善的应对体系,显著增加了应对突发事件的难度｡比如,在管道材质选择､施工质量控制,以及档案管理等方面存在漏洞,导致爆管事件频发;在处理污染问题时,传统设计的排水系统往往难以迅速切断污染源､防止污染扩散｡四是与其他城市基础设施的协调方面存在问题｡市政给排水工程作为独立体系,也与城市道路､建筑､环保等有着紧密联系｡但是,传统工程设计难以很好处理这些领域间的关系,影响了给排水系统与其他基础设施之间的布局,不利于系统的稳定运行,甚至还会弱化整个城市的功能｡

针对上述市政给排水工程设计中存在的问题,设计师必须与时俱进,尽快创新传统设计模式,根据工程施工现况科学应⽤BIM技术,通过先进技术进行三维建模与信息集成,进而提升设计的前瞻性｡同时,还应当采⽤耐腐蚀､抗压性能强的新型管道材料,延长管道使⽤寿命｡加强与其他城市基础设施的协调配合,实现资源共享和优势互补｡建立完善的突发事件应对机制,提高给排水系统的安全性和可靠性｡集成多种实践措施有助于给排水工程设计创新,且助力城市的稳定发展[1]｡

3、BIM技术概述

首先,市政给排水工程设计中应⽤BIM技术,实现了从二维图纸到三维模型的跨越｡传统二维设计模式无法清楚展现管道布局与设备配置等多元化参数,BIM技术能够构建三维模型,使设计师可以从多个角度审视设计细节,更容易找出潜在设计矛盾｡BIM技术可视化特点有效提升了给排水工程设计质量,且充分缩短了设计周期｡其次,市政给排水工程设计中包括管道尺寸､材料､流量等多元化信息,设计师采⽤BIM技术可以整合到同一个模型中,便于设计团队实时访问与更新数据,避免了信息孤岛与重复劳动｡同时,BIM模型还能够无缝对接施工､运维等环节,实现了工程全生命周期的信息管理目标｡最后,BIM技术具有强大模拟与分析功能,可以精准模拟给排水系统运行全过程,帮助设计师提前预测系统的使⽤状态,以便灵活调整设计方案,进而为后续给排水系统运维管理提供强大的数据支持[2]｡

4、市政给排水工程设计中BIM技术的智能化应用路径

4.1建立管网模型

当前,在市政给排水工程项目前期规划设计过程中,应当采⽤BIM技术创建完善的管网模型｡建模时,要求设计人员系统划分出类型,以其中管线设计为例,需根据实际情况灵活选择适合的设计软件,先确定机械模板,⽤于后续项目管道类型的划分,基于管道类型建立基准设计的管道系统｡市政给排水项目中主要包括污水管､给水管､雨水管等多种类型,由于各类管道使⽤途径不同,设计师应提前明确各类管道的材质与⽤途,合理区分并做好标记,以精准统计管道数量｡完成上述环节后正式建立模型,结合阀门､管件等特性采⽤合适的建模手段,然后在BIM系统中标记所有管道的高度与部位｡

将市政给排水工程的所有数据输入平台中辅助建模｡首先,要求设计师与施工人员保持密切联系,科学规划多个给排水模块,有序编辑所有关联信息,为后续管线设计调整奠定良好基础｡随后,根据工程施工现况,对平台中的所有给排水设计事项设定权限｡其次,要求设计师简化设计流程,合理分配各个设计节点,明确各环节的设计重难点｡通过BIM技术集成合同类型的项目文件,评估出给排水等管道的使⽤要求,创建相应模型｡之后,设计师编辑､录入与加载内容时,可以选⽤Revit软件,过程中应当确定最佳的管道设计文件格式,全部输入数据库中｡引导现场人员通过软件中的“类型属性”窗口,在高效布设管道的基础上做好文件的命名｡最后,建立市政给排水工程管网模型,由于CAD软件与Revit技术部分数据交叉,为防止影响整个工程设计效果,设计师严禁同时采⽤两种手段,需集成管件类型､管线布设规范,严格按照现有行业要求布设管线[3]｡

4.2管线设计出图

BIM技术具有强大的出图功能,能够迅速集成所有关键信息,快速出图｡在市政给排水工程前期设计中,设计师可在打印设计方案后,根据相关数据进行BIM系统在线编辑与修改,进一步完善设计细节,以增强设计方案的适⽤性与安全性｡此外,针对市政给排水附属构筑物结构的复杂性,不合理的管线布设方式势必影响管线施工效率,这就要求设计师采⽤BIM技术,提前建立构筑物的虚拟模型,将所有信息整合到模型后不断精益求精,由此确定最佳的实践方案｡

4.3管线碰撞检查

市政给排水工程涉及多个给水管道与排水管道,不科学的布设势必会增加管道冲突概率,大幅提升管网运行危机率｡针对这一情况,设计师需采⽤BIM技术实施给排水管线碰撞检查｡实践中,以“层”为单元,通过BIM技术集成各类给排水专业,在Revit软件中导出Navsworks模型,自动完成碰撞检测与分析后得出报告,从报告中可以直接确定碰撞部位,直观的检测结果有助于设计师迅速调整设计方案｡然后,在Navsworks中细致检查,以消除所有给排水管线碰撞点｡使⽤Navsworks模型与Revit软件可以全面检查给排水管网情况,及时找出并处理潜在矛盾｡若确定其中的某一个错误,只需要在模型中点击一个冲突构件便可以进行修改,软件可以遵循大管､主干管为主､小管分支管其次,小工程量让大工程量的原则｡基于BIM软件开展的给排水管网碰撞检查,通过多次修改能够确保管线布设方案更加可行,有效降低了后续管线施工中的冲突概率｡例如,某市政给排水工程设计,设计师采⽤BIM技术集成多个专业模型,从中找出了90个主碰撞矛盾,迅速调整后运⽤虚拟漫游处理了所有碰撞点,从而制定了最佳的设计方案[4]｡

4.4模拟施工

BIM技术具有模拟功能,在市政给排水工程设计中能够同步完成模拟,辅助设计师提前找出潜在设计隐患,充分优化｡随着我国市政建设行业的不断发展,大型给排水工程增加了施工难度,虽然前期已经制定了设计方案,然而,在现场环境的影响下,还会引发各种问题｡因此,给排水工程中可以采⽤BIM技术模拟施工过程,通过其模拟性､可视化等特点,真实还原设计方案的实践过程,提前找出并处理安全､质量等问题｡BIM技术的施工模拟功能能够按照模拟过程,优化调整施工流程,一方面可以有效调整施工细节,另一方面也能够高效利⽤各类施工资源,从而提升施工单位的整体利益｡

4.5建构物全生命周期运维管理

①运维设施维护管理｡设计师建立的BIM模型,能够帮助运维团队清楚掌握给排水系统中管道走向､设备配置,以及具体的连接形式,既高效推动了日常巡检工作,也可以及时找出并处理各种问题,以免信息沟通不畅造成巨大的损失｡②设备应急管理｡市政给排水工程长期运营中,由于管道爆裂､设备故障等,严重影响了单位的经济效益｡而BIM模型通过迅速生成应急响应计划,能够指导现场人员妥善应对,减弱了紧急情况的严重性,以免危及市区居民的正常生活｡同时,还可以模拟各种情境下应急响应过程的技术,运维团队可以利⽤模型进行预案优化,大幅提升了应急响应的效率｡③系统运营优化评估｡BIM模型能够全天性监测并分析给排水工程的运行参数,根据系统运行状态制定切实可行的优化方案,一方面能够确保给排水系统始终高效运行,另一方面也能够控制能源消耗量与运营成本,推动市政给排水行业可持续发展[5]｡

5、结语

综上所述,为满足市政给排水工程设计要求,设计师必须尽快创新设计模式,根据工程现况合理使⽤BIM技术,充分发挥其模拟性､可视化､协调性等特点,提高给排水设计质量,从而保障后续施工工作顺利开展｡

参考文献:

[1]狄传纲.顶管技术在市政给排水施工中的应⽤——以通沪大道管道迁改工程为例[J].江西建材,2022(6):205-206+211.

[2]徐志标,张梓豪.基于控制性详细规划的市政给排水设施规划研究——以中山市为例[J].工程建设与设计,2021(6):64-66.

[3]张玺.市政给排水管线设计中BIM技术的应⽤探讨[J].科技创新与应⽤,2022,12(27):185-188.

[4]吴静.BIM技术在市政道路给排水设计中的应⽤[J].四川建材,2022,(48):213-214+219.

[5]罗惠云,张宁,邓京楠.市政给排水工程设计标准化研究[J].中国给水排水,2022,38(6):67-71.

文章来源:索昱,王鑫.市政给排水工程设计中BIM技术的智能化应用[J].智能建筑与智慧城市,2025,(05):95-97.