基于 BIM技术的城市街道设计探讨

基于 BIM技术的城市街道设计探讨

杨明珠

武汉市规划设计有限公司 湖北武汉 430014

摘要：本文基于BIM技术在城市街道设计中的应用发展，研究了BIM技术在城市街道设计中的应用，分析了基于BIM技术的街道设计特点，总结了BIM技术在城市街道设计中的重要意义。

关键词：BIM技术；城市街道；设计研究

导言：

城市街道设计是一项非常复杂的系统工程，需要多专业工程师频繁进行信息交互和协同设计，以保证各阶段设计方案可以在同一空间维度顺利衔接。然而，目前的城市街道设计仍是以CAD为工具的平面二维设计，各专业工作开展相对独立，在信息共享、设计标准化、进度控制等方面效率低下，且设计过程中无法对城市街道空间内交通设施、照明设施、绿化设施进行综合考量，施工过程中杆件基础冲突、乔木栽种空间不足铺装品质差、路口衔接粗糙等问题屡见不鲜。

传统的设计方法已无法满足新形势下城市街道建设的高标准要求，以BIM为核心概念的三维数字化设计技术的出现，给工程设计行业带来了巨大的变革。BIM技术起源于建筑行业，目前已在建筑设计、桥梁设计、综合管廊设计等方面得到了广泛应用，并在提高设计质量、辅助精细化施工管理方面取得了显著效果，但BIM技术在城市街道设计领域的应用尚处于起步阶段。因此，研究BIM技术在城市街道设计领域的应用，对提高城市街道设计的科学性、合理性、经济性和协调性具有积极意义。

1、 BIM技术在城市街道设计中的应用

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的简称，最初是指一种将建筑模型信息化的设计理念，随着BIM产品的出现逐渐转变为解决实际问题的数据化工具和方法。BIM技术的核心是将构筑物的物理和功能特性信息数字化并集成于同一个运行模型中，不同项目阶段的使用者可以在BIM 中插入、提取、更新和修改信息，以支持各阶段的协同作业和方案决策。BIM技术在城市街道设计中的应用主要包含地形处理、纵断面设计、街道模型搭建、交通组织设计及道路附属设施设计等方面

1.1地形处理

地形处理是城市街道设计的重要基础，相较于传统的平面地形信息，BIM提供了可视化的设计基础和设计成果解译，即将地形信息以三维模型的方式表现，同时支持设计人员进行漫游查看。基于BIM的三维地形解释，可以帮助设计人员更直观准确地判断场地条件，避免设计人员对地形误读导致的决策失误，同时可减少传统地形信息单一、精度低导致的不良施工效果。

1.2纵断面设计

传统的纵断面设计是一种线性拟合设计方法，其设计流程可归纳为：（1）提取道路中线的自然地面高程；（2）结合道路等级、场地现状和设计规范，对道路中线进行标高控制和拉破设计，（3）结合沿线场地、构筑物衔接、排水等需求对设计方案进行反复调整，以使设计成果尽量优化。传统设计方法不仅效率低，且极易因地形的横向分布不均匀性导致设计偏差。

BIM技术可支持设计人员在三维尺度内完成街道纵断面设计，立体全方面展现设计方案与场地的衔接状态，结合大数据运算的优势，帮助设计人员获得真实状态下的理想纵断面设计参数，并可结根据平台内其他专业的设计需求进行纵断优化。

1.3管线设计

对于管线工程复杂的城市街道，排水、燃气、通信等管线专业设计人员可对设计方案进行三维建模，利用BIM技术的可视化及碰撞检测功能，检查管网设计方案的可实施性，并及时发现管线综合之后可能存在的问题，减少后期设计、施工工程中不必要的返工，保证工程建设的高标准、高质量。

1.4 街道附属设施设计

街道作为城市最基本的公共空间，除基本的通行功能外，还需满足交通杆件、照明杆件、市政箱柜、公交站点等市政设施的设置需求。BIM技术的三维建模及可视化功能，不仅支持下游设计专业基于上游已完成的设计方案开展工作，还可以直观地展现街道空间内所有附属设施的平面布局和结构基础方案，协助设计人员实现街道空间资源的最优化配置，有效避免设施平面布置不合理、结构与管线基础冲突等一系列问题，提升街道精细化设计水平。

2基于BIM技术的城市街道设计特点

2.1可视化

基于BIM技术构建的三维模型可有效覆盖各专业设计图纸，通过三维模型检视，设计团队可预先发现、沟通工程技术问题，在信息共享的基础上进行协同配合，快速准确地优化设计图纸，从而实现设计方案的零冲突，减少设计变更次数，达到提高城市街道设计水平的目的。此外，在项目汇报阶段，可视化的成果展示，更易于非技术人员了解工程设计的方案意图。

2.2联动性

BIM技术颠覆了传统的二维设计方法，利用参数将各专业模型相互连接，当某一专业设计发生变更时，相关联专业模型信息、图面会联动变更，保证了不同专业之间信息、图面表达的一致性，大大减少了图纸修改工程量，避免了因线下沟通、手动调整图纸而产生的失误。

2.3协同性

城市街道设计涉及道路、桥梁、排水、照明、景观等多个专业，以往由于各专业之间的独立设计、沟通不到位，施工时经常出现不同专业系统的冲突问题，例如乔木与路灯基础冲突、路灯基础与交通预埋管线冲突。BIM的协同设计平台自带的碰撞检查功能，可在设计阶段对各专业设计方案进行综合碰撞检查，提前发现问题并生成协调数据，帮助设计人员及时优化方案，降低施工阶段释疑函件往来工作量和返工的发生概率，保证工程进度顺利推进。

2.4优化性

基于碰撞优化后的三维管线方案， BIM可在时间维度上对其进行施工模拟，帮助使用者提前发现设计方案的不足和施工的重难点，进而进行街道方案优化，并结合按照场地特点、行业规范制定完善的施工方案，对控制工程造价和工程周期具有显著的正向推进意义。

3 BIM技术在城市街道设计中的意义

基于BIM技术，城市街道设计实现了工程的可视化、模块化、精细化，高效协同的设计方式、问题前置的设计理念有效提升了工程设计效率和设计质量，降低了设计人员的工作压力，保证了工程施工进度，对塑造高品质城市街道空间，提升城市综合环境具有重要意义。

首先，将BIM技术应用于城市街道设计，设计人员可以利用数字信息模型生动立体地展示城市街道设计的整体方案与实施效果，有利于方案优化，同时避免了施工对设计意图的误判，提高了城市街道设计的成果质量。其次，利用BIM技术可以实现工程设计的模块化，减少不必要的重复制图工作，推动城市街道设计逐步向智能化发展。最后，BIM参数化的设计方式为不同专业的信息模型提供了可靠的关联，实现了道路、排水、交通、景观、照明等多专业高效协同， 保证了设计成果的一致性、合理性，有助于实现街道空间资源的最优化配置。

结束语

综上分析，基于BIM技术的城市街道设计具有三维可视化、模块化、协同性、高效性等优点，可以预见，相较于传统的工程设计模式BIM技术所带来的效益是不可估量的。虽然从目前的应用现状来看，BIM技术的推广仍存在一定的局限性：（1）市政行业尚未形成统一的BIM设计规范和成果交付标准，（2）不同专业设计人员使用的BIM设计平台一般不同，模型关联时数据格式转换与兼容处理较困难；（3）前期软件购买、技术培训成本较高。但是，随着数字化技术的不断进步和国家政策的支持推动，BIM技术在城市街道设计领域的应用前景仍是值得期待的。

参考文献

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[3]肖春红.浅析BIM技术在市政工程中的应用[J].四川水泥,2018(2):75