BIM技术为何很少用于水利水电工程？水利水电工程BIM应用的困境

近年来，随着我国中央和地方不断推出BIM推广政策，已有不少有实力的水利企业开始将BIM技术应用到实际工程项目中，然而，与其他行业相比，我国水利水电工程BIM应用还非常少，在BIM的应用实践中，也以设计阶段居多，而在运维阶段几乎没有。

水利水电工程BIM应用遇到的困境是多种因素造成的。

（1）政策方面

近年来，国家已先后发布了《建筑信息模型应用统一标准》《建筑信息模型分类和编码标准》《建筑信息模型施工应用标准》3部BIM标准，各省市也相继出台了地方性BIM标准和政策，让我国的BIM工程应用真正有了规范可依。然而，这些BIM的标准和政策主要还是针对建筑工程和城市建设的，而水利水电工程毕竟与建筑工程有很大的不同，无法完全套用现行BIM通用标准的条文内容。目前，针对我国水利行业的BIM标准体系的制定工作还未启动，国家水利部和地方水利厅也无相关的BIM政策出台，只能在设计时参照CAD制图标准进行出图，而在施工和运维阶段则无章可循，也缺乏相关经验可以参考，极易对管理造成极大的混乱，对项目带来不可预知的损失，企业不敢冒这样的风险。

虽然到目前为止，我国还没有相关的水利水电BIM标准立项，但已有一些有识之士开展了水利水电BIM标准体系的研究。中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司的严磊等人通过对比分析了我国正在开展的国家BIM标准体系框架的制定工作和现有水利水电技术标准体系，提出了建立二层次的中国水利水电BIM标准体系框架，即“通用基础标准”和“专业应用标准”，并对各层标准体系进行具体详细划分。王华兴等人调研了国内外BIM标准和上海市水利工程特点，提出了建上海市水利工程BIM标准应包括技术标准、应用指南、实施管理办法和竣工交付标准四大体系。

（2）技术方面

其一，水利水电工程的行业标准化相对比较落后。在建筑工程中，构件可分为承重结构和围护结构，承重结构根据几何形状又可分为杆系结构、板壳结构、实体结构等，分类明确，易于实现设计标准化，中国建筑标准设计研究院、中南地区工程建设标准设计办公室等部门都编制了全国或区域性的标准图集，涵盖了建筑、结构、电气、给水排水、暖通空调、动力、人防地下室、市政道路等不同的专业。在Revit中，系统已经内建或自带了墙、柱、板、梁（Revit中称为“结构框架”）、桁架、楼梯、门窗等建筑和结构构件的族，工程师只需改变构件的参数，即可完成大部分建模工作。而水利水电工程的构件形状多变，造型复杂，为了创造良好的水流流态往往需要动用复杂的函数曲线，给水利水电工程结构的标准化造成了很大的困难，水利水电工程目前还没有标准图集（只有针对中小型水利水电工程的参考图集），除了厂房的上部结构，建模过程中大部分的构件都需要单独创建，极大影响了水利水电工程建模的效率。

其二，BIM建模软件与水利水电工程制图标准不兼容。目前主流的BIM建模软件皆为国外软件公司开发，因而在开发之初便是以国外的标准为蓝本。Revit中文版虽然提供了兼容中国制图标准的样板文件，然而该样板是为建筑行业准备的，而水利水电工程制图标准与基于建筑业的国标标准有很大的不同，不仅图样的画法、符号的画法、尺寸线的画法不同，连图线的粗细、字号的规定也有细微的差异。这些差异，有的可以通过工程师自建族库和手动设置的办法解决，其代价是需要耗费大量的人力和时间，延缓设计进度；而有些则是在软件开发的时候已经设定好的，无法通过用户自身的努力解决。

CAD则不受软件框架的限制，可以自由绘制二维图纸。为了达到输入的图纸满足制图规范的目的，黄河勘测规划设计有限公司采取了“三维建模、三维配筋、二维出图”的BIM设计流程，先在CATIA软件中建立好三维混凝土模型，再导入到VisualFL软件中进行三维配筋设计，最后借助VBA二次开发将VisualFL建立的模型转换为CAD钢筋截面图，生成钢筋表。

其三，虽然已有许多软件公司开发了一批基于Revit等BIM软件的二次开发插件，帮助设计师大大提高了建模的速度，然而，到目前为止还未有专门针对水利水电工程的BIM商业插件被开发出来（不排除有设计院内部研发使用），而CAD在我国已有20多年的应用经验，已经积累了相当多的插件可以使用，其中就有不少商业化的水工CAD插件帮助水利水电工程师提升设计效率，而相比之下BIM则毫无优势可言，水利水电工程师更愿意使用画图效率高、出图规范、使用方便、简单易学的CAD。

文：黄可达 华南理工大学

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