摘要:为迎合BIM在国内外发展趋势，很多国家都制定了相应的BIM标准体系。现阶段我国已经在BIM标准的制定方面取得一定成果，《建筑工程信息模型应用统一标准》引入P－BIM概念，从项目阶段和专业分工角度对BIM项目实施进行界定及深度要求，对市政给排水专业BIM项目具有一定指导意义。
 
1  我国BIM标准的进展
      近年来，随着全球信息化的迅猛发展，BIM技术在建筑行业乃至其他领域逐渐展现出其革命性的光芒，勘察设计行业作为工程建设领域知识、科技、信息和技术最为密集的行业，既被这场技术革命所影响而不断开拓进取，又将这一先进技术落到实处开展应用，在整个BIM技术发展过程中作为先行者站在全行业的前沿。但是在BIM技术的实践应用中始终存在缺乏规范、标准等基础性问题，也使BIM技术发展和普及受到极大阻碍，可见BIM标准的建立势在必行。
      2014年9月，北京市地方标准———《民用建筑信息模型设计标准》(DB11/T1063—2014)正式实施，这一地方标准的出台是我国BIM发展中的一个关键节点;2014年12月，住房和城乡建设部信息技术应用标准化技术委员会在北京组织召开了《建筑工程信息模型应用统一标准》(送审稿)审查会，这标志着我国第一部建筑信息模型方面的工程建设标准即将诞生，同时也将我国BIM技术的发展推上一个新的台阶。
 
2  BIM标准的意义
      BIM标准究竟有多大的执行力?对于这样一个非强制性标准，又有多少BIM项目会真正遵守它?CAD标准是CAD时代的产物，BIM标准的建立也将是BIM发展的必然结果，勘察设计行业由画图板时代进入CAD时代，由此也产生了《CAD工程制图规则》(GB/T18229—2000)等一系列标准，而当今设计行业又有多少人熟知这些标准?甚至又有多少人在设计过程中完全遵守这些标准呢?对于BIM标准执行力的质疑也由此产生。
      质疑的产生源于当年CAD标准形同虚设的执行力，究其根本原因是CAD在全寿命期工程项目中只存在至勘察设计阶段，进入施工监理乃至后期运行维护阶段，CAD已经被完全转化为图纸，造成CAD数据延续过程的终结，其存在的价值近乎变为零。反观BIM，从定义角度讲是通过建筑信息模型的创建和使用，实现建筑信息有效传递和共享的技术，它同时也是建筑开发、设计、施工及运维基于建筑信息模型技术的过程和方法，并且贯穿于全寿命期。BIM应用目的是实现信息的有效传递和共享，强调了其贯穿于整个寿命期。通过比较可看出，CAD数据不交换的原因在于其仅局限于勘察设计阶段，后期数据的交换完全可以通过图纸进行，而BIM数据的丰富性使其难以完全通过阅读图纸获得，存在于全寿命期的特性决定BIM数据的传递必须从始至终，由勘察设计单位进入施工单位、再由施工单位进入运维单位，跨单位边界的BIM数据需求使得必须存在一种统一的标准来规范数据的表达，那么BIM标准的创建也就自然而然地成为BIM发展过程中必不可少的环节。
 
3   现阶段BIM标准的解读
3.1BIM定义的演变
      BIM的概念自30多年前提出发展至今，已不断深化延伸，其广义概念早已突破建筑领域，逐渐渗透至其他领域。谈及BIM标准，首先需要提及的是国际上主要开发研究BIM标准的机构BuildingSMAＲT对于BIM的定义，BIM由建筑信息模型、模型应用及业务流程信息管理三个方面组成，《建筑工程信息模型应用统一标准》(以下简称“统一标准”)中对于BIM的术语定义为:全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特征及管理要素的共享数字化表达。“统一标准”中的BIM概念不仅反映了BIM的三个部分，还结合我国工程建设项目的实际管理规定和特点引入“管理要素”，强调全寿命期内各方的参与、共享和协同，淡化建筑工程领域限制。
      污水处理厂建设工程项目从广义上讲也属于建筑工程项目，同样脱离不了全寿命期的范畴，所以建筑工程信息模型的标准同样适用于污水处理厂建设工程项目;但是污水处理厂建设工程项目也有别于一般建筑工程项目，无论规划、设计、施工、运营及改造，全寿命期内各阶段都存在本专业的特点，这也就为今后“统一标准”的扩展和专业细化奠定基础，实际在“统一标准”的编制过程中，包括给排水设计在内的21部“子标准”研究也在同步进行，今后“给排水工程信息模型应用标准”等各专业模型标准随着BIM标准研究的深化也将逐步问世。
3.2P－BIM的引入
      “统一标准”中引入了“P－BIM”概念，“P－BIM”即“基本任务工作方式”(professional task based BIM application)，解释如下:符合我国现有的工程项目专业及管理工作流程，以现行的专业及管理分工为基本任务，建立满足项目全寿命期工作需要的任务信息模型应用体系来实施建筑信息模型应用的工作方式。条文说明对上述概念也做出更深层次的剖析，剖析内容较为冗长，是采用几段文字对“术语”一节中的3个概念进行分析。从“P－BIM”的英文概念上可以理解“P－BIM”更具专业性，实际为整个BIM工程模型的子模型，这些子模型被赋予为不同专业的BIM;从中文解释可以理解其产生原因是我国在引进国外先进技术过程中本土化的结果，我国政府特有的工程管理方式不会因为迎合BIM而改变，由此即产生具有中国特色的“P－BIM”。
3.3给排水工程在BIM工程中的角色
      “P－BIM”概念的引入在空间上赋予每一个专业在项目中特有的角色定位，同时也在时间上将工程每一阶段的任务细化后分配到各个专业。在工程项目中策划与规划、勘察与设计、施工与监理、运行与维护、改造与拆除等5个阶段中，“统一标准”着重将给排水专业定位于勘察与设计、施工与监理、运行与维护3个阶段，附录中对给排水专业的典型专业模型元素也作出详细分类，对专业内的管道、泵送设备、控制设备、集水设备和水处理设备等元素进行细化，明确上述元素中应包含的典型信息，包含几何信息、定位、类型、材料、工程量、结构分析信息等，从“标准”层面确定了BIM设计的深度要求，这为后期进一步规范设计奠定了坚实基础。
 
4  BIM标准对市政给排水专业的启示
4.1软件因素
      BIM技术的应用离不开BIM软件，BIM软件的开发也依附于BIM技术，BIM软件对于BIM技术的发展至关重要。现阶段BIM软件市场较为复杂，根据不同类型的项目，各软件厂商也不断开发针对性较强的插件完善软件不同类型项目的兼容性。现阶段国内BIM软件市场中，给排水项目相关软件主要包括Ｒevit、Bentley和ArchiCAD，上述三种软件在国内BIM市场所占份额都较为可观。此外，在BIM软件本土化过程中，一些国内软件厂商也不断努力，在借鉴国外先进技术的基础上开发出一系列适用于我国工程项目特点的BIM软件。
      作为国家标准，《建筑工程信息模型应用统一标准》不会在软件方面倾向于某一个或某几个BIM软件，而是在软件选择方面作出必要指导，“统一标准”6.4.10中说明勘察与设计、施工与监理阶段的应用软件宜包含附录中所列软件，同时在附录中细化了各专业在不同阶段应具备的P－BIM软件和主要专业技术标准，尽管对于BIM软件的选取，上述条文指导性稍显粗略，但在应用方向上能够明确基本要求。“统一标准”7.0.5中指出在制定建筑信息模型实施策略文档应包含完成项目简要使用的、本企业已有的P－BIM软件及其他软件协调，以及如何解决非P－BIM软件之间数据互用型的问题。解读上述条文不难看出，无论何种BIM软件，在实际项目应用中都应具备必要的信息互通渠道。
      对于给排水专业，Ｒevit、Bentley和ArchiCAD三大主流软件在项目应用上各有长处，根据“统一标准”，未来BIM软件在国内发展应着重深化P－BIM概念，以专业模块化形式优化软件或者更确切的说是使软件本身更加适应国内市场。为方便给排水专业设计，Ｒevit和ArchiCAD都加入MEP管道系统，Bentley也内置管道设计模块，但是上述几款软件本身的服务对象更偏于建筑专业，这就使得在这些软件的管道系统中绝大多数设计思路更偏于建筑给排水，对应的碰撞检查也很难适用于市政给排水项目。例如ArchiCAD15中MEP无法实现市政排水管道存在坡度的特点，随着软件版本升级，ArchiCAD17中MEP系统引入管道延伸方向角度的设计思路，暂时解决了缺乏坡度的缺陷，但在实际应用中，管道坡度不得不转化为角度再进行设计，这很显然还未真正使MEP管道系统完全适用于市政给排水项目。
4.2与其他专业衔接因素
      《建筑工程信息模型应用统一标准》中P－BIM概念的引入使得专业界线更加清晰，同时也促使BIM项目趋于团队工作平台方向发展，只有真正做到协同工作才能完全发挥P－BIM的意义。从专业细化角度讲，P－BIM是对协同工作的更高要求，做好P－BIM的前提是协同工作平台的建立。市政给排水专业在与道路、电气、结构等专业配合的过程中，为保证各专业设计条件的正确性和准确性，必须依赖于协同工作平台，为保证设计数据的唯一性和连续性，又必须将所有专业的P－BIM整合于统一的协同工作平台。实际项目中各专业之间的无缝对接必须以统一的协同工作平台作为前提，这种统一不仅仅表现为空间上数据的准确性，还应在时间上满足设计条件变更的同步性，包含必要的过程管理系统和信息痕迹管理系统。
      在市政给排水BIM项目的不断实践中，因专业差别而产生一系列与建筑专业不协调的问题，这些问题从根本上讲是源于BIM中“B－Building”的局限性，“统一标准”中所引入的P－BIM既是打破这一局限性的因素，也是BIM发展至一定阶段的必要产物。从专业设计思路角度考虑，专业差异所产生的问题又归结为设计软件的问题，现阶段还没有哪一款设计软件完全适用于市政给排水项目。在BIM应用中，发现在市政道路管网项目中，道路专业作为上游专业，给排水作为下游专业，设计条件的输入依赖于上游专业，Bentley的PowerCivil相对于Archi-CAD更适合道路专业设计，那么市政管网项目中Bentley就表现出更大的优势;而在给水厂、污水处理厂、泵站等接近建筑专业的项目中，ArchiCAD相对于Bentley的AECOsim更具专业表现性。如图1和图2分别是采用PowerCivil设计的市政管网项目和采用ArchiCAD设计的污水处理厂项目。
图1 基于PowerCivil 设计的市政管网项目

图2 基于ArchiCAD设计的污水处理厂项目

4.3本土化过程因素
      BIM在国内发展的最大阻力来源于我国国情和国内行业现状，《建筑工程信息模型应用统一标准》的建立并不是打破这一阻力，而是将BIM的理念与其阻力有机结合，使BIM成为更具中国特色的BIM，“统一标准”的建立也是在BIM本土化的过程中应运而生。为保证工程项目质量，市政给排水项目与其他工程项目一样，都需要通过国家政府部门和各工程阶段部门的层层审查，施工项目的资料审核必不可少，这就涉及项目资料的交付，我国工程项目审查交付资料包括图纸资料及电子数据，BIM的交付统一为信息，根据行业现状，“统一标准”根据信息互用能力将P－BIM划分为PS－BIM、PL－BIM和PM－BIM三个等级以规范不同阶段的交付深度。
      在我国，无论是设计与勘察阶段还是施工与监理阶段，设计图纸都是必不可少的，BIM将信息数据转化为图纸是BIM本土化的关键环节。市政给排水专业的设计图纸具有专业性特点，所包含内容不一定与实际情况完全对应，例如在市政管网项目中，传统CAD图纸(见图3)上管道多以单线表示，但BIM设计中所有管道均为双线(见图4)，在从BIM转化为CAD图纸后相应的管道也以双线表示;在污水厂项目中，防水套管、阀门等为避免遮挡和影响其他重要内容，多以特定的符号代替，而在BIM设计转化为图纸后，这些设备材料都会以实际比例反映在图纸中，会造成图面混乱。如何提高BIM图纸化的准确性和有效性将是今后BIM本土化的重点。
图3 传统CAD管线综合示意

图4 BIM 管线综合示意

5  结语
      国家BIM标准的制定将推动BIM技术在国内的发展，市政给排水专业与建筑专业具有关联性，其本专业BIM技术的发展既依赖于大环境下建筑行业BIM的发展，同时也在发展过程中存在自身专业特点，表现出与现阶段BIM发展不适应的方面，随着国家BIM标准的不断完善和细化，这些方面都将有所改善，同时也将推进市政给排水专业P－BIM的飞跃。《建筑工程信息模型应用统一标准》在引入P－BIM概念的同时还从工程项目阶段、典型专业模型元素和数据互用能力等方面规范模型深度，对我国BIM技术的发展产生深远意义，对今后市政给排水专业BIM工程项目具有一定指导意义。