卓星星 閆帥軍
Building Information Modeling意為建筑信息模型,簡稱BIM,是近年興起的一種可用于協(xié)助實現(xiàn)工程全生命周期的可視化技術(shù),能夠有效地解決傳統(tǒng)工程設(shè)計工作中存在的部分問題。文章主要結(jié)合在某全地下污水處理廠設(shè)計中Bentley軟件的應(yīng)用經(jīng)驗,對BIM技術(shù)在市政行業(yè)內(nèi)水廠設(shè)計工作中應(yīng)用的可能性做出分析與總結(jié),為行業(yè)內(nèi)的BIM推廣以及相關(guān)軟件的專業(yè)化升級提供參考。
BIM軟件是實現(xiàn)建筑信息模型建模的工具,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國際上公認(rèn)的BIM軟件已有70多款,引入國內(nèi)的有30款之多,其中使用最廣泛的有Revit、ArchiCAD、Bentley系列等。Bentley是全球領(lǐng)先的多行業(yè)集成的全信息模型(BIM)解決方案廠商,產(chǎn)品主要面向全球領(lǐng)先的建筑設(shè)計與建造企業(yè),多年來致力于搭建工程、采購、建設(shè)方及運(yùn)營方一體化協(xié)同工作平臺,以及結(jié)合地理信息規(guī)劃與設(shè)計數(shù)據(jù)庫等工作。
Bentley系列軟件主要包括ProjectWise、MicroStation、Navigator、Lumen RT等,涵蓋二維、三維制圖校審及演示功能。項目位于陜西省西安市,形式為全地下污水處理廠,涉及專業(yè)包含建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、自控、總圖及景觀,多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計在傳統(tǒng)制圖模式中存在的諸多問題能夠在BIM涉及模式下得到有效規(guī)避,但仍在探索階段的新技術(shù)仍然存在一些實際應(yīng)用上的問題。
項目名稱為國際社區(qū)東岸污水處理廠工程,位于陜西省西安市灃河生態(tài)景觀帶東岸,緊鄰規(guī)劃的灃河國際小鎮(zhèn),項目總規(guī)模10萬m3/d,其中一期規(guī)模1萬m3/d,二期規(guī)模9萬m3/d,出水要求達(dá)到地表水準(zhǔn)四類標(biāo)準(zhǔn)。本次BIM技術(shù)用于項目一期的設(shè)計工作,廠區(qū)形式為全地下式,深度為施工圖設(shè)計階段。
(1)為了滿足保密性需求,使用ProjectWise(協(xié)同管理平臺)在局域網(wǎng)內(nèi)建立公司專用地址,并為每一位工作人員創(chuàng)建個人賬號。
(2)公司內(nèi)最高權(quán)限管理員新建并分配項目專用文件夾,并賦予項目負(fù)責(zé)人在項目文件夾內(nèi)的最高管理權(quán)限。
(3)項目負(fù)責(zé)人按照項目資料、項目二維成果、項目三維成果、軟件底層文件等分類創(chuàng)建一級文件夾,并按照子項、專業(yè)等創(chuàng)建多層級子文件夾,將項目前期資料上傳,并將統(tǒng)一制定好的制圖規(guī)則以軟件底層文件的形式儲存至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,以便設(shè)計人員統(tǒng)一調(diào)取和加載。項目負(fù)責(zé)人為不同層級不同子項設(shè)計人員劃分文件夾操作權(quán)限,設(shè)計人員無法在不具備相關(guān)權(quán)限的文件夾內(nèi)進(jìn)行操作,以防文件存儲混亂及誤刪等問題。
(4)項目設(shè)計平臺搭建完成,制定廠區(qū)總體設(shè)計方案及布局,確保主體設(shè)計方案合理可行后,將任務(wù)劃分至各個子項各個專業(yè),即可基于Project Wise軟件開展協(xié)同工作。
ProjectWise的功能類似于一個網(wǎng)絡(luò)共享文件夾,但作用不僅僅于調(diào)取固態(tài)資料,各設(shè)計人員均可在本模型的基礎(chǔ)上實時查看其他人的最新成果,通過站內(nèi)郵件獲取圖文并茂的校審信息并做出更改并反饋,同時底層文件統(tǒng)一配置這種模式可有效避免不同作圖習(xí)慣導(dǎo)致的理解偏差。
(1)給排水專業(yè)設(shè)計人員根據(jù)專業(yè)計算,初步提供各水廠單體尺寸、設(shè)備安裝尺寸及荷載、開洞及埋件位置等信息至ProjectWise平臺。
(2)結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計人員在ProjectWise平臺調(diào)用給排水專業(yè)提供的建構(gòu)筑物尺寸信息,在該子項結(jié)構(gòu)專業(yè)文件夾中創(chuàng)建設(shè)計文件,利用Bentley系列自主研發(fā)插件進(jìn)行配筋等核算,并在OpenBuildings Designer中完成土建骨架搭建。
(3)建筑專業(yè)設(shè)計人員在該子項建筑專業(yè)文件夾中創(chuàng)建設(shè)計文件,并在軟件內(nèi)通過參照的方式調(diào)取結(jié)構(gòu)專業(yè)提供的土建骨架模型,進(jìn)行完善設(shè)計,提供中間版建筑外形。
OpenBuildings Designer主要功能是土建方面的建模工作,除基礎(chǔ)三維制圖外,還能夠?qū)崿F(xiàn)智能配筋,材質(zhì)賦予等功能。對于全地下污水廠來說,具有整體性非常強(qiáng)的特性,項目內(nèi)子項繁多,分塊零碎,在開始工作前,建立統(tǒng)一軸網(wǎng),便于空間定位?;ハ鄥⒄盏膮f(xié)同方式避免對其他設(shè)計人員成果誤操作,參照文件無法編輯且不占文件容量,保證軟件運(yùn)行速度。
(1)給排水專業(yè)、暖通專業(yè)及電氣自控專業(yè)設(shè)計人員在該子項各自專業(yè)文件夾內(nèi)創(chuàng)建設(shè)計文件,于OpenPlant Modeler軟件內(nèi)參照已經(jīng)搭建完成的土建模型,進(jìn)行設(shè)備布置。
(2)各專業(yè)設(shè)計人員應(yīng)在軟件內(nèi)參照該子項所有專業(yè)設(shè)計文件后,再開展工作并實時更新至ProjectWise網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,以便及時查看碰撞及交叉問題,并協(xié)調(diào)修改,例如,管道交叉、開洞修改、門窗遮蔽等問題,修改完成后提交校審核并為箱體總裝做準(zhǔn)備。
OpenPlant Modeler軟件內(nèi)集成了水處理設(shè)備、電控設(shè)備、管道及管配件等設(shè)計元素,可以幫助設(shè)計人員快速實現(xiàn)統(tǒng)一風(fēng)格的模型創(chuàng)建,且這類設(shè)備均具備對應(yīng)屬性,可一鍵生成設(shè)備材料統(tǒng)計,在規(guī)范建模的前提下高效且錯誤率低,此外,在Bentley軟件系列內(nèi)支持自定義設(shè)備并賦予屬性。
總圖專業(yè)設(shè)計人在專用文件夾中創(chuàng)建設(shè)計文件,參照并定位所有子項所有專業(yè)設(shè)計文件,總裝地下污水廠箱體各部分模型,利用OpenRoads Designer軟件根據(jù)現(xiàn)狀地形創(chuàng)建設(shè)計地形,規(guī)劃廠區(qū)交通等,根據(jù)專業(yè)需要提出問題,各專業(yè)協(xié)同調(diào)整。
校審核人員在Navigator軟件中打開設(shè)計圖紙,可按照不同圖層,剖切面,角度查看設(shè)計細(xì)節(jié)中存在的問題,標(biāo)記截圖并提出意見。校審核意見可以通過ProjectWise內(nèi)部郵件發(fā)送至各設(shè)計人處,供查看修改和反饋。
Navigator也可用于自動碰撞檢查,并生成碰撞報告,提高校審核速率降低設(shè)計錯誤率。
(1)Lumen RT提供景觀設(shè)計及場景視頻渲染功能,將參照生成的廠區(qū)總裝文件在軟件內(nèi)(Bentley系列軟件均提供軟件內(nèi)一鍵轉(zhuǎn)至Lumen RT功能)導(dǎo)入Lumen RT,進(jìn)行植被栽種,路面鋪裝,建筑材質(zhì)貼圖,天氣、燈光模擬,車輛人物模擬等。
(2)利用軟件自帶功能,進(jìn)行第一視角的廠區(qū)由遠(yuǎn)及近、由外到內(nèi)的展示視頻制作,Lumen RT成果文件可與部分第三方軟件兼容,實現(xiàn)孿生城市搭建、VR實景體驗等功能。
各專業(yè)在三維模型搭建完成后,除三維成果外,也可在MicroStation中同步完成二維施工圖紙出圖,實現(xiàn)模型剖切及二維標(biāo)注,統(tǒng)一出圖格式及標(biāo)準(zhǔn)即可。較為細(xì)節(jié)的地方是,軟件可根據(jù)建模時選擇的材質(zhì)在剖切面上生成對應(yīng)的填充樣式,并支持修改。
BIM技術(shù)在市政領(lǐng)域的應(yīng)用中,為設(shè)計人員提供了直觀及便捷的設(shè)計環(huán)境,能夠解決傳統(tǒng)二維設(shè)計中存在的專業(yè)間及專業(yè)內(nèi)部時間空間的錯亂問題,減少交叉碰撞的產(chǎn)生,在設(shè)計成果的輸出上同樣具備效率和正確率上的優(yōu)勢,多樣化的成果也為后期運(yùn)營提供了更多可能性。但想要在市政領(lǐng)域完全推廣BIM技術(shù)仍有一段路要走,目前主要存在的問題有:
(1)內(nèi)置模型庫數(shù)量少,難以達(dá)到日常設(shè)計需要;
(2)設(shè)計規(guī)范不全,專業(yè)算法未集成至軟件內(nèi),導(dǎo)致難以直接用BIM軟件進(jìn)行正向設(shè)計。
從孿生城市,可視化交付等需求中開拓三維市場這第一步已經(jīng)走出來了,接下來就到了創(chuàng)建打破行業(yè)壁壘的BIM設(shè)計生態(tài)鏈這一環(huán)節(jié),良性且廣義的BIM設(shè)計環(huán)境,需要各行各業(yè)的鼎立參與。