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，能夠有效地解決傳統(tǒng)工程設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計中Bentley軟件的應用經(jīng)驗，對BIM技術在市政行業(yè)內(nèi)水廠設計工作中應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)品主要面向全球領先的建筑設計與建造企業(yè)，多年來致力于搭建工程、采購、建設方及運營方一體化協(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仍然存在一些實際應用上的問題。

一、全地下污水處理廠項目概況

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，出水要求達到地表水準四類標準。本次BIM技術用于項目一期的設計工作，廠區(qū)形式為全地下式，深度為施工圖設計階段。

二、基于Bentley系列軟件的設計流程

1.基于ProjectWise的多專業(yè)協(xié)同平臺搭建

（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，并賦予項目負責人在項目文件夾內(nèi)的最高管理權(quán)限。

（3）項目負責人按照項目資料、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)絡服務器，以便設計人員統(tǒng)一調(diào)取和加載。項目負責人為不同層級不同子項設計人員劃分文件夾操作權(quán)限，設計人員無法在不具備相關權(quán)限的文件夾內(nèi)進行操作，以防文件存儲混亂及誤刪等問題。

（4）項目設計平臺搭建完成，制定廠區(qū)總體設計方案及布局，確保主體設計方案合理可行后，將任務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)絡共享文件夾，但作用不僅僅于調(diào)取固態(tài)資料，各設計人員均可在本模型的基礎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慣導致的理解偏差。

2.基于OpenBuildings Designer的建筑結(jié)構(gòu)設計

（1）給排水專業(yè)設計人員根據(jù)專業(yè)計算，初步提供各水廠單體尺寸、設備安裝尺寸及荷載、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)建設計文件，利用Bentley系列自主研發(fā)插件進行配筋等核算，并在OpenBuildings Designer中完成土建骨架搭建。

（3）建筑專業(yè)設計人員在該子項建筑專業(yè)文件夾中創(chuàng)建設計文件，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，進行完善設計，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，保證軟件運行速度。

3.基于OpenPlant Modeler的設備設計

（1）給排水專業(yè)、暖通專業(yè)及電氣自控專業(yè)設計人員在該子項各自專業(yè)文件夾內(nèi)創(chuàng)建設計文件，于OpenPlant Modeler軟件內(nèi)參照已經(jīng)搭建完成的土建模型，進行設備布置。

（2）各專業(yè)設計人員應在軟件內(nèi)參照該子項所有專業(yè)設計文件后，再開展工作并實時更新至ProjectWise網(wǎng)絡服務器，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備。

OpenPlant Modeler軟件內(nèi)集成了水處理設備、電控設備、管道及管配件等設計元素，可以幫助設計人員快速實現(xiàn)統(tǒng)一風格的模型創(chuàng)建，且這類設備均具備對應屬性，可一鍵生成設備材料統(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)支持自定義設備并賦予屬性。

4.基于OpenRoads Designer的總圖設計

總圖專業(yè)設計人在專用文件夾中創(chuàng)建設計文件，參照并定位所有子項所有專業(yè)設計文件，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。

5.基于Navigator的設計圖紙校審核

校審核人員在Navigator軟件中打開設計圖紙，可按照不同圖層，剖切面，角度查看設計細節(jié)中存在的問題，標記截圖并提出意見。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計錯誤率。

6.基于Lumen RT的景觀設計及可視化成果展示

（1）Lumen RT提供景觀設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）導入Lumen RT，進行植被栽種，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，進行第一視角的廠區(qū)由遠及近、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。

7.基于MicroStation的成果產(chǎn)出

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)模型剖切及二維標注，統(tǒng)一出圖格式及標準即可。較為細節(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的填充樣式，并支持修改。

三、結(jié)語

BIM技術在市政領域的應用中，為設計人員提供了直觀及便捷的設計環(huán)境，能夠解決傳統(tǒng)二維設計中存在的專業(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營提供了更多可能性。但想要在市政領域完全推廣BIM技術仍有一段路要走，目前主要存在的問題有：

（1）內(nèi)置模型庫數(shù)量少，難以達到日常設計需要；

（2）設計規(guī)范不全，專業(yè)算法未集成至軟件內(nèi)，導致難以直接用BIM軟件進行正向設計。

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設計生態(tài)鏈這一環(huán)節(jié)，良性且廣義的BIM設計環(huán)境，需要各行各業(yè)的鼎立參與。