卓星星 閆帥軍

Building Information Modeling意為建筑信息模型，簡(jiǎn)稱(chēng)BIM，是近年興起的一種可用于協(xié)助實(shí)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(jì)工作中存在的部分問(wèn)題。文章主要結(jié)合在某全地下污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)中Bentley軟件的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)BIM技術(shù)在市政行業(yè)內(nèi)水廠(chǎng)設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)化升級(jí)提供參考。

BIM軟件是實(shí)現(xiàn)建筑信息模型建模的工具，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)際上公認(rèn)的BIM軟件已有70多款，引入國(guó)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(chǎng)商，產(chǎn)品主要面向全球領(lǐng)先的建筑設(shè)計(jì)與建造企業(yè)，多年來(lái)致力于搭建工程、采購(gòu)、建設(shè)方及運(yùn)營(yíng)方一體化協(xié)同工作平臺(tái)，以及結(jié)合地理信息規(guī)劃與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(xiàng)目位于陜西省西安市，形式為全地下污水處理廠(chǎng)，涉及專(zhuān)業(yè)包含建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、自控、總圖及景觀(guān)，多專(zhuān)業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)制圖模式中存在的諸多問(wèn)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(shí)際應(yīng)用上的問(wèn)題。

一、全地下污水處理廠(chǎng)項(xiàng)目概況

項(xiàng)目名稱(chēng)為國(guó)際社區(qū)東岸污水處理廠(chǎng)工程，位于陜西省西安市灃河生態(tài)景觀(guān)帶東岸，緊鄰規(guī)劃的灃河國(guó)際小鎮(zhèn)，項(xiàng)目總規(guī)模10萬(wàn)m3/d，其中一期規(guī)模1萬(wàn)m3/d，二期規(guī)模9萬(wàn)m3/d，出水要求達(dá)到地表水準(zhǔn)四類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。本次BIM技術(shù)用于項(xiàng)目一期的設(shè)計(jì)工作，廠(chǎng)區(qū)形式為全地下式，深度為施工圖設(shè)計(jì)階段。

二、基于Bentley系列軟件的設(shè)計(jì)流程

1.基于ProjectWise的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同平臺(tái)搭建

（1）為了滿(mǎn)足保密性需求，使用ProjectWise（協(xié)同管理平臺(tái)）在局域網(wǎng)內(nèi)建立公司專(zhuān)用地址，并為每一位工作人員創(chuàng)建個(gè)人賬號(hào)。

（2）公司內(nèi)最高權(quán)限管理員新建并分配項(xiàng)目專(zhuān)用文件夾，并賦予項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在項(xiàng)目文件夾內(nèi)的最高管理權(quán)限。

（3）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人按照項(xiàng)目資料、項(xiàng)目二維成果、項(xiàng)目三維成果、軟件底層文件等分類(lèi)創(chuàng)建一級(jí)文件夾，并按照子項(xiàng)、專(zhuān)業(yè)等創(chuàng)建多層級(jí)子文件夾，將項(xiàng)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(chǔ)存至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以便設(shè)計(jì)人員統(tǒng)一調(diào)取和加載。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為不同層級(jí)不同子項(xiàng)設(shè)計(jì)人員劃分文件夾操作權(quán)限，設(shè)計(jì)人員無(wú)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(chǔ)混亂及誤刪等問(wèn)題。

（4）項(xiàng)目設(shè)計(jì)平臺(tái)搭建完成，制定廠(chǎng)區(qū)總體設(shè)計(jì)方案及布局，確保主體設(shè)計(jì)方案合理可行后，將任務(wù)劃分至各個(gè)子項(xiàng)各個(gè)專(zhuān)業(yè)，即可基于Project Wise軟件開(kāi)展協(xié)同工作。

ProjectWise的功能類(lèi)似于一個(gè)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(jì)人員均可在本模型的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)查看其他人的最新成果，通過(guò)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(shí)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。

2.基于OpenBuildings Designer的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）給排水專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員根據(jù)專(zhuān)業(yè)計(jì)算，初步提供各水廠(chǎng)單體尺寸、設(shè)備安裝尺寸及荷載、開(kāi)洞及埋件位置等信息至ProjectWise平臺(tái)。

（2）結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員在ProjectWise平臺(tái)調(diào)用給排水專(zhuān)業(yè)提供的建構(gòu)筑物尺寸信息，在該子項(xiàng)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)文件夾中創(chuàng)建設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員在該子項(xiàng)建筑專(zhuān)業(yè)文件夾中創(chuàng)建設(shè)計(jì)文件，并在軟件內(nèi)通過(guò)參照的方式調(diào)取結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)提供的土建骨架模型，進(jìn)行完善設(shè)計(jì)，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(duì)于全地下污水廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，具有整體性非常強(qiáng)的特性，項(xiàng)目?jī)?nèi)子項(xiàng)繁多，分塊零碎，在開(kāi)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(duì)其他設(shè)計(jì)人員成果誤操作，參照文件無(wú)法編輯且不占文件容量，保證軟件運(yùn)行速度。

3.基于OpenPlant Modeler的設(shè)備設(shè)計(jì)

（1）給排水專(zhuān)業(yè)、暖通專(zhuān)業(yè)及電氣自控專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員在該子項(xiàng)各自專(zhuān)業(yè)文件夾內(nèi)創(chuàng)建設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員應(yīng)在軟件內(nèi)參照該子項(xiàng)所有專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)文件后，再開(kāi)展工作并實(shí)時(shí)更新至ProjectWise網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，以便及時(shí)查看碰撞及交叉問(wèn)題，并協(xié)調(diào)修改，例如，管道交叉、開(kāi)洞修改、門(mén)窗遮蔽等問(wèn)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(jì)元素，可以幫助設(shè)計(jì)人員快速實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一風(fēng)格的模型創(chuàng)建，且這類(lèi)設(shè)備均具備對(duì)應(yīng)屬性，可一鍵生成設(shè)備材料統(tǒng)計(jì)，在規(guī)范建模的前提下高效且錯(cuò)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。

4.基于OpenRoads Designer的總圖設(shè)計(jì)

總圖專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人在專(zhuān)用文件夾中創(chuàng)建設(shè)計(jì)文件，參照并定位所有子項(xiàng)所有專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)文件，總裝地下污水廠(chǎng)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(jì)地形，規(guī)劃廠(chǎng)區(qū)交通等，根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要提出問(wèn)題，各專(zhuān)業(yè)協(xié)同調(diào)整。

5.基于Navigator的設(shè)計(jì)圖紙校審核

校審核人員在Navigator軟件中打開(kāi)設(shè)計(jì)圖紙，可按照不同圖層，剖切面，角度查看設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)中存在的問(wèn)題，標(biāo)記截圖并提出意見(jiàn)。校審核意見(jiàn)可以通過(guò)ProjectWise內(nèi)部郵件發(fā)送至各設(shè)計(jì)人處，供查看修改和反饋。

Navigator也可用于自動(dòng)碰撞檢查，并生成碰撞報(bào)告，提高校審核速率降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤率。

6.基于Lumen RT的景觀(guān)設(shè)計(jì)及可視化成果展示

（1）Lumen RT提供景觀(guān)設(shè)計(jì)及場(chǎng)景視頻渲染功能，將參照生成的廠(chǎng)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(chē)輛人物模擬等。

（2）利用軟件自帶功能，進(jìn)行第一視角的廠(chǎng)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(shí)現(xiàn)孿生城市搭建、VR實(shí)景體驗(yàn)等功能。

7.基于MicroStation的成果產(chǎn)出

各專(zhuān)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(shí)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(shí)選擇的材質(zhì)在剖切面上生成對(duì)應(yīng)的填充樣式，并支持修改。

三、結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)在市政領(lǐng)域的應(yīng)用中，為設(shè)計(jì)人員提供了直觀(guān)及便捷的設(shè)計(jì)環(huán)境，能夠解決傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中存在的專(zhuān)業(yè)間及專(zhuān)業(yè)內(nèi)部時(shí)間空間的錯(cuò)亂問(wèn)題，減少交叉碰撞的產(chǎn)生，在設(shè)計(jì)成果的輸出上同樣具備效率和正確率上的優(yōu)勢(shì)，多樣化的成果也為后期運(yùn)營(yíng)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(wèn)題有：

（1）內(nèi)置模型庫(kù)數(shù)量少，難以達(dá)到日常設(shè)計(jì)需要；

（2）設(shè)計(jì)規(guī)范不全，專(zhuān)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(jì)。

從孿生城市，可視化交付等需求中開(kāi)拓三維市場(chǎng)這第一步已經(jīng)走出來(lái)了，接下來(lái)就到了創(chuàng)建打破行業(yè)壁壘的BIM設(shè)計(jì)生態(tài)鏈這一環(huán)節(jié)，良性且廣義的BIM設(shè)計(jì)環(huán)境，需要各行各業(yè)的鼎立參與。