探討基于Bentley軟件的全地下污水處理廠BIM設計應用

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助實現工程全生命周期的可視化技術，能夠有效地解決傳統工程設計工作中存在的部分問題。文章主要結合在某全地下污水處理廠設計中Bentley軟件的應用經驗，對BIM技術在市政行業內水廠設計工作中應用的可能性做出分析與總結，為行業內的BIM推廣以及相關軟件的專業化升級提供參考。

BIM軟件是實現建筑信息模型建模的工具，據不完全統計，目前國際上公認的BIM軟件已有70多款，引入國內的有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集成的全信息模型(BIM)解決方案廠商，產品主要面向全球領先的建筑設計與建造企業，多年來致力于搭建工程、采購、建設方及運營方一體化協同工作平臺，以及結合地理信息規劃與設計數據庫等工作。

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，涉及專業包含建筑、結構、給排水、暖通、電氣、自控、總圖及景觀，多專業的協同設計在傳統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東岸污水處理廠工程，位于陜西省西安市灃河生態景觀帶東岸，緊鄰規劃的灃河國際小鎮，項目總規模10萬m3/d，其中一期規模1萬m3/d，二期規模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的多專業協同平臺搭建

（1）為了滿足保密性需求，使用ProjectWise（協同管理平臺）在局域網內建立公司專用地址，并為每一位工作人員創建個人賬號。

（2）公司內最高權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的最高管理權限。

（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建一級文件夾，并按照子項、專業等創建多層級子文件夾，將項目前期資料上傳，并將統一制定好的制圖規則以軟件底層文件的形式儲存至網絡服務器，以便設計人員統一調取和加載。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限，設計人員無法在不具備相關權限的文件夾內進行操作，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，即可基于Project Wise軟件開展協同工作。

ProjectWise的功能類似于一個網絡共享文件夾，但作用不僅僅于調取固態資料，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的建筑結構設計

（1）給排水專業設計人員根據專業計算，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）結構專業設計人員在ProjectWise平臺調用給排水專業提供的建構筑物尺寸信息，在該子項結構專業文件夾中創建設計文件，利用Bentley系列自主研發插件進行配筋等核算，并在OpenBuildings Designer中完成土建骨架搭建。

（3）建筑專業設計人員在該子項建筑專業文件夾中創建設計文件，并在軟件內通過參照的方式調取結構專業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，還能夠實現智能配筋，材質賦予等功能。對于全地下污水廠來說，具有整體性非常強的特性，項目內子項繁多，分塊零碎，在開始工作前，建立統一軸網，便于空間定位。互相參照的協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、暖通專業及電氣自控專業設計人員在該子項各自專業文件夾內創建設計文件，于OpenPlant Modeler軟件內參照已經搭建完成的土建模型，進行設備布置。

（2）各專業設計人員應在軟件內參照該子項所有專業設計文件后，再開展工作并實時更新至ProjectWise網絡服務器，以便及時查看碰撞及交叉問題，并協調修改，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統一風格的模型創建，且這類設備均具備對應屬性，可一鍵生成設備材料統計，在規范建模的前提下高效且錯誤率低，此外，在Bentley軟件系列內支持自定義設備并賦予屬性。

4.基于OpenRoads Designer的總圖設計

總圖專業設計人在專用文件夾中創建設計文件，參照并定位所有子項所有專業設計文件，總裝地下污水廠箱體各部分模型，利用OpenRoads Designer軟件根據現狀地形創建設計地形，規劃廠區交通等，根據專業需要提出問題，各專業協同調整。

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內部郵件發送至各設計人處，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，將參照生成的廠區總裝文件在軟件內（Bentley系列軟件均提供軟件內一鍵轉至Lumen RT功能）導入Lumen RT，進行植被栽種，路面鋪裝，建筑材質貼圖，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由遠及近、由外到內的展示視頻制作，Lumen RT成果文件可與部分第三方軟件兼容，實現孿生城市搭建、VR實景體驗等功能。

7.基于MicroStation的成果產出

各專業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，實現模型剖切及二維標注，統一出圖格式及標準即可。較為細節的地方是，軟件可根據建模時選擇的材質在剖切面上生成對應的填充樣式，并支持修改。

三、結語

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境，能夠解決傳統二維設計中存在的專業間及專業內部時間空間的錯亂問題，減少交叉碰撞的產生，在設計成果的輸出上同樣具備效率和正確率上的優勢，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）內置模型庫數量少，難以達到日常設計需要；

（2）設計規范不全，專業算法未集成至軟件內，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走出來了，接下來就到了創建打破行業壁壘的BIM設計生態鏈這一環節，良性且廣義的BIM設計環境，需要各行各業的鼎立參與。