REVIT 在脱水机房三维设计中应用探索

张吕伟

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

1 前言

目前国内在工程建设领域一般还依赖传统的二维CAD 设计，即采用二维设计软件完成工程施工图设计，虽然极大地提高了设计效率，但也存在诸多问题。如:图纸上信息欠缺，且二维设计的施工图纸，对错漏碰缺不易避免，给现场施工带来很大困难。传统二维CAD 设计，各专业间交接与反交接过程繁琐，方案的修改、局部的调整都需要及时反馈于其他专业，一旦有疏忽遗漏，往往会导致他人的返工，甚至影响到整体的出图质量。

在国内部分行业中，BIM 三维设计已经应用于工程建设，解决了一些以前二维图纸存在的问题，并减少了施工安装人员对图纸的错误理解，取得了不小的成果。BIM 三维设计只需建一个模型，提供各个角度的三维视图便于理解，可轻松提供任意立面、剖面、平面的图纸。若某处需要修改，则只需修改一个面中的内容，该处在其余面上也会联动被修改，这样可以避免比如修改标高这样的细节的遗漏，省时省力，提高出图质量。在统计工程量上，可以自动生成工程量列表(设备表、管配件表等)，既省时省力，又使统计数据的准确率大幅提高。

2 脱水机房三维设计方法探索

2.1 原则确定

三维技术在工程上的应用不单纯是为了好看，更重要的是要能改进现有的设计手段，主要原则如下:

(1)方便易用，是指设计人员可以通过简单的培训即可使用，通过软件自身的特点，使设计人员可以接受三维的设计手段，并快速上手。

(2)便于出图，主要指模型完成后，导出的图纸、工程量统计表(主要材料表、设备表等)可以满足现阶段初步设计的要求。

(3)便于修改，主要指方便今后类似工程的重复利用，建立的模型应充分考虑修改的方便性，同时建立的参数化设备应充分考虑在后续工程的通用性。

图1 脱水机房专业设计内容

2.2 内容确定

脱水机房三维设计主要基于Autodesk 公司的Revit 软件，并且采用协同设计的方式，整个探索过程应包含以下内容:

(1)脱水机房三维通用模板。

(2)脱水机房内常用的设备族及管配件、阀门族等。

(3)符合现阶段出图规范及标准的各类标注族。

(4)适合我院特点的协同设计流程。

2.3 技术路线确定

2.3.1 设备部分的建模

脱水机房内脱水机、阀门、各类水泵、风机、罐体等设备采取参数化建模手段，将设备做成参数化模块，对设备的主要外形尺寸(长、宽、高)、接口位置及管径设置参数，在新的项目中使用时只需调整设备参数即可完成模型(图2)。

图2 脱水机房设备部分建模

2.3.2 管道部分的建模

利用Revit 软件自身的功能，完成各种类型管道、电缆桥架的建模。主要有各工艺设备间的连接管道、暖通专业的风管和电气专业的电缆桥架等。管配件与阀门等根据国标的尺寸进行开发，开发的方式采用索引尺寸列表，即完成的管配件在插入管道后自动根据管道的尺寸调整，以适应管道(图3)。

2.3.3 土建部分的建模

利用Revit 软件自带的一些建筑专业常用的墙、楼板、楼梯和坡道等类型，完成脱水机房土建部分的建模。并对脱水机房常用的一些门、窗等进行参数化建模。

2.3.4 协同设计流程

在BIM 三维模式下，协同设计是主流。即各专业均在一个BIM 模型内操作，不同专业的变更会在模型中及时反映出来，以减少沟通不够带来的问题。协同设计流程共分四个阶段:设计前讨论、建立模型、模型检查、出图。每个阶段各专业都有各自的侧重点，具体的流程安排见表1。

图3 脱水机房管道部分建模

表1 协同设计流程安排表

2.3.5 工作集设置

协同设计中，工作集的设置至关重要。根据水处理构筑物实际情况，并结合Revit 软件，将工作集分为工艺，建筑，电气，设备基础。

工艺工作集:权限归工艺专业，主要包含工艺设备，各类管线。

建筑工作集:权限归建筑专业，主要包含建筑物土建部分，如墙体等。

电气工作集:权限归电气专业，主要包含电气设备，控制箱，电缆桥架等。

设备基础工作集:权限先归工艺专业，在工艺完成定位并确定大小后释放权限，由建筑专业占用，主要包含项目中各类设备基础。

2.3.6 出图设置

在BIM 模式下，模型建立完毕后，可以很轻松地完成任意立面、剖面和标高平面的图纸，而且可以提供各个角度的三维视图以便于施工人员理解。

工程中的标注主要分两大类，一类为尺寸标注，主要表达一些诸如长度，角度等数据参数，它们的标注形式主要表现为具体的数值或角度。另一类为注释类，此类标注主要表达诸如名称、标高、编号等，它们的主要表达形式为文字和数字的结合。

在Revit 模型中，所有模块(族类)如门、窗、柱、灯、设备和管道等都是一个简单的信息模型，通过模块的属性，可以查看该模块的各种信息，而第二类标注所需要表达的信息，绝大部分均包含在模块中，故在Revit 中，注释类标注是通过提取模块中的信息来完成，通过定制一些族类，可以对模块某些特定的属性进行提取并表达，整个标注过程不需要手动输入。

3 脱水机房三维设计方法探索成果

本模型以宁波市江东南区污水处理厂工程脱水机房为模板，内设离心脱水机4 台，脱水机设置于室内夹层上，配电间及控制室设于夹层上，车间内电缆布置以架空桥架形式进入配电间及控制室。平面布置上，污泥堆棚位于脱水机房上侧(图4)。

图4 脱水机房设备设置图

图5 脱水机房设计图、表

4 存在问题

利用Revit 软件实现脱水机房三维设计尚存在一些问题，无论在设计流程上还是模型建立上均需在实际工程中不断地改进。

(1)专业分工，各专业在各阶段的侧重点不同，在方案、工可阶段，工作量集中在工艺专业，其他专业为辅，此时协同设计的流程未必适合，同时Revit设计的优势可能难以体现。

(2)Revit 的优势在于准确精细，依据现阶段项目所需要的前期工作文件准确度来讲，使用Revit是否能够提高效率存在疑问。

(3)在协同设计流程中，理想化就是各专业同时在一个工程中进行操作，这样方便了各专业发现问题，也可较快解决一些工作集权限的问题。但由于目前生产任务较多，很难保证各专业同时在一个工程上操作，此时一些设计或权限上的问题就不容易解决。

(4)ISO 流程，目前我院的质量管理体系均采用的是纸制记录的ISO 流程，而Revit 采用的是一个协同的设计环境，中间可以节省相当多的交接反交接工作，但是如何保证每个环节的时间节点、质量问题是一个需要解决的问题。

(5)设备、管配件、标注和注释族，Revit 中的适用于我院水处理的设备及管配件较少，都需要有专职人员对其进行开发，且难度较大。各类标注不够灵活，无法满足工程设计中各式各样的标注及注释。

5 结束语

在污水厂建筑物中，包括污泥脱水机房、鼓风机房和加药间等，单体内均有较多的设备及管线阀门等，且管线间布置较为复杂，在施工安装过程中施工人员常有误解。通过对离心式脱水机房进行三维协同设计尝试，并提出协同设计建议流程，建立三维BIM 模型。对于协同设计流程，存在的问题较多，需要各专业群策群力，共同讨论，同时也需要在今后的工程中不断地实践，不断地改进，最后得出一个适合水处理工程特点的协同设计流程。

今后不断完善现有污泥脱水机房的模型及设备，优化已有的协同设计流程，同时，还将进一步进行污水处理厂加药间、鼓风机房等其他建筑物的三维设计探索。

［1］吴吉明.建筑信息模型系统(BIM)的本土化策略研究［J］.土木建筑工程信息技术，2011，3(3):45-52.

［2］吴凡.建筑设计工作方法的新变革——建筑信息模型技术的思考与应用.土木建筑工程信息技术，2011，3(3):53-56.

［3］何关培等.BIM 总论［M］.北京:中国建筑工业出版社，2011.