探讨基于Bentley软件的全地下污水处理厂BIM设计应用

卓星星 闫帅军

Building Information Modeling意为建筑信息模型，简称BIM，是近年兴起的一种可用于协助实现工程全生命周期的可视化技术，能够有效地解决传统工程设计工作中存在的部分问题。文章主要结合在某全地下污水处理厂设计中Bentley软件的应用经验，对BIM技术在市政行业内水厂设计工作中应用的可能性做出分析与总结，为行业内的BIM推广以及相关软件的专业化升级提供参考。

BIM软件是实现建筑信息模型建模的工具，据不完全统计，目前国际上公认的BIM软件已有70多款，引入国内的有30款之多，其中使用最广泛的有Revit、ArchiCAD、Bentley系列等。Bentley是全球领先的多行业集成的全信息模型(BIM)解决方案厂商，产品主要面向全球领先的建筑设计与建造企业，多年来致力于搭建工程、采购、建设方及运营方一体化协同工作平台，以及结合地理信息规划与设计数据库等工作。

Bentley系列软件主要包括ProjectWise、MicroStation、Navigator、Lumen RT等，涵盖二维、三维制图校审及演示功能。项目位于陕西省西安市，形式为全地下污水处理厂，涉及专业包含建筑、结构、给排水、暖通、电气、自控、总图及景观，多专业的协同设计在传统制图模式中存在的诸多问题能够在BIM涉及模式下得到有效规避，但仍在探索阶段的新技术仍然存在一些实际应用上的问题。

一、全地下污水处理厂项目概况

项目名称为国际社区东岸污水处理厂工程，位于陕西省西安市沣河生态景观带东岸，紧邻规划的沣河国际小镇，项目总规模10万m3/d，其中一期规模1万m3/d，二期规模9万m3/d，出水要求达到地表水准四类标准。本次BIM技术用于项目一期的设计工作，厂区形式为全地下式，深度为施工图设计阶段。

二、基于Bentley系列软件的设计流程

1.基于ProjectWise的多专业协同平台搭建

（1）为了满足保密性需求，使用ProjectWise（协同管理平台）在局域网内建立公司专用地址，并为每一位工作人员创建个人账号。

（2）公司内最高权限管理员新建并分配项目专用文件夹，并赋予项目负责人在项目文件夹内的最高管理权限。

（3）项目负责人按照项目资料、项目二维成果、项目三维成果、软件底层文件等分类创建一级文件夹，并按照子项、专业等创建多层级子文件夹，将项目前期资料上传，并将统一制定好的制图规则以软件底层文件的形式储存至网络服务器，以便设计人员统一调取和加载。项目负责人为不同层级不同子项设计人员划分文件夹操作权限，设计人员无法在不具备相关权限的文件夹内进行操作，以防文件存储混乱及误删等问题。

（4）项目设计平台搭建完成，制定厂区总体设计方案及布局，确保主体设计方案合理可行后，将任务划分至各个子项各个专业，即可基于Project Wise软件开展协同工作。

ProjectWise的功能类似于一个网络共享文件夹，但作用不仅仅于调取固态资料，各设计人员均可在本模型的基础上实时查看其他人的最新成果，通过站内邮件获取图文并茂的校审信息并做出更改并反馈，同时底层文件统一配置这种模式可有效避免不同作图习惯导致的理解偏差。

2.基于OpenBuildings Designer的建筑结构设计

（1）给排水专业设计人员根据专业计算，初步提供各水厂单体尺寸、设备安装尺寸及荷载、开洞及埋件位置等信息至ProjectWise平台。

（2）结构专业设计人员在ProjectWise平台调用给排水专业提供的建构筑物尺寸信息，在该子项结构专业文件夹中创建设计文件，利用Bentley系列自主研发插件进行配筋等核算，并在OpenBuildings Designer中完成土建骨架搭建。

（3）建筑专业设计人员在该子项建筑专业文件夹中创建设计文件，并在软件内通过参照的方式调取结构专业提供的土建骨架模型，进行完善设计，提供中间版建筑外形。

OpenBuildings Designer主要功能是土建方面的建模工作，除基础三维制图外，还能够实现智能配筋，材质赋予等功能。对于全地下污水厂来说，具有整体性非常强的特性，项目内子项繁多，分块零碎，在开始工作前，建立统一轴网，便于空间定位。互相参照的协同方式避免对其他设计人员成果误操作，参照文件无法编辑且不占文件容量，保证软件运行速度。

3.基于OpenPlant Modeler的设备设计

（1）给排水专业、暖通专业及电气自控专业设计人员在该子项各自专业文件夹内创建设计文件，于OpenPlant Modeler软件内参照已经搭建完成的土建模型，进行设备布置。

（2）各专业设计人员应在软件内参照该子项所有专业设计文件后，再开展工作并实时更新至ProjectWise网络服务器，以便及时查看碰撞及交叉问题，并协调修改，例如，管道交叉、开洞修改、门窗遮蔽等问题，修改完成后提交校审核并为箱体总装做准备。

OpenPlant Modeler软件内集成了水处理设备、电控设备、管道及管配件等设计元素，可以帮助设计人员快速实现统一风格的模型创建，且这类设备均具备对应属性，可一键生成设备材料统计，在规范建模的前提下高效且错误率低，此外，在Bentley软件系列内支持自定义设备并赋予属性。

4.基于OpenRoads Designer的总图设计

总图专业设计人在专用文件夹中创建设计文件，参照并定位所有子项所有专业设计文件，总装地下污水厂箱体各部分模型，利用OpenRoads Designer软件根据现状地形创建设计地形，规划厂区交通等，根据专业需要提出问题，各专业协同调整。

5.基于Navigator的设计图纸校审核

校审核人员在Navigator软件中打开设计图纸，可按照不同图层，剖切面，角度查看设计细节中存在的问题，标记截图并提出意见。校审核意见可以通过ProjectWise内部邮件发送至各设计人处，供查看修改和反馈。

Navigator也可用于自动碰撞检查，并生成碰撞报告，提高校审核速率降低设计错误率。

6.基于Lumen RT的景观设计及可视化成果展示

（1）Lumen RT提供景观设计及场景视频渲染功能，将参照生成的厂区总装文件在软件内（Bentley系列软件均提供软件内一键转至Lumen RT功能）导入Lumen RT，进行植被栽种，路面铺装，建筑材质贴图，天气、灯光模拟，车辆人物模拟等。

（2）利用软件自带功能，进行第一视角的厂区由远及近、由外到内的展示视频制作，Lumen RT成果文件可与部分第三方软件兼容，实现孪生城市搭建、VR实景体验等功能。

7.基于MicroStation的成果产出

各专业在三维模型搭建完成后，除三维成果外，也可在MicroStation中同步完成二维施工图纸出图，实现模型剖切及二维标注，统一出图格式及标准即可。较为细节的地方是，软件可根据建模时选择的材质在剖切面上生成对应的填充样式，并支持修改。

三、结语

BIM技术在市政领域的应用中，为设计人员提供了直观及便捷的设计环境，能够解决传统二维设计中存在的专业间及专业内部时间空间的错乱问题，减少交叉碰撞的产生，在设计成果的输出上同样具备效率和正确率上的优势，多样化的成果也为后期运营提供了更多可能性。但想要在市政领域完全推广BIM技术仍有一段路要走，目前主要存在的问题有：

（1）内置模型库数量少，难以达到日常设计需要；

（2）设计规范不全，专业算法未集成至软件内，导致难以直接用BIM软件进行正向设计。

从孪生城市，可视化交付等需求中开拓三维市场这第一步已经走出来了，接下来就到了创建打破行业壁垒的BIM设计生态链这一环节，良性且广义的BIM设计环境，需要各行各业的鼎立参与。