BIM技术在污水厂项目前期的应用

BIM技术在污水厂项目前期的应用

周思廷1马鑫欣2

1、身份证号：513030199507050042， 四川 成都 610011

2、身份证号：511126199509061844， 四川 成都 610011

[摘  要]污水厂存在设计难度较高、施工条件复杂、建设周期长、项目投资大等特点，做好前期工作是污水厂项目顺利实施的基础。该文针对BIM技术在污水厂项目前期工作中的应用进行了探讨。

[关键词]BIM技术；二次开发；项目前期；污水厂设计；提升效率

1引言

随着我国经济的迅速发展，国家对水环境保护的关注达到了前所未有的高度，并加大了对污水处理设施项目的投资力度，这一举措促进了污水处理厂项目的蓬勃发展。此外，在“十四五”建筑业发展规划中的主要任务之一就是“加快智能建造与新型建筑工业化协同发展”，更是在其中明确提出“推广数字设计”、“加快推进建筑信息模型（BIM）技术在工程全寿命期的集成应用”、“鼓励大型设计企业建立数字化协同设计平台”等要求[1]。这些新要求不仅对传统建筑行业的转型升级提出了迫切的呼唤，更为其指明了迈向数字化发展的新路径与方向[2]。但BIM技术如何为污水厂项目所用是很多工程正面临的问题。

2污水厂项目前期工作的特点与现状

2.1污水厂工程项目前期工作的特点

一是政府重视程度高。因此，在项目筹备的初步阶段，设计人员需要投入大量的精力与时间，与相关部门进行深入细致的沟通，以确保全面、准确地理解与把握项目需求。

二是前期工作较复杂。在项目初期，项目边界条件（如水质水量、地质条件等）不清晰，但成果却要求对占地面积、投资预算、建筑景观风格等细节要素进行呈现。

2.2污水厂工程项目前期工作的重要性

项目前期工作，作为整个项目生命周期的起点，涵盖了项目的方案规划、项目建议书、可行性研究等多个关键环节，涉及到对工程质量以及投资效益的初步评估，这些评估结果将直接影响到项目后续的资金投入和资源配置[3]。

污水厂作为城市的市政基础设施，其建设水平的高低不仅影响着城市的生态环境质量，还直接关系到社会的公共利益和人民的生命财产安全。因此，在项目前期工作中，必须充分考虑项目的环保性、经济性以及社会影响等多个方面，确保项目能够按照高标准、严要求进行建设。

2.3污水厂项目前期设计工作的现状

在项目前期阶段，由于边界条件的不清晰，直接导致设计人员无法精准把控设计的深度和广度，往往陷入两个极端：一是过度设计，无谓地增加了项目成本；二是设计不足，难以满足政府部门的实际需求。

随着设计方案的不断完善和设计成果的具体呈现，业主的需求也随之发生调整。这种需求的变动性迫使设计方案经历多次反复的修改，然而项目的既定时间节点却未做相应调整。这种情况不仅增加了设计人员的工作量和时间压力，也对项目的顺利推进构成了挑战。

3针对污水厂开发的BIM设计平台在项目前期的应用

3.1设计平台构造介绍

设计平台主要基于Revit进行二次开发，结合Java及C#编程语言、Revit API类库，采用五个架构分层完成系统架构搭建：

1）数据层建立关联型数据库及项目文件系统以数据的方式进行存储；

2）逻辑层植入工艺、结构、建筑、电气等各专业设计计算逻辑，各专业所需设备选型逻辑，参数化模型计算逻辑及给定设计条件下工艺路线选择和单体设计的智慧参数推荐逻辑；

3）系统服务层提供前端服务，配置服务，资料服务及文件服务；

4）功能层将项目设计过程中所涉及到的核心功能封装；

5）应用层主要由网页端、Revit端、cad端组成，通过设计人员各项命令操作，调取逻辑层设计逻辑，给出设计答案。

3.2利用BIM设计进行流程的优化

传统二维设计大多采用线性的设计流程，工艺、结构、电气、建筑、造价专业进行流水线式交互提资，并在进行二维图纸方案的设计后，交由bim设计人员进行翻模。该方式需要花费大量时间进行专业间的沟通提资，容易出现信息错漏的情况；在边界条件变化频繁时，修改导致的重新绘图往往贯穿了整个方案设计阶段。

BIM设计可优化二维设计的“传统流水线作业”工作模式，利用Revit自带的“中心文件”机制，达到了实时修改实时更新查看的目的。同时，自研BIM设计平台在此机制基础上，项目建立伊始便对各专业工作集进行预设，实现设计人员“登录即用”的效果。

图1 BIM设计流程图

在BIM设计中，由于外部景观设计与水厂内部构筑物设计相对独立，除景观以外的大部分专业在BIM设计平台内进行协同正向设计，直接出具三维模型。相比之下，BIM设计中“共用一套模型”的思路减少了传统设计提资套图的繁琐过程，针对模型的变化也可以做到“一次修改，全专业共享”的效果。

3.3BIM设计平台提升设计效率

一般的BIM正向设计是由设计人员根据项目规模、进出水水质等条件，确定水处理工艺路线即单体构筑物，再编写单体计算书确定单体结构尺寸，最后应用BIM软件进行单体三维模型的构建。而污水厂内的单体构筑物繁多，结构较为复杂，故而普通的BIM正向设计效率并不是很高

[4]。

而自研BIM设计平台除了稳定的系统架构，还在其服务层与应用层结合水处理国家、行业设计标准，预设样板项目[5]、水处理单体计算书、参数化单体模型族库、参数化设备族库等形成了一套健全的设计逻辑。可以让设计人员在录入项目处理规模、设计进出水水质后推荐水处理工艺路线，并利用处理规模自动进行设计，计算出单体各部分尺寸数据，在单体模型生成时，程序调取计算参数传递至参数化模型内，实现“一键生成单体模型”的效果，成为在项目前期设计阶段应对业主需求变更的有力手段。

3.4设计成果的呈现

Revit三维模型与效果图的结合可以使设计方案更直观地表达项目与周边环境关系，模型漫游则可以生动体现项目内部构筑物情况，从而使业主对项目的建设有更加清晰的认识，提高设计团队与业主的沟通效率[6]。如果追求更好的色彩、材质、光影等效果，可以利用Revit与三维模型渲染软件互通的机制，将rvt.格式模型导入Lumion、Enscape等软件，进行景观小品的添加并进行动态渲染，将外部景观与水厂构筑物进行有效衔接，更为全面地展示项目细节及整体效果。

4结论

综上所述，基于BIM技术研发的设计平台即利用程序执行设计计算与建模的方式不仅提高用户建模效率、简化建模过程，也可以大大提高设计效率。以该种方式出具的设计成果也将增加方案成果的细节度，为项目前期业主做决策提供有力支撑，也为后续项目的开展实施打下坚实基础。

参考文献：

[1]住房和城乡建设部．“十四五”建筑业发展规划[EB/OL].[2022-1-19]. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-01/27/content_5670687.htm

[2]李德贤，任晓东，朱力俊等.BIM正向设计提效探究[J].建筑科学,2023,39（2）:225-234

[3]许冬萍.浅谈做好水利工程项目前期工作的几点建议[J].农业开发与装备,2024（7）：232-234

[4]杨荣华，张翼．中国式BIM悖论——谈谈“正向设计”[J]．建筑技艺，2020（12）：88-93

[5]黄晓冬，林卫东，王彦哲等．基于业务流程再造的BIM正向协同设计研究与应用[J/OL]．土木建筑工程信息技术.

https://link.cnki.net/urlid/11.5823.TU.20240606.1227.010

[6]李佳雨.BIM技术对景观设计流程的优化与应用[J].现代园艺，2024（16）:121-123