目前，国内外污水处理厂项目的设计工作除结构分析采用三维模型外，大多数工作仍采用二维的设计模式。然而，在一些复杂的或者改造的项目中，常会遇到传统二维图纸无法清晰表达的问题，如地下污水厂的协同设计，滤池等复杂池体的异形结构形体、改造过程中多种管线的穿越等。同时，在项目汇报和方案展示时，通常只能采用效果图的方式向业主展示，这既增加设计成本，又难以让业主直观的明白设计意图。因此，BIM技术的出现可以很好的解决以上这些问题。

此外，基于二维CAD图纸的设计模式，若出现修改需要反复更改图纸，工作繁琐、效率低下且容易出错。污水处理厂应用BIM 技术改变了传统的二维设计方法，带来了新的设计理念。BIM 旨在建立以参数化的数字模型为基础，采用修改完善各个模型数据的方式来完善设计工作，提高设计质量，同时信息模型的平台也为设计方与业主和施工方搭建一个有效的沟通平台。BIM在城市污水厂设计中的技术优势主要体现在以下几个方面:

图2 构（建）筑物模型工作集图

（1）协同设计，减少管线碰撞。由于污水处理厂设计覆盖工艺、结构、建筑、给排水、暖通、电气等多个专业，在传统二维设计过程中，往往由于各专业之间的沟通不到位，而出现各专业之间的碰撞问题，例如管道与梁和柱之间的碰撞，而利用BIM 技术能够在设计阶段对各专业的碰撞问题及时协调解决。如图2所示，利用Revit 软件工作集模式，可以做到多专业协同设计。在工作集中不同设计人员对图元构件有独立权限，此功能可以保证自己的工作内容不被任意修改，同时当不同专业发生碰撞时，及时通知图元所有者，能有效地消除碰撞点，同时解决错﹑漏﹑碰、缺等问题，解决了二维图纸沟通不当造成的返工、工程浪费，以此提高设计效率。

（2）精确算量，减少成本浪费。污水处理厂单体繁多，工艺复杂，工程所需管道管件、设备多种多样。然而，传统二维设计需要技经专业人员统计核算工程量，内容繁琐且不能保证计算准确。利用BIM模型可以自动精准快速地生成工艺设备及管道附件的工程量，当方案变更时，材料表中的数量会随模型的变化自动更新，为材料的采购、预制下料等提供更加直观的数据显示，使得材料供应更加方便。同时还能够有效地辅助人工管控，材料节约，预制加工人员相对固定、材料集中管理，能够辅助精确进行成本预测分析和成本纠差、实施成本控制，真正做到“多、快，好、省”。

图3利用CFD对V型滤池水力模拟

（3）模拟分析，优化设计方案。利用BIM技术不仅仅局限于原有的展示.漫游、施工模拟和出图，而且可以通过有限元分析软件寻求水力模拟与工程设计之间的互动，通过模拟和比较来优化设计。如图3所示，V型滤池在实践中经常发生V型槽配水不均匀现象，利用CFD模拟比较各种进水﹑配水设施的水力模拟表现能够选取最优的设计方案。

（4）可视化交底，保证施工质量。污水厂设计精度高，对各构筑物的功能尺寸设计要求高，通过BIM 和虚拟现实( VR)技术将线条型的图纸转变为立体的三维模型展现在人们的面前，解决了二维图纸和三维现实的脱节问题;对于复杂节点，借助施工工序模拟、设备安装模拟动画和 BIM 模型向现场施工人员可视化交底，与施工人员及时沟通施工难点和要点，提高了互动性和反馈性，确保按图施工、规范施工，保证施工质量。

（5）数据共享，利于施工管理。基于BIM技术的信息化、智能化管理，在施工过程中可以做到信息共享，帮助工程师更加有效地实时了解工程进度。同时，在工厂化预制加工和现场安装的过程中，通过BIM技术的运用对预制加工厂集中化进行文明施工与安全管理，使得安装工序更加程序化、标准化，真正做到工程施工可视化智能管理。再者，基于BIM 进行施工现场管理，借助模型，辅助完成现场平面布置的整体规划，包括:用地规模及范围、门卫设置、现场机械布置、临时设施布置、材料运输管理等。

本文刊载 / 《土木建筑工程信息技术》期刊

2021年 第2期 第13卷

作者 / 宋承明

作者单位 / 上海市政工程设计研究总院第十设计院

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