摘要：介绍了目前市政工程设计的局限及引入建筑信息模型（BIM技术）的优势。以bentley软件为平台，昌吉市头屯河水厂及管网建设项目勘察设计为例，从使用者的视角简述了BIM技术在市政工程设计上的应用。BIM理念和技术有传统设计无法比拟的优点，是未来建设行业的发展方向。
关键词：BIM;bentley;市政工程设计
中图分类号：N945.12 文献标识码：C
1.市政工程设计的现状与局限性
目前，市政设计各专业在手工制图转变为计算机CAD制图后，制图的速度和质量都得到了飞速的提升。目前市政设计的标准流程如下：主专业根据项目规模和实际情况确定各种建构筑物的位置、大小、朝向，提资给各辅助专业配合设计，而后返回给主专业进行下一步布置，完成后重新提资给辅助专业，最后统计工程量及出图。若中间环节出现池壁、孔洞、管道碰撞，则还需要重复上述流程，直至设计完善为止。
可见，二维CAD同样存在重复工作量大、错漏不容易发现等局限，这严重影响了设计以及施工的效率。另外，二维CAD图纸中图例、管线、设备、孔洞等都是抽象出来的样式，尽管行业内人员可以清晰读懂，但若需要展示给业外人士则需要一定程度的辅助解读，这也是平面设计的又一局限。
2.市政工程中BIM技术应用的必要性
BIM （Building Information Modeling）全称“建筑信息模型”，是建筑学、工程学及土木工程的新工具，是用来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计[1]。
BIM是未来设计的前景，它是继CAD后出现的建设领域又一重要的计算机应用技术。运用BIM技术进行生产，可提高设计质量和效率，让我们在设计行业中抢占先机。
在工程设计中，BIM技术中的运用ProjectWise平台作为实施设计管理系统，提高了各专业的沟通效率。这是由BIM技术的设计逻辑决定的。以往CAD制图各专业需要反复数次互提资料，而BIM技术所有专业将在同一个平台上同步工作，由建筑专业建立轴网、楼层开始，结构专业即可建立柱网及楼板、墙壁，接着工艺专业即可根据建立好的建筑模型放置设备及管线，同时建筑结构专业也可以根据其他专业的进程而同步进行开孔洞、做配筋、放置楼梯间等。整个流程是互相参照且同步进行，沟通效率大大提升。
随着当前可用场地逐渐减少，市政工程精细化逐渐成为趋势。在空间越来越有限，管线越来越复杂的情况下，工程建设逐渐往空中发展。因此，二维制图要体现出设计思路势必需要更多图纸展现，该情况一方面使设计更加抽象，另一方面加大了看图方的难度。三维设计由于其可视化的特点，极其容易适应新的设计趋势，大大降低了设计中的绘制难度和施工中的读图难度。
3.BIM技术用于市政工程设计实例
中国市政工程华北设计研究总院（下称“华北院”）于2008年开始投资引进Bentley系列三维设计CAD软件，首次将BIM技术在石油天然气输配工程方面尝试应用。到2021年，已组织了多名设计员学习BIM技术，有组织、有计划、有步骤地开展三维建模实践，目前已经能将部分有代表性的工程转换为三维模型、制作各设备单元、参与底层开发等[2]。越来越多的设计人员参与BIM技术实践并都取得不错的效果，BIM技术在院内得到了较深入的了解。经过近十年的积累，本院目前已经开发制作了大量水处理工艺设备三维图元素和可调参数的图库部件，因此关于水处理建（构）筑物、管线管廊、设备、管井等制作和总装都能快速完成[3]。
笔者于2019年、2020年、2021年参与了“佛山市城北污水处理厂地埋式改建工程EPC项目”、“昌吉市头屯河水厂及管网建设项目勘察设计——净水间”两个水处理厂站BIM设计案例及 “奋勇高新区高铁连接线建设项目勘察及初步设计”的道路BIM设计案例。（见图1）
以下将以“昌吉市头屯河水厂及管网建设项目勘察设计——净水间”，介绍BIM技术在厂站设计中的应用。由于廠站设计涉及的专业众多，需要各专业深入配合，及各个软件相互协同，因此厂站的设计是BIM技术应用的重难点。
3.1项目准备
在bentley软件环境下，进行该净水间BIM模型的创建。首先在ProjectWise软件上进行统筹工作，如规定项目组长并赋予权限，给各专业挂接相应的工作环境。然后按子项以及专业分出自己的工作文件夹，每个专业负责人在自己工作文件夹中进行建模布置，保证不互相干扰。当需要专业间协同工作时，则采用软件中“连接参考”的功能对照其他专业的设计。
为所有专业能精确定位，建筑专业需要提前建立楼层以及定义在每个楼层上的轴网，见图2，以统一各设计人员绘图位置，保证各单元总装时能完美缝合。
有了以上准备工作后，各专业既有统一的平台及布置定位，又有各自的权限，还可以互相查看其它专业的设计情况及工作进度，因此协同设计的基础便打下了。
3.2（建）构筑物模型创建
完成上述准备工作后，市政设计中首先创建的是项目的（建）构筑物模型。由于楼层信息及轴网信息已确定完毕，关于梁板柱的布置必然是精确的。此外，设计人员还能将CAD二维图纸作为外部参考链接进入建模系统，对细小的梁、柱以及夹层进行点对点建模，杜绝手工对照可能产生二次操作的失误。
箱体拉建完毕后，建筑专业设计人可布置栏杆、楼梯、门窗等建筑元素。三维显示可避免各种在二维设计时容易出现的纰漏——如栏杆封闭出入口、楼梯跑数设计不合理等问题。
3.3给排水系统模型创建
设计给排水系统时，将CAD二维图纸作为外部链接参考进三维系统中，可准确快捷进行干管定位。布置好干管平面图后，通过纵向偏移将干管平移至准确的空间位置，再补充竖管和支管，形成一个完整的管线系统。最后调整管线中管材、管径等属性，补充管件和阀件，给排水管路系统则初步布置完成。另外，对于有坡度的排水管线还需要补充管线坡度属性。