近年来，建筑行业规模增长速度在逐步放缓，亟须新的活力促进建筑行业振兴，建筑信息化、智慧化及精细化发展趋势应运而生，BIM技术是实现建筑智慧化的数字化基础[1-2]。由于平台适配度、行业规则、政策性及人才结构配置等问题，我国BIM的设计仍处于逆向阶段[3]，因此针对上述问题，本文梳理并总结BIM技术正向设计的实施方法。利用正向设计理念，对北京市通州区河东资源循环中心一期工程脱水机房项目进行正向设计，确定脱水机房设计工艺方案，按照工艺设计流程完成标准制定、模型设计及协同作业三个方面的BIM技术正向应用，以期为BIM技术正向设计在处理厂相关工程实践提供参考。1BIM正向设计方法1.1正向设计方法概述三维设计包括BIM正向设计和BIM逆向设计。正向设计是指土木工程师在三维软件的基础上，同时完成三维模型和二维设计图纸的方法。BIM正向设计是相对于逆向设计方法创建BIM模型而形成的一个概念。正向设计开始于方案设计，持续到施工图完成，重点在于优化设计，提高建构筑物的合理性，确保图纸的正确性。正向设计方法可对工艺专业BIM工作流程进行优化，将逆向设计中的工艺专业与BIM小组并行的工作模型优化为由工艺专业设计人兼任BIM建模人，同时完成设计和建模工作，省去了设计人员和BIM小组的交互流程，更贴合传统的设计流程。1.2正向设计方法特点（1）二、三维联动[4]。从设计流程来看，BIM正向设计通常是在一套设计系统上进行，模型图纸同时生成，即完成功能和空间后，二维平立剖图纸可以同步完成，二者可随时变更，可以降低错误概率，提高设计师的工作效率。（2）设计优化。对于设计师而言，正向设计可让设计人员获得直观的设计感，更关注设计本身的功能和空间以及关系。在管线设计过程中，设计人员还可根据规范要求和项目情况进行碰撞检查，以达到辅助质量控制、优化工程设计的目的。（3）降低成本。对用人单位而言，正向设计虽然前期培养时间有一定的延迟性，但随着工程阶段的进行，避免了反复的设计变更和建设调整，减少了人机料法环的不必要投入，具有持续性增长力，可为用人单位带来较大效益。因此，正向设计可以弥补传统设计的不足，也可实现对三维逆向设计流程的改进，完成对传统项目设计流程的升级和优化。工艺专业BIM工作流程如图1所示。图1工艺专业BIM工作流程10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F1a1（a）正向设计10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F1a2（b）逆向设计2污泥脱水机房工艺方案的确定2.1项目概况本工程建设规模为6 万m³/d，采用“多模式A2O+MBR”处理工艺[5]。项目是一座地下融合污水处理、初期雨水处理、再生水回用、污泥处理、污水源热泵等多项功能，地上方打造生态湿地的综合资源利用中心。水处理厂专业度高，部分单体结构复杂，整体箱体处于地面以下，项目参与人员众多、工艺与环境因素互相影响大，明显增大了项目的设计难度。因此，在部分复杂单体如膜池、脱水机房、加药间中，选择脱水机房采用BIM技术正向设计进行优化设计。污泥工艺采用浓缩脱水工艺，出泥含水率低于80%，脱水后污泥送至污泥处理厂进行处置。2.2BIM技术正向设计的应用2.2.1制图标准的确定本工程采用北京市市政工程设计研究总院制定的《BIM模型交付标准》进行模型设计。管道众多，为了区分管道种类，在采用Revit软件进行管线正向设计时，采用管道过滤器及管道组共同配合设置，最后以视图样板固定模型制图标准。本脱水机房项目共含6类管线，如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F002图2管道过滤器2.2.2工艺模型的设计（1）土建模型内尺寸设计。本单体为脱水机房，首先工艺工程师对离心工艺的地下式脱水机房应有空间概念，明确脱水机房单体建在地下操作层，且污泥首先进入单体内的两座贮泥池，池底与操作层平齐。采用离心脱水工艺的脱水机房需要在房间内部设置混凝土平台，完成污泥从离心机到干泥泵的处理。根据建筑专业和暖通专业的初步配合可知，料仓与消防泵房合建，消防泵房下设逃生廊道。根据空间位置关系，工艺设计人可以开始墙梁板柱平面位置的布置。根据设备基础定位，插入定制设备组，录入脱水机房内设备的参数信息，如螺杆泵的流量、扬程、功率，离心机荷载等，完成主体提资模型，如图3所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F003图3地下厂污泥脱水机房工艺三维条件（2）入廊管线设计。在厂区支廊和污泥脱水机房相邻的部分，将工艺管线设计为由支管廊进入脱水机房，采用局部做井方案。从局部井室穿出来的管线分层布置在厂区支廊部分时，不仅会与其他在支廊的管线交叉，也会在单体交接的地方出现多个弯头。在常规的设计中，建筑制图的平立图已经无法清晰表达连续转弯的管线布置，但三维模型的优势恰恰在此。项目需要大量剖面图表达管线交叉关系时，尤其是设计不稳定时期，如方案或初步设计阶段，需要经常调整不同管线走向、遮挡关系。管道布置改变时，剖面相应改变，甚至需要更换剖面位置，但在模型里采用范围框即可达到统一裁剪目的。二、三维的联动性使生成的二维图可以同步更新。污泥脱水间局部三维管线布置如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F004图4污泥脱水间局部三维管线布置采用Revit范围框完成的污泥脱水机房支廊管线模型剖面与生成二维图纸进行深化后的对照关系如图5所示。图5支廊三维管线剖面图及BIM深化图10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F5a1（a）三维剖面图10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.039.F5a2（b）BIM深化图（单位：mm）在设计过程中，工程师需要添加管道、阀门等相关参数，如管材、压力等级、充满度，管道是否带压，阀门是否带电等属性，可随模型直接传输至其他专业进行协同设计。在管线设计过程中，设计人员还可根据自己的设计原则进行碰撞检查，以达到辅助质量控制、优化工程设计的目的。2.2.3三维协同作业在BIM正向设计的初级阶段，缺乏技术支持等因素，主要依靠CAD的外部参照、Revit链接或工作集功能进行二、三维或纯三维协同作业，原本面对面直接地配合变成适应软件和依照网络情况而定的配合，效率较低。近年来，协同平台产品日益成熟，使各专业之间的图纸校对、审核、审定功能更便捷和准确。本项目各配套专业与工艺专业的配合采用水处理的二、三维协同平台完成。3结语BIM作为未来市政基础设施信息化和数字化建设的发展方向，已经在业内得到了广泛应用和发展。BIM技术的核心是与大数据结合进行数据录入及调用，目前将BIM技术与计算机领域的人工智能及大数据技术相融合，构建“互联网+”环境下的智慧建造工艺已成为发展趋势。