在目前的BIM技术应用过程中，多数项目是采用传统CAD制图方式先绘制图纸，再利用BIM软件建立模型，即BIM翻模，应用过程中存在大量重复工作，BIM的应用价值未能被充分挖掘。与翻模相对的概念是基于BIM正向设计，即利用BIM相关软件进行三维设计，设计完成后导出一系列设计成果，满足设计出图、审图、模型应用的要求。BIM正向设计的应用受制于诸多因素，如设计周期难以保证、设计族库不全、设计图例不符合要求、专业人才缺乏等，尤其是难以直接生成管线系统图。随着软件技术、BIM应用标准、智慧城市建设的发展，基于BIM技术的正向设计已被更多的人接受并进行了尝试。以南京医科大学第二附属医院室外管网工程BIM设计为例，探索了BIM技术在医院室外管网正向设计中的应用方法。

1 工程概况

南京医科大学第二附属医院是位于南京市鼓楼区的三级甲等医院，包含新建儿童、消化医学中心综合楼，总建筑面积56852m²，其中地上38800m²、地下18052m²，建筑占地面积4850m²，用地面积8543．4m²，绿地面积1794m²。室外管网设计包含新建建筑的室外污水、雨水、给水、消防、智能化、电力、医用气体、蒸汽、燃气等系统设计。项目用地红线紧贴河道保护线，护城河与项目东侧用地红线仅17m左右;基地内接入管多，基地高差大，道路最大坡度达0．008;地下室覆土深度不足，室外管网布置空间狭窄;医院建筑对污水的流线要求更高;工期紧张。项目系统复杂，在实施之初，就通过视频会议方式与业主确定了应用BIM技术进行正向设计的目标及任务。

2 BIM设计方法

项目全过程咨询应用流程如图1所示。

图 1 室外管网 BIM 全过程咨询应用流程

在合同签订阶段即与业主充分论证了利用BIM技术进行正向设计的可行性，BIM技术将贯穿项目设计、施工、运维全生命周期，充分挖掘BIM价值，满足医院建筑的运行及防污染要求。

3 BIM正向设计

3.1准备阶段

进行BIM正向设计需要进行一系列的准备工作，这其中涉及政府部门、企业、项目不同级别，只有做好了充分的准备，BIM正向设计才能顺利推进。

企业除了要积极响应政策要求外，同时要结合自身发展要求，制定适合企业的BIM应用路径。为顺利推行BIM正向设计，制定适合企业的《BIM建模标准》《BIM交付标准》《BIM出图标准》《族库管理标准》;对常用的设计规范，需要借助二次解发，对规范条文进行语义化解读，从而利用计算机对BIM设计成果进行智能审查。企业推行BIM正向设计，需要储备相应的硬件、软件、人才资源，给予试点项目资金支持，鼓励利用BIM技术进行正向设计。

在本项目实施中，利用Dynamo、Revit API解发室外管线检查井标高、深度自动调节插件，室外管网间距自动审核插件，极大地提高了设计效率(如图2所示)。为确保BIM设计成果的真实性，对照相关图集标准，定制了标准族，形成族库，定族文件中主要体现构件的外形尺寸、构件编玛。

图 2 室外检查井高度、深度自动调整插件

3.2设计阶段

3.2.1项目分析

在解展BIM正向设计前，需要收集项目的市政资料，并对设计资料进行分析，重点分析市政雨水、污水、给水、电力接口及地形高差。利用BIM软件建立项目景观模型，模型精度达到LOD200要求，模型中体现出地形的高差、道路、人行道、绿化、铺装、水景等主要设施。项目地形呈现从东到西逐渐降低的情况，最大地形高差达2．0m，内部道路最窄宽度

为4．0m，用地紧张。同时在项目北侧为现状医技楼(见图3)，施工时不得破坏现状雨、污水管。

图 3 室外土建模型

项目与原医技楼在二层通过连廊连接，在设计时需充分考虑连廊基础是否与管网发生碰撞;项目西北门和西南门与市政道路存在1．5m左右高差，且项目西侧地下室侵占一半道路路面，地下室顶部覆土仅0．4m，在调整排水管标高控制点时需要充分考虑管道覆土厚度;由于靠近河道，经地质勘察后发现，化粪池部位下挖2．8m左右即出现大量涌水，基地内管道埋深需控制在2．5m以上。

3.2.2方案设计

①项目准备

在项目设计之初，通过调用BIM项目设计样板，解始进行项目设计。项目样板内对项目所用的管道系统、颜色、族文件等都进行了预先设置，设置内容如表1所示。

通过项目样板创建项目文件，项目文件分为土建和机电两个模型。在室外管网设计之前，景观方案和大楼主体已经确定，对照景观设计方案绘制景观模型;将主楼围护桩、污水处理站的围护桩、化粪池、污水处理站顶板、连廊基础补充完善;主体建筑通过勾勒建筑轮廓线，绘制主体建筑体量模型，最终形成土建模型(见图3)。

②总体要求

项目总体设计原则:小管让大管、有压管让无压管、新建管让永久管、先干管后支管，管道间距符合现行国家规范相关规定。设计方案需充分考虑景观条件，检查井尽量布置在绿化带、人行道、道路上，避免检查井、室外消火栓、水泵接合器出现在主要门厅出口附近。

项目室外雨、污水采用分流制，室内污废水合流制。污水收集后经化粪池处理后排至医院污水处理站，处理后的污水达到现行国家标准《医疗机构水污染物排放标准》(GB18466—2005)有关规定，集中排至西北门市政污水管网。雨水经收集后排至西南门市政雨水管网，同时考虑应急隔离治疗防护要求;应急情况下，在西南门绿化空地内布置雨水调蓄消毒池，雨水经消毒处理后排至市政雨水管网，保证场地内雨水不污染市政管网。项目东侧为护城河，为防止雨污水管网渗漏污染，在项目东侧的道路雨污水施工前，地面先敷设HDPE防渗膜。项目空调冷凝水分区收集后，再间接排至化粪池前污水管网。

给水管考虑靠近用水量大的塔楼，从西北门市政给水管网引入DN150给水管，供基地内生活及消防用水。项目室外消火栓管网由设置在原医技楼地下室的消防泵房供给，在基地内成环布置，保证室外消火栓的间距不大于120m。项目严格控制雨污水管与给水管、消防管净间距大于规范要求，以保证管道安装及用水安全。

③设计方案

将土建模型、单体一层给排水平面图、地下一层给排水平面图链接到机电模型中，并将项目的单体排出管及各类型接管位置按照定位、设计标高、坡度落位至总图上。利用参照平面、模型线对照道路边线进行偏移，以0．5m为间隔，绘制干管辅助线，以辅助干管布置，保证干管与道路平行，通过辅助插件，点击辅助线直接生成管道，如图4所示。

图 4 室外管网方案设计辅助线

根据管道设计流量，室外雨水管坡度按0．003、室外污水管坡度按0．005设计，经计算确定雨污水管径，按照辅助线绘制管道。对照建筑单体出户管位置，放置雨污水检查井、阀门井、水表井、雨水口等构筑物，调整管道水平间距以满足规范要求。通过协同设计管理平台，经初审修改后，最终形成室外管网方案设计模型。

内容来源：《中国给水排水》第37卷第20期2021年10月

文：李兵 方玉妹 汪深

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