BIM技術在污水處理廠設計中的應用

黃建文 南昌綠源給排水工程設計有限公司

1 前言

BIM技術具有形象化和模型化的特點，應用在污水處理廠設計中，對設計的參數和數據進行整合并分析形成設計模型，為設計者提供可參考的污水處理廠設計要點。污水處理廠設計較為系統，尤其是排水管道的設計更加的復雜化，要科學的設計排水管道，需要在實踐中進行多次的考察，應用BIM技術可以設計出污水處理廠的模型，使得設計工作更加簡單，更加高效。

2 BIM技術的概述

BIM技術是建筑工程模型的英文縮寫，以三維數據技術為技術，對建筑工程的各種相關信息進行了整合和分析，形成了立體的建筑模型，展示了建筑工程設計的全過程中，BIM技術中的參數技術可以高效地完成數據分析工作，節省了大量的設計時間，并提升了設計的精準度，同時，BIM技術可以隨時隨地的根據客戶的要求和環境的變化進行建筑模型的修改和的更新，符合建設工程設計的多變性，大大地縮短了工程的工期。

應用BIM技術有制圖功能，通過三維設計和虛擬建模可以完成工程模型的構建，使得工程處于可視化的狀態，在利用BIM技術時，可以展示出工程的三維模型，為設計工程的開展提供了精準的數據，不僅節省了工程的成本，也縮短了工程周期。現在BIM技術在多個不同工程設計、施工和管理中的應用都逐漸普及，污水處理廠設計工程體量大，設計難度大，且技術要求高，應用BIM技術輔助工程設計，能夠有效地提升污水處理廠設計的整體質量。

3 BIM技術在污水處理廠設計中的應用意義

BIM技術的成熟預示著其應用更加成熟化，現在BIM技術已經在多個領域中得到了應用，解決了很多工程設計、施工和管理中的問題。對于污水處理廠設計工程而言，設計工程量大，涵蓋內容廣泛，且設計要點極多，在設計過程中，需要多次進行實地探索和規劃、技術交底，稍不注意，數據參數的采集可能就會出問題，最終工程前期的準備有可能就需要重新核對，從而大大地降低了工程的設計效率應用。

BIM技術進行污水處理廠設計，對數據和各項參數的分析、整合和歸納以信息技術為支撐，提升了數據參數的精確度，且數據分析更加的快速，大大減少了人員的參與，從而減少了人工成本。傳統污水廠設計中，需要采集大量的相關數據，也就需要投入大量的人員，數據記錄、分析和核對工作量大，耗費人力且效率低下，加大了污水處理廠設計的工作難度[1]。應用BIM技術對污水處理廠設計中工程要點進行了全方位的分析和處理，使得設計工作更加的方便快捷，可以將污水處理廠以三維立體的模型展示給設計者，減少了很多設計工作的重復核對，提升了設計的效率，BIM技術不僅在污水廠設計過程中具有明顯的優勢，其應用在貫穿于后期的施工和管理中，為施工提供了可參考的可視化模型，從而優化施工的流程，為管理也提供了基本的依據，讓管理更加的便捷化。在后期，隨著BIM技術應用得更加成熟，在污水處理設計中的應用將會更加的系統化，更有深度，因此BIM技術具有較強的實際應用研究意義。

4 BIM技術在污水處理廠設計中的應用

BIM技術在污水處理廠設計中的應用具有實際性的意義，針對其應用優勢，在設計過程中，應該進行細化管理，從而充分地發揮其應用優勢，為污水處理廠設計工作提供立體化的模型，減少設計過程中的問題，優化設計流程。污水處理廠設計要點較多，在應用BIM技術設計模型時，應該注重要點分析，把控設計要點，對重點部分進行綜合性的考量，并結合BIM技術的基本應用原則。

4.1 對排水和給水設計中的應用

污水處理處理廠設計中，排水和給水的設計是核心設計部分，由于管道分布密集，需要緩沖重要管道的排水和給水的壓力，在設計時應用進行多次的斟酌和考量，使得水管分布和設計更加的科學化。當前，BIM技術在建筑工程中的應用較為成熟，在污水處理廠設計中的應用還處于初步的探索過程中，因此在利用BIM技術規劃設計污水處理廠的排水和給水管時，應該綜合考慮設計理念和工程語言表達等方面，因為工程設計和污水排水廠設計存在著直接的差異。要想充分的利用BIM技術設計污水處理廠的排水和給水管就需要建立與之相匹配的BIM設計規劃，要綜合的考慮BIM設計的規則，應用BIM技術設計排水和給水管時應該遵循以下設計原則：一小管讓大管，在設計時應該先設計大管；二臨時管線避讓永久管線；三有壓管道避讓無壓管道，無壓管道生活污水、糞便污水排水管、雨水排水管等，在有壓管道和無壓管道相交時，有壓管道應該避讓無壓管道；四金屬管道應該避讓非金屬管道；五冷水管道應該避讓熱水管道，熱水管道造價高；六熱水管道避讓冷凍管道，因為冷凍管道管徑較大，宜短而直，有利于工藝和造價；七電氣避熱避水，熱水管道和水管的垂直方向不宜設計電氣線路。在應用BIM技術應該遵循以上原則，才能保證管道設計的合理性、科學性，管道設計的污水處理廠設計中的重中之重，在利用BIM技術設計管道分布模型時，應該參考一定的設計規則[2]。另外，在設計管道區域劃分、污水處理廠設備圖庫繪制、圖名命名時，也應該遵循相應的設計規則，從而保證設計總體的規范性，為后期的施工提供精準的設計模型。

4.2 在團隊協同化設計中的應用

污水處理廠設計中，應用BIM技術設計工程模型時，應該整合整個設計團隊的力量進行協同設計，充分的發揮BIM技術的優勢，構建協同設計團隊，對不同設計專業的人員和技術檢驗、監督設計等人員進行組織，一同參與到污水處理廠模型規劃設計中。俗話說術業有專攻，不同專業設計人員和技術檢測人員能夠充分地發揮自己本專業優勢，將自己的專業知識和經驗應用到污水處理廠模型設計中，從而可以有效避免非專業人員對局部設計認知不足而造成設計問題的現象。將所有的技術人員組織到一起，就可以打破時間和空間的限制，借助BIM服務器便可以實現污水處理廠設計數據和參數的共享，從而提升模型規劃設計的合理性，在實際的模型設計中，如果哪一個設計者隨意改動了設計數據，也可以通過信息共享反眏出來，從而實現人機交流，對模型設計中出現的問題進行針對性的分析，可以將設計問題把控在可視范圍之內，減少了設計工作量，提升了設計效率。在利用BIM技術設計污水處理廠三維模型時，對于設計數據更容易控制，確保了不同信息數據的協同性，同時，還可以將所有的數據信息植入模型中，以供設計者參考和讀取。模型對數據還有保護功能，以防數據被修改，同時BIM技術也設置了設計師權限功能，對于設計數據只有設計師才能進行修改，從而有效地保護了模型設計的完整性。

4.3 創建三維模型庫

應用BIM技術可以創建污水處理廠三維模型庫，應用其中的GDL語言，可以編寫數據模型庫，構建不同機械設備的三維模型庫，由于污水處理廠設計工程體量大，所涉及的工程類目多，在實際的設計過程中，也會應用到大量的機械設備，所以污水處理廠三維立體模型的設計較有難度。三維模型設計大多應用在建筑工程設計中，污水處理廠很多機械設備模型的構建應用并沒有涉及，因此，在構建污水處理廠三維立體模型前，應該先對工程中所用的機械設備進行模型設計，應用BIM技術中的GDL語言對污水處理廠中機械設備的模型進行構建，并編寫參數模塊，通過構建污水處理廠機械設備三維模塊庫，可以為后期的設計工作提供基本的參數依據，最終完成設計目標。

4.4 三維展示圖

傳統污水廠設計中，利用二維圖紙進行設計，需要整合大量的數據參數，因此在整合污水廠數據時容易出現問題，數據的精確性難以保證，在展示污水處理廠設計成果時，展示效果難以保證，且容易發生遺漏數據的現象，最終影響這個污水廠設計工作。用BIM技術可以展示污水處理廠三維立體的設計成果，并且包含三種不同的污水處理廠數據模型，有三維動畫效果、三維模型和三維漫游效果，展示三維立體設計成果時，施工方可以形象、直觀的了解整個污水處理廠的大體形態、結構。但是在實際的三維立體成果展示中，三維立體模型所占據的內存較多，處理器運行較有壓力，展示不夠流暢，但是三維動畫制作前期雖然復雜，但是在后期的展示過程中，效果良好，更加適用，能更好地展示出污水處理廠的三維效果圖，為施工方提供更明晰的三維污水處理廠結構圖，可以更加順利的展開施工[3]。

4.5 模型后期處理中的應用

BIM技術的應用重點在于模型設計，要想獲得更好的展示效果，就要優化設計模型的存儲方式，想辦法減少設計模型的存儲內存，提升系統的運行流暢度，從而進一步的提升三維立體模型的展示效果。但是要優化污水處理廠模型的存儲方式，就要從模型入手，適當地減少模型的展示效果，降低模型材質的光澤度，最終也就影響了模型的展示效果。因此，模型后期的處理環節十分關鍵。在構建好污水處理廠的模型后，應用第三方軟件進行輔助優化，可以很好地提升模型的展示效果，目前，在應用BIM技術構建工程模型時，已經有了多種對BIM后期的處理軟件，可以較好地處理BIM技術模型構建的后續存留問題，從而進一步提升了模型的展示效果。在實際的模型構建中，設計者在設計完污水處理廠模型后，應該綜合模型情況，了解模型參數，選擇合適的模型效果處理軟件進行后期處理，從而保證模型的展示效果，為后期的污水處理廠施工提供高效的模型展示效果，為后期的污水處理廠管理和維護，提供基本的參考數據。

5 結束語

綜上所述，現在，BIM技術在建筑工程設計中的應用已經較為成熟，但是在污水處理廠設計中的應用還處于初步的探索階段，但是隨著技術應用的不斷成熟，技術的不斷創新，BIM技術在污水處理廠設計中的應用將會更加的靈活和廣泛，從而減少污水處理廠設計的工作量，提升設計的科學性。