BIM技術(shù)在地埋式污水處理廠全生命周期的應(yīng)用

伍剛

【摘 要】?BIM即建筑信息模型，其在CAD基礎(chǔ)上增加了時間維度，從而使整個建筑施工過程可視化，極大地方便項目管理及成本和工期的控制。憑借上述優(yōu)勢，BIM技術(shù)被逐漸應(yīng)用于各種工程項目中。對于地埋式污水處理廠來講，BIM技術(shù)的應(yīng)用可實現(xiàn)對設(shè)計、施工、運行等全過程的模擬，從而實現(xiàn)對該項目全生命周期的把控。文章就BIM技術(shù)的具體運用情況展開分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù); 地埋式污水處理廠; 全生命周期

BIM技術(shù)被行業(yè)內(nèi)稱為繼CAD之后的第二次設(shè)計革命，除了可以建立三維建筑模型外，還能整合貫穿于整個項目周期的信息，從而促使施工方式由傳統(tǒng)粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。由于應(yīng)用了計算機技術(shù)，BIM可以準(zhǔn)確的調(diào)用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息參數(shù)來加快決策進(jìn)度，從而有效實現(xiàn)降本增效，提升工作質(zhì)量及工作效率。地埋式污水處理廠工程項目較大，其設(shè)計到土建、工藝、消防、機電等多個專業(yè)，同時土方開挖量大，管線復(fù)雜且處于地下部分。再加上參建單位眾多，有一定協(xié)調(diào)難度。因此有必要做好前期的規(guī)劃，同時做好全生命周期的設(shè)計，確保后期各設(shè)備可以良好運行。

1 地埋式污水處理廠建設(shè)意義

1.1 關(guān)于地埋式污水處理內(nèi)涵

為提升人類生活質(zhì)量，環(huán)境保護(hù)工作被提上日程。地埋式污水處理廠建設(shè)的目的在于處理生活污水及工業(yè)有機廢水，確保污水處理后可達(dá)到國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)，避免污染環(huán)境。該項目建設(shè)適用于醫(yī)院、小區(qū)、風(fēng)景區(qū)及工廠等，該技術(shù)穩(wěn)定可靠，占地較小且維護(hù)方便，可有效實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的。

1.2 地埋式污水處理廠特點

地埋式污水處理設(shè)備被埋于地表之下，可以節(jié)省空間，設(shè)備上面的地表也可作其他用途。生化池采用的生物接觸氧化法填料體積負(fù)荷較低，雖然運行過程中會產(chǎn)生污泥，但是僅需三個月進(jìn)行一次排泥處理。整個設(shè)備處理系統(tǒng)都有電氣控制系統(tǒng)及設(shè)備故障報警系統(tǒng)，并且系統(tǒng)都是全自動化模式，在運行中并不需要由專人管理，適時保修和維護(hù)即可確保設(shè)備正常運行。但這種全地埋式污水處理廠造價相對較高，并且有著較長的施工周期。雖然污泥產(chǎn)生周期長，但是由于需要從地下運往地面，所以需要設(shè)置專門的汽車坡道。此外，考慮到操作層消防分區(qū)，也需要設(shè)置較多的樓梯。但從整體來看，地埋式污水處理廠依舊具備了節(jié)約土地資源、噪音小及環(huán)境污染少等優(yōu)點，可有效進(jìn)行污水處理。

2 地埋式污水處理廠全生命周期中BIM技術(shù)的運用

2.1 整體模型的構(gòu)建

由于地埋式污水處理廠設(shè)備尤其特殊性，因此在創(chuàng)建項目后需使用配套的專用族庫，見圖1。隨后利用BIM技術(shù)對建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)、工藝、消防等專業(yè)信息進(jìn)行構(gòu)建，整合得出實際模型。

2.2 場地景觀模型構(gòu)建并推敲具體方案

地埋式污水處理廠可以節(jié)省土地資源，而這些土地可以進(jìn)行設(shè)計以達(dá)到更好的景觀效果，此時可應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化溝通。鑒于污水處理工程項目建筑物存在高度差異化、結(jié)構(gòu)不規(guī)則及各建筑物位置相互獨立等特點，因此在建模時應(yīng)保障各組成結(jié)構(gòu)能被準(zhǔn)確定位，見圖2。如果定位困難，可通過拆分建模后拼接來確保定位準(zhǔn)確。另外，在模擬人員實際視點時，也可以運用VR技術(shù)來輔助決策并優(yōu)化方案來提升設(shè)計質(zhì)量。

2.3 基坑模型構(gòu)建及管線分析

地埋式污水處理廠位于地下，且有著較深的基坑，為預(yù)防施工過程中出現(xiàn)的問題，可采用BIM技術(shù)來構(gòu)建基坑模型，讓整個過程變得可視化。BIM創(chuàng)建的模型可充分顯示基坑內(nèi)部構(gòu)造、不同構(gòu)造見的相互關(guān)系等，這不僅能為現(xiàn)場施工提供精確指導(dǎo)，減少問題發(fā)生，還能極大地提升工作效率。在此基礎(chǔ)上，可借助BIM技術(shù)對管線模型進(jìn)行疊加碰撞分析，隨后將樁基與管道的必然碰撞點標(biāo)注出來，通過預(yù)先判斷沖突區(qū)域可實現(xiàn)對圖紙錯誤點的校正，從而避免施工問題，這可為后續(xù)施工的有序開展提供保障。

2.4 統(tǒng)計土方工程量

若基坑模型較為復(fù)雜，僅使用傳統(tǒng)的土方工程量統(tǒng)計軟件很難滿足精細(xì)化的模型設(shè)計要求。而BIM技術(shù)可以憑借信息系統(tǒng)建立精確的基坑模型。運用模型進(jìn)行土方的開挖與回填可直觀展示土方挖運的精細(xì)化計算，這可省去不必要的爭議，確保項目的早期開展，同時在成本管控中也能發(fā)揮極大作用。

2.5 管線優(yōu)化及施工指導(dǎo)

對于廠區(qū)的重難點區(qū)域，在進(jìn)行模型更新及深化基礎(chǔ)上需進(jìn)行管道的碰撞檢測、管線排布優(yōu)化等工作分析，這可提升設(shè)計質(zhì)量，從而為后期項目施工提供精確指導(dǎo)。應(yīng)用BIM技術(shù)時，可將復(fù)雜區(qū)域的管線走向及連接關(guān)系清晰表現(xiàn)出來，這可節(jié)省復(fù)雜節(jié)點的工作實踐。在現(xiàn)場直接運用構(gòu)建的模型進(jìn)行施工指導(dǎo)，還沒能簡化工作內(nèi)容，提升各建方溝通效率，確保工作穩(wěn)步推進(jìn)。另外，還可以考慮融合VR進(jìn)行虛擬體驗的優(yōu)化設(shè)計，這不僅能確?？臻g的合理利用，對于各參建方來講，其還能對調(diào)整后的方案產(chǎn)生直觀性感受，從而更好地掌握項目規(guī)劃，這可提升管線綜合方案的優(yōu)化行，同時也有助于推動項目的智能化實踐。

2.6 四維施工模擬

部分地埋式污水處理廠建設(shè)工期緊迫，需要在短時間內(nèi)完成開挖、澆筑及封頂多多項工作，有著較大的工期壓力。運用BIM技術(shù)可加入時間、空間信息，此時可形成可視化的4D模型，從而精確地模擬整個施工過程。同時BIM技術(shù)還能對施工組織進(jìn)行模擬，這可讓管理方只管觀察到整個項目的實施工作，了解設(shè)備安裝過程中的難點和要點，這可為時間的合理安排提供指導(dǎo)，從而完成工期優(yōu)化。

2.7 現(xiàn)場協(xié)同平臺

BIM協(xié)同平臺可加強項目實施過程中的信息交流，這可有效暴露施工現(xiàn)場存在的部分安全問題，同時還能為安全問題的管理提供指導(dǎo)，實現(xiàn)對質(zhì)量安全的動態(tài)管控，從而有效規(guī)避風(fēng)險事件，在控制危險源的同時提升質(zhì)量檢查效率，管理質(zhì)量也會因此提升。

2.8 物聯(lián)網(wǎng)運用

物聯(lián)網(wǎng)的運用可促使空間信息與實時數(shù)據(jù)的融合，從而實現(xiàn)整個項目的信息化精細(xì)管理?？蓪FID技術(shù)與BIM技術(shù)結(jié)合來建立運營維護(hù)平臺，該平臺涵括工藝檢測、人工監(jiān)測、物品監(jiān)控及后臺數(shù)據(jù)管理等子平臺。平臺的支撐可將項目的運行維護(hù)提升到全新高度，在節(jié)省人力的同時還能提升管理質(zhì)量（圖3）。

3 建議

在地埋式污水處理廠全生命周期中，如果項目較小，可以對思維施工模擬環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，這是因為較小的項目往往無法充分發(fā)揮BIM技術(shù)價值，該項操作在大項目上才能表現(xiàn)出更高的效益。另外，BIM技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用時間相對較短，項目中使用的現(xiàn)場協(xié)同平臺雖然能提升管理質(zhì)量，但其還存在反應(yīng)慢及內(nèi)容外泄等需要解決的隱患問題。若進(jìn)行公建類，應(yīng)盡可能利用國內(nèi)平臺來確保信息安全。

4 結(jié)束語

在建筑行業(yè)中，BIM技術(shù)有著多種優(yōu)勢，在行業(yè)廣泛應(yīng)用是今后的必然趨勢。在地埋式污水處理廠建設(shè)中，利用BIM技術(shù)收集信息數(shù)據(jù)并構(gòu)建三維模型并將之運用到全生命周期中，不僅能為后期施工提供指導(dǎo)，提升施工效率，還有助于節(jié)省施工時間，解決施工中難點問題，極大地緩解施工壓力。協(xié)同平臺作為一個信息交互、共享的平臺，可方便各參建方交流，從而確保施工安全，實現(xiàn)各部分協(xié)同開展。另外，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于BIM運行維護(hù)管理中不僅能實現(xiàn)該項目的可視化管理，還能為公共建筑的全生命周期管理提供規(guī)范指導(dǎo)作用。

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