污水處理廠如何應用BIM技術

污水處理廠如何應用BIM技術

工業化、信息化深度融合帶來新業態、新技術、新模式的蓬勃發展，建筑信息模型（Building Information Modeling）逐漸成為建筑學、工程學及土木工程的一種重要工具。BIM的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構件的幾何信息、專業屬性及狀態信息，還包含了非構件對象（如空間、運動行為）的狀態信息。這一三維模型大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。當BIM遇上污水處理廠會碰撞出怎樣的火花？BIM技術在菱湖污水處理廠的應用菱湖污水處理廠提標改造工程是北控水務集團BOT項目，同時是南京市政院承接的EPC工程。項目規模4萬噸/日，工程包括新建調節池、混凝氣浮組合池、AO生化池、二沉池、高效沉淀池、中間提升泵站房、氣浮污泥脫水機房、污泥脫水機房、接觸消毒池、加氯間及尿素投加間、鼓風機房、變電所及生物濾池除臭。項目將BIM技術應用于工程設計、建造、管理等各個階段，通過對項目的數據化、信息化模型進行整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，助力工程技術人員對各種建筑信息做出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建造、運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。六“計”加持，讓設計更加及時高效01 參數化設計基于BIM設計的所有圖紙、二維圖紙和三維視圖以及明細表都是基于同一個模型數據庫，參數化修改引擎可自動協調在任何位置（模型視圖、圖紙、明細表、平面和剖面）進行的修改，并且可以在任何時候、任何地方對設計做任意修改，真正實現“一處修改、處處更新”。在污水處理廠工程設計中，廠區管線平面布置的調改，使閥門、消火栓等設備以及管道數量發生變化，這些在材料表中都可以實現實時更新，從而極大地提高設計質量和設計效率。另外，利用dynamo軟件編寫代碼，在EXCEL表格中輸入水池相關參數信息，然后將EXCEL表格導入寫好的程序內，BIM模型通過表格中的參數信息直接形成實體模型，大大降低了建立模型的工作量，且后期修改時，只需修改EXCEL表格參數就可以同步更新BIM模型。02 BIM正向設計BIM設計中的任何構筑物可以隨意剖切，并以其特有的直觀性降低理解與設計的偏差，助力設計師提高對細節的把握能力。BIM設計要以二維平面圖的形式作為最終設計成果，BIM設計可以將三維模型通過投影關系自動轉化為二維圖紙，轉換后的成果經過適當的加工基本可以達到傳統二維設計時的效果。由此可見，BIM的正向設計既保證了圖紙和模型的一致性，也減少了施工圖的錯漏碰缺，對于提升設計質量有很大的幫助。但由于軟件平臺等方面的不成熟，目前還不能完全做到全專業100%的正向設計出圖。03 工程量統計以往編制材料表時，一般依靠給水排水設計人員在CAD文件進行測量和統計，這樣費時費力而且容易出錯，如果圖紙修改，則可能需要進行重新統計。BIM技術本身就是一個信息庫，可以提供實時可靠的材料表清單。通過BIM獲得材料表，可以用于前期成本估算、方案比選、工程預決算等。相較于CAD算量軟件，BIM技術在工程量統計方面具有顯著優勢。BIM技術通過建立3D關聯數據庫，可以準確、快速提取工程量，提高工程量統計的精度和效率。BIM遵循面向對象的參數化建模方法，利用模型的參數化特點，在表單域設置所需條件，對構件的工程信息進行篩選，并利用軟件自帶表單統計功能，完成相關構件的工程量統計。同時，BIM模型能實現即時算量，即設計完成或修改，算量隨之完成或修改。隨著工程推進、項目參與方的增加，需求可能會發生調整和改變，工程04 虛擬仿真漫游虛擬仿真漫游的主要目的是利用BIM軟件模擬建筑物的三維空間關系和場景，通過漫游、動畫和VR等形式提供身臨其境的視覺、空間感受，有助于相關人員在方案設計階段進行方案預覽和比選。在初步設計階段，能夠檢查建筑結構布置的匹配性、可行性、美觀性以及設備主干管排布的合理性；在施工圖設計階段，能夠預覽全專業設計成果，進一步分析、優化空間等。設計階段利用虛擬仿真漫游，有助于及時發現不易察覺的設計缺陷或問題，減少由于事先規劃不周全而造成的損失，有利于設計與管理人員對設計方案進行輔助設計與方案評審，促進工程項目的規劃、設計、投標、報批與管理。變更隨之發生，BIM模型算量的及時性能夠大幅度減少變更算量的響應時間，提高工程算量效率。05 性能模擬分析利用BIM技術，設計人員在設計過程中創建的BIM模型已經包含了大量的設計信息(幾何信息、材料性能、構件屬性等)，只要將BIM模型導入相關的性能化分析軟件，就可以得到相應的分析結果。原本需要專業人士花費大量時間輸入大量專業數據的過程，如今可以自動完成，大大降低了性能化分析的周期，提高設計質量，同時也使設計企業能夠為業主提供更專業的技能和服務。通過對項目的精細化分析及優化設計，可以減少不必要的能源消耗，進而節約運營費用、改善廠區的工作環境，對建設環境友好、宜人舒適、低碳節能、綠色經濟的污水處理廠具有極大的現實意義。06 管線優化BIM模型可以直觀反映出管道綜合后各管線之間或管線與構筑物之間的水平和縱向凈距，以滿足規范規定的管線敷設凈距要求。在BIM模式下，三維直觀的管道系統反映的是管道真實的空間狀態。設計師既可以在建模過程中直觀觀察到模型中的碰撞沖突，也可以在建模后期利用軟件本身的碰撞檢測功能進行硬碰撞（物理意義上的碰撞）或軟碰撞（安裝、檢修、使用空間校核）的檢測，并形成碰撞及優化報告，及時進行調整和修改。全生命周期應用，為項目保駕護航BIM模型的信息傳遞將建筑全生命周期串聯起來，具有重要的應用價值，具體表現在如下幾個方面：1、設計階段，BIM協同設計流程能夠有效地改善甚至消除設計品質下降問題。在施工之前，BIM技術有助于解決大量施工過程中有可能遇到的問題，提升項目的整體質量。在設計階段通過電腦解決這些問題，大大減少了現場返工問題。2、施工階段，建設單位可進一步向4D BIM模型內錄入人力、材料、設備、成本和場地布置等施工組織信息，形成5D的虛擬施工模擬，從而更加合理的進行施工計劃與組織安排，同時還可以在任意時間查看計劃完成任務和實際完成任務，減少數據的重復輸入，提高數據利用效率，減少人為產生的信息歧義和錯誤。3、運維階段，在項目建設中可以不斷細化、修改、錄入信息，最終加工成為項目竣工BIM模型，將信息模型與運維管理系統整合，為運營維護過程提供切實可靠的數據依據，幫助業主、物業部門實時查詢所需的各種數據、信息。此外，BIM技術可快速搭建整個廠區模型，并直接通過網頁端將方案展示給當地政府或業主，提升整體服務質量。城市污水處理設施是重要的民生工程，對改善環境質量具有基礎性作用，特別是在生態文明建設打開新篇章的今日，提升市政污水處理工程的質量更是成為重中之重。提高污水處理設施施工的準確性，確保工程效益，BIM技術的重要作用將逐漸凸顯。未來，在為客戶提供項目全生命周期的專業化服務上，BIM技術將發揮不可替代的作用，為公司提供技術動能。