BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的應(yīng)用分析

李明

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的應(yīng)用分析

李明

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南長沙 410000）

信息技術(shù)的迅猛發(fā)展給世界經(jīng)濟(jì)帶來巨大的促進(jìn)作用。不同行業(yè)都通過選用新的信息化技術(shù)來使自身的生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)水平和效率得以提高。本文主要分析了建筑信息模型（BIM）在市政污水處理工程中的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)建筑信息模型的基本含義和在污水處理工程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析。

BIM；市政污水處理工程；應(yīng)用；分析

1 引言

如今，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，人民生活水平也在不斷提高，然而自然環(huán)境卻出現(xiàn)不斷惡化的現(xiàn)象。越來越多的城市生活污水和工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的污水導(dǎo)致了其處理難度不斷加大，市政污水處理的技術(shù)在一定程度上迫切要求提高，從而導(dǎo)致工程的設(shè)計(jì)、施工和管理愈加復(fù)雜。如今傳統(tǒng)的市政污水處理技術(shù)將要面臨前所未有的挑戰(zhàn)，為了要適應(yīng)現(xiàn)階段的生活需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市政污水處理工程技術(shù)急需提高，同時(shí)，全球都在為解決污水處理的問題上研究出了一些新技術(shù)和新手段，并且取得很大的成就，在這些技術(shù)當(dāng)中，建筑信息模型（BIM）在市政污水處理中的應(yīng)用是一個(gè)很好的代表。

2 BIM技術(shù)的概述

2.1 BIM技術(shù)的基本概念

建筑信息模型的簡稱就是BIM，從建設(shè)初期發(fā)展至今，被廣泛應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目中，將建筑工程項(xiàng)目的信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，并將其導(dǎo)入相關(guān)的電子設(shè)備，通過數(shù)字信息對(duì)建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，在計(jì)算機(jī)上建立精確的建筑模型。和傳統(tǒng)技術(shù)相比而言，BIM技術(shù)具有方便、高效、快速等特點(diǎn)，將可視性、協(xié)調(diào)性、模擬優(yōu)化性進(jìn)行結(jié)合，將BIM技術(shù)合理應(yīng)用于市政污水處理工程中，以此來提高污水處理的效率，可實(shí)現(xiàn)污水處理全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測，跟進(jìn)污水處理的進(jìn)度，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理過程中出現(xiàn)的問題或尚未完善的地方。

2.2 BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)在市政污水處理工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①BIM技術(shù)涉及領(lǐng)域眾多，比如幾何學(xué)、地理學(xué)、空間關(guān)系及各種數(shù)據(jù)模型庫，BIM技術(shù)的應(yīng)用可將整個(gè)污水的處理過程全面呈現(xiàn)出來，從而為工作人員獲取污水處理的相關(guān)信息提供方便；②對(duì)于市政污水處理工程淶水，最關(guān)鍵的就是工程預(yù)算，傳統(tǒng)的預(yù)算方法較為復(fù)雜、效率不高且出錯(cuò)率較高，易受人為因素的影響，造成工程項(xiàng)目的漏算或重復(fù)計(jì)算，BIM技術(shù)在市政污水處理中的應(yīng)用，可通過其專業(yè)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確快速的預(yù)算出污水處理工程的早安及，從而對(duì)工程成本今次那個(gè)有效控制，加快工程建設(shè)進(jìn)度，減少人力物力的投入力度；③BIM技術(shù)具有一定的可視性，通過對(duì)其的合理利用，可將整個(gè)市政污水處理過程可視化、立體化呈現(xiàn)出來，以便于各個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員對(duì)工程細(xì)節(jié)進(jìn)行全面了解，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)中存在的誤差，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，并對(duì)設(shè)計(jì)的可操作性進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到完美的設(shè)計(jì)效果，從而保證工程施工的順利進(jìn)行；④BIM技術(shù)科對(duì)市政污水處理的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，一旦發(fā)現(xiàn)處理過程存在的問題，BIM技術(shù)將會(huì)及時(shí)將問題出現(xiàn)的具體地理位置反饋出來，以便工作人員能夠在最短時(shí)間內(nèi)將問題處理好，從而保障市政污水處理工作的順利進(jìn)行。

3 BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的具體應(yīng)用

3.1 識(shí)圖

市政污水處理工程存在較多的工程圖紙，設(shè)計(jì)難度更高，這就無形中提高了施工中進(jìn)行識(shí)圖的困難程度，尤其是對(duì)于很多的設(shè)計(jì)圖紙來說，僅僅依靠一些表面的二維圖很難詳細(xì)的體現(xiàn)出整個(gè)工程的施工意圖，針對(duì)這一問題，建筑信息模型（BIM）的應(yīng)用就能夠在識(shí)圖中做出突出的貢獻(xiàn)，有助于施工人員很好地把握施工圖紙的意圖，了解設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)涵，避免出現(xiàn)理解錯(cuò)誤，其具體的應(yīng)用模式主要是通過Autodesk Revit這一軟件來構(gòu)建完善的市政污水處理工程模型，進(jìn)而針對(duì)這些二維圖紙進(jìn)行具象化處理，呈現(xiàn)出一種可視化的圖紙結(jié)構(gòu)，進(jìn)而幫助施工人員能夠準(zhǔn)確的把握施工設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，尤其是施工技術(shù)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，完全可以通過Autodesk Revit這一軟件來實(shí)現(xiàn)具體的操作過程的細(xì)化，幫助施工技術(shù)人員了解其設(shè)計(jì)圖紙的具體流程，把抽象的圖紙文字轉(zhuǎn)化為形象的可操作圖形，提高了市政污水處理工程的施工技術(shù)執(zhí)行準(zhǔn)確性。

3.2 工程預(yù)算

在市政污水處理過程中，嚴(yán)格要求污水的收集、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、處理、排放等每個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕すに?，從而保障市政污水處理工程的質(zhì)量和使用周期。由于在污水處理過程中具有很對(duì)獨(dú)立且又不可分割的工程項(xiàng)目，在一定程度上，為工程建設(shè)的造價(jià)預(yù)算帶來困難，目前，市政污水處理工程的主要難題就是需要進(jìn)行造價(jià)預(yù)算的項(xiàng)目多，且計(jì)算難度大。工程預(yù)算直接對(duì)工程建設(shè)的進(jìn)度造成影響，若工程數(shù)量計(jì)算出現(xiàn)問題，就會(huì)對(duì)施工工程造成不同程度的影響，比如，工程數(shù)量計(jì)算失誤，則會(huì)導(dǎo)致材料浪費(fèi)，甚至工程質(zhì)量出現(xiàn)問題，導(dǎo)致工程返工，大大延緩了工程的進(jìn)度，為施工人員構(gòu)成生命及財(cái)產(chǎn)威脅，所以，做好施工項(xiàng)目的數(shù)量計(jì)算工作時(shí)工作人員的首要職責(zé)。在市政污水處理工程中，通過BIM技術(shù)提供的數(shù)據(jù)支持和其對(duì)工程數(shù)量計(jì)算的敏銳感，可實(shí)現(xiàn)工作人員工程數(shù)量計(jì)算效率的提高。

3.3 虛擬施工

上文中有提到，對(duì)于具體的建筑信息模型（BIM）來說，其中虛擬化技術(shù)也是很重要的組成部分，并且落實(shí)到整個(gè)的市政污水處理工程中來看，其虛擬化技術(shù)的應(yīng)用也是極為必要的，尤其是對(duì)于虛擬施工的應(yīng)用能夠在正式的施工開始前進(jìn)行模擬施工，這種虛擬化的模擬施工能夠較好的分析出今后的具體施工過程中可能會(huì)遇到的一些問題，進(jìn)而就可以針對(duì)這些問題進(jìn)行提前預(yù)防，減少施工中遇到的麻煩。

4 工程實(shí)例

4.1 工程概況

某污水處理廠的處理規(guī)模為12×104m3/d，占地面積為29000m2。工程總投資為2.02億元。采用高效斜板沉淀池/輕質(zhì)濾料曝氣生物濾池/深度處理工藝。廠區(qū)總體效果圖見圖1。該工程的特點(diǎn)是處理構(gòu)筑物高度集約化、模塊化。

圖1 基于BIM真實(shí)比例模型的污水廠效果圖

4.2 實(shí)施BIM設(shè)計(jì)的技術(shù)路線

在眾多BIM軟件技術(shù)平臺(tái)中，以Autodesk Revit為核心的BIM建模平臺(tái)因其包含建筑結(jié)構(gòu)水暖電等專業(yè)套件，而在BIM設(shè)計(jì)中逐漸成為主流。本工程設(shè)計(jì)以Revit軟件平臺(tái)為主，再輔以Navisworks、Infraworks、鴻業(yè)三維智能管線、Inventor等軟件，各軟件具體的功能詳見圖2，形成一套完整的污水廠BIM設(shè)計(jì)工作流。

4.3 BIM應(yīng)用存在的問題分析及對(duì)策

（1）Revit構(gòu)件族庫不豐富、本地化程度低。由于該軟件由美國引進(jìn)，相關(guān)構(gòu)件不符合國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，另外對(duì)于污水廠中的更多非標(biāo)構(gòu)件也需要使用者定制。因此需要投入較多的人力和時(shí)間去豐富拓展。另外，目前各設(shè)計(jì)單位在使用BIM工具時(shí)，都各自建立自己的族庫，重復(fù)工作量大，并且沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。亟需從行業(yè)層面甚至國家層面統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一族庫。

圖2 污水廠BIM設(shè)計(jì)技術(shù)路線

（2）施工圖出圖效率較低。Revit在建模方面表現(xiàn)較好，可在二維出圖方面卻相對(duì)較弱。雖然在一定程度上可實(shí)現(xiàn)施工圖紙的表達(dá)，但相比于CAD二維出圖，其效率較低，主要體現(xiàn)在Revit常規(guī)的注釋族、符號(hào)族不符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，表達(dá)方式不夠靈活。目前常采用的方式是通過模型自動(dòng)生成所需要表達(dá)的平面、剖面，然后再導(dǎo)出為CAD二維圖紙，再在CAD中進(jìn)行圖紙的進(jìn)一步優(yōu)化表達(dá)。再有則需進(jìn)行Revit二次開發(fā)，最終達(dá)到需要的出圖效果。

（3）構(gòu)筑物單體模型重復(fù)利用率低。由于污水處理流程中每個(gè)環(huán)節(jié)的污水處理構(gòu)筑物類型相對(duì)固定，因此各類型的構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)中常常重復(fù)利用程度較高。但是由于各污水廠處理能力不同，構(gòu)筑物的尺寸大小也不同，因此建好的模型也不能完全復(fù)用，從而在遇到新的項(xiàng)目時(shí)，需重新建模，影響建模速度。對(duì)于該問題，建議采用Revit參數(shù)化建族的方式對(duì)污水處理構(gòu)筑物進(jìn)行參數(shù)化建模。當(dāng)然，處理構(gòu)筑物的建模也不能進(jìn)行全模型的建模。建議對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行模型拆分，分類、分部進(jìn)行參數(shù)化建模。對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的拆分，可以分為底部功能結(jié)構(gòu)、上部建筑外觀結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)備管道系統(tǒng)。對(duì)于底部功能結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)備等構(gòu)件可以進(jìn)行參數(shù)化，而對(duì)于上部建筑外觀和管道系統(tǒng)則不需要進(jìn)行參數(shù)化。在遇到同樣類型的構(gòu)筑物時(shí)，參數(shù)化的構(gòu)件即可根據(jù)尺寸調(diào)整實(shí)現(xiàn)模型的參變，最后將模型以“搭積木”的方式組合起來，形成一個(gè)完整的模型，實(shí)現(xiàn)快速建模。

5 結(jié)語

建筑信息模型（BIM）的應(yīng)用能夠有效提高污水處理工程的準(zhǔn)確性和施工工程的效率，政府應(yīng)積極倡導(dǎo)市政污水處理部門將BIM共享平臺(tái)充分利用起來，將BIM信息互動(dòng)和高效的管理切實(shí)落實(shí)到實(shí)處，將市政污水管理者在信息收集及整理的工作進(jìn)行簡化，為污水處理工程的工作人員提供良好的工作環(huán)境，加大其對(duì)污水處理設(shè)計(jì)問題的研究力度，從而為市政污水處理貢獻(xiàn)自己的一份力量。

[1]梁擎，郭志新.BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的應(yīng)用分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（5）：56.

[2]付香才，張宇.BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的應(yīng)用[J].天津建設(shè)科技，2014，24（1）：63～65.

[3]李曉彤.簡述BIM技術(shù)在市政污水處理工程施工中的應(yīng)用[J].引文版：工程技術(shù)，2016（6）：150.

X799.1

A

1004-7344（2016）21-0117-02

2016-7-10

李 明（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事市政雨污分流管網(wǎng)工程工作。