槐房再生水廠工程BIM技術(shù)應(yīng)用

(1.北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100088； 2. 北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100044；3. 北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100082； 4.清華大學(xué)，北京 100084)

1 工程概況

槐房再生水廠位于北京市區(qū)的西南部，總征地面積749畝，建設(shè)用地面積470畝，項(xiàng)目總投資53.3億元。規(guī)劃流域范圍西起西山八大處，東至展覽館路，北起長河，南至豐臺(tái)，并包括花鄉(xiāng)、盧溝橋鄉(xiāng)、石景山鄉(xiāng)部分鄉(xiāng)域地區(qū)，規(guī)劃流域面積約137Km2。水廠規(guī)模60萬m3/日，采用MBR工藝，同步在廠區(qū)內(nèi)采用熱水解+消化+板框脫水的污泥處理工藝，實(shí)現(xiàn)污泥的無害化處置。槐房再生水廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/890-2012)中的B標(biāo)準(zhǔn)[1]。

再生水廠設(shè)施全地下建設(shè)，地上建設(shè)人工濕地保護(hù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理與保護(hù)的和諧發(fā)展。槐房再生水廠分為地上及地下兩部分，地下為水處理構(gòu)筑物，地上為水區(qū)加藥、儲(chǔ)罐及污泥處理設(shè)施。水處理構(gòu)筑物為全地下、集中布置，其上部為濕地公園。地下部分水處理構(gòu)筑物東西長648m、南北寬254.6m、深7.32～17.45m，為地下兩層、局部(管廊)地下三層。廠區(qū)南側(cè)地水處理構(gòu)筑物為濕地保護(hù)區(qū)，面積15.62ha hm2，其中水處理構(gòu)筑物頂板范圍區(qū)域屋頂花園面積為12.76ha hm2。

建成后的水廠具有出水水質(zhì)高、節(jié)約土地資源、運(yùn)行無臭味、低噪音、節(jié)能降耗、實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用、恢復(fù)南城濕地景觀、改善周邊生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了生態(tài)水廠建設(shè)理念，是目前世界上最大的全地下MBR再生水處理廠。

圖1 槐房再生水廠效果圖

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 應(yīng)用策劃

槐房再生水廠為特大型城市核心區(qū)污水廠規(guī)劃建設(shè)，圍繞特大型城市核心區(qū)污水廠規(guī)劃建設(shè)、全地下污水廠的綜合管控和抗?jié)B防漏、全地下污水廠的運(yùn)維管理難等建設(shè)重點(diǎn)，依托槐房再生水廠等大型市政、公建、古建工程，進(jìn)行了《大型建筑工程智慧建造與運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范》課題的研究，并列入北京市科學(xué)技術(shù)委員科技計(jì)劃。

課題利用BIM集成與應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)解決不同階段模型重用問題[2-3]，探索通過融合BIM+GIS、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興信息技術(shù)與先進(jìn)工程建造技術(shù)融合[4-6]，構(gòu)建建筑工程智慧建造理論體系、開發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，為大型建筑工程智慧建造與運(yùn)維提供方法、工具和平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)大型建筑工程智慧建造與運(yùn)維奠定基礎(chǔ)。[7]

2.2 工作目標(biāo)

打造全生命期的BIM智慧建造目標(biāo)，達(dá)到環(huán)境友好、社會(huì)和諧、功能齊全、綠色高效的水廠的設(shè)計(jì)階段目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綜合抗?jié)B防漏的施工綜合管控，打造工藝調(diào)整效率高、降低運(yùn)行成本運(yùn)維的現(xiàn)代化水廠的建設(shè)[8-9]。最終，形成研究報(bào)告、軟件系統(tǒng)編制企業(yè)級再生水廠建設(shè)的實(shí)施導(dǎo)則等目標(biāo)。

2.3 BIM技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)

為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目BIM應(yīng)用目標(biāo)，組建由設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維及高校組成的全過程的BIM技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)。

2.4 軟硬件環(huán)境

在BIM實(shí)施過程中項(xiàng)目使用了Civil3D、Revit、Navisworks、Phoenics、Pathfinder、Ecotect、CadnaA、CadnaA等工具類軟件，并采用了Web、GIS、BioWin等平臺(tái)類軟件，配套使用了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、固定工作站、移動(dòng)終端等硬件設(shè)備[10-11]。

3 BIM應(yīng)用

3.1 模擬仿真及智能設(shè)計(jì)

3.1.1 基于BIM的場地分析

搭建方案模型，綜合比選最佳地下空間布置方案，經(jīng)過結(jié)構(gòu)計(jì)算，綜合比選空間利用、投資及景觀等因素，最終從環(huán)境和社會(huì)效益角度考慮，確定槐房再生水廠水區(qū)采用全地下式設(shè)計(jì)。

通過勘察測量單位提供槐房地下污水廠用地范圍內(nèi)的地形點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用Civil3D軟件建立地質(zhì)模型，經(jīng)過模擬三維模型排除勘誤點(diǎn)，建立三維的地形曲面模型，進(jìn)行曲面高程分析，合理地規(guī)劃場地平面位置[12]。通過可視化效果表現(xiàn)巖體開挖后的狀態(tài)，利用開挖模型計(jì)算開挖部分的總體積以及分巖層體積。通過三維鉆孔可以生成相應(yīng)地質(zhì)層的地層曲面并生成三維地質(zhì)實(shí)體，通過可視化效果表現(xiàn)巖體開挖后的狀態(tài)，利用開挖模型計(jì)算開挖部分的總體積以及分巖層體積。

圖2 曲面高程分析結(jié)果

3.1.2 基于BIM模型的采光分析

再生水廠中細(xì)格柵及旋流沉砂池為全封閉式地下構(gòu)筑物，由于細(xì)格柵吊裝孔采用透光蓋板，因此可結(jié)合自然采光與人工照明相結(jié)合的方式進(jìn)行室內(nèi)照明設(shè)計(jì)。為找到合理的照明方式，利用Ecotect軟件對該構(gòu)筑物進(jìn)行采光分析，進(jìn)行照明方案的比選。

通過Ecotect建模模擬吊裝孔不同的采光照明方案，對各種情況的采光進(jìn)行分析后，確定利用自然采光與人工照明相結(jié)合的照明方案，既滿足規(guī)范要求，又達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

圖3 設(shè)備房間層設(shè)置人工照明采光分析結(jié)果

3.1.3 基于BIM模型的可視度分析

廠區(qū)內(nèi)粗格柵及進(jìn)水泵房車間體量較大，而且噪聲也較大，由于其南側(cè)為濕地公園景區(qū)，考慮到游人觀景感受，擬采用在其周邊種植樹木的方式對其進(jìn)行遮擋。利用Ecotect軟件建模，對粗格柵及進(jìn)水泵房可視度進(jìn)行分析[13]。通過Ecotect建模模擬游人視角，對粗格柵及進(jìn)水泵房周邊設(shè)置的樹木的遮擋方案進(jìn)行比對，分析各種情況后，確定南側(cè)濕地公園風(fēng)景的綠化設(shè)計(jì)方案利。

圖4 可視度模擬分析

3.1.4 基于BIM模型的人員疏散模擬

本工程為地下再生水處理廠項(xiàng)目，主體以水池等構(gòu)筑物為主，其主體結(jié)構(gòu)位于地下，具有單體體量較大、同一時(shí)間使用人較少的特點(diǎn)，如果按照普通民用建筑或地下廠房類建筑的疏散距離要求進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，勢必造成工程建設(shè)的浪費(fèi)。因此，合理、適當(dāng)?shù)陌才诺叵驴臻g的安全出口和疏散樓梯，是設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)[14-15]。

在人員疏散方案選擇過程中，以較為復(fù)雜的MBR膜池設(shè)備間為例，使用Pathfinder軟件導(dǎo)入該部分的Revit信息模型，模擬人員疏散情況。模擬結(jié)論說明，雖然以本工程為代表的大型水廠項(xiàng)目，地下疏散距離較長，但由于這些建、構(gòu)筑物內(nèi)人員并不密集，且通過合理布置疏散口及疏散樓梯，可以保證全部人員在較短的安全時(shí)間內(nèi)完成撤離任務(wù)，符合安全設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范對疏散的要求[13]。

3.1.5 基于BIM模型的通風(fēng)除臭模擬

BIM技術(shù)的應(yīng)用，可提供建筑的能耗模擬分析需要的幾何信息、熱工信息，減少了模擬時(shí)進(jìn)行建模的重復(fù)工作，為設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行能耗分析、熱環(huán)境模擬、風(fēng)環(huán)境模擬，改善、優(yōu)化方案提供了有利的條件。本工程實(shí)現(xiàn)了基于BIM模型的模擬分析，對沉砂池以及整個(gè)廠區(qū)中對環(huán)境影響最為重要的H2S、NH3、CH4進(jìn)行CFD數(shù)值計(jì)算，得到了重要的預(yù)測數(shù)據(jù)，作為確定通風(fēng)除臭方案的重要參考，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)計(jì)效率。

同時(shí)，將Revit模型進(jìn)行簡化，導(dǎo)入Phoenics軟件，根據(jù)夏季主導(dǎo)風(fēng)向模擬排放塔排放氣體濃度分布，重點(diǎn)關(guān)注人員相對集中的濕地公園、水廠辦公區(qū)氣體擴(kuò)散的環(huán)境，確定最佳排放塔布置方案。

圖5 疏散過程

圖6 排放塔布置方案模擬

3.1.6 基于BIM模型的噪聲模擬

采用CadnaA對噪聲進(jìn)行研究，比選制氧車間平面布置方案，分析噪聲源對廠區(qū)辦公、濕地公園的環(huán)境影響，廠界噪音限制達(dá)標(biāo)情況，確定合理位置。

圖7 噪聲模擬

3.1.7 基于BIM模型的碰撞檢查及圖紙輸出

BIM模型是對整個(gè)設(shè)計(jì)的一次“預(yù)演”，建模的過程同時(shí)也是一次全面的“三維校審”過程。在此過程中可發(fā)現(xiàn)大量隱藏在設(shè)計(jì)中與專業(yè)配合緊密相關(guān)的問題，或者屬于空間高度上的沖突，在傳統(tǒng)的單專業(yè)校審過程中很難被發(fā)現(xiàn)。通過BIM技術(shù)提供的碰撞檢查功能，利用Revit建模后可直觀的查看管線之間的空間關(guān)系，杜絕了發(fā)生錯(cuò)誤的可能，使立體空間得以合理規(guī)劃。

對于槐房再生水廠復(fù)雜的設(shè)計(jì)而言，將復(fù)雜的三維模型組織為二維輸出，并為此建立了多套視圖樣板，形成了多套出圖體系，提升出圖效率，對電子圖紙的分類匯總，可以迅速查詢到打印所需的圖紙，實(shí)現(xiàn)了電子文檔與圖紙檔案并存的高效管理模式。

圖8 碰撞檢查

3.1.8 基于Biowin的污水處理工藝仿真

利用BioWIN軟件搭建處理工藝模型，進(jìn)行水處理工藝的模擬及方案比選。通過針對有、無初沉池的兩個(gè)模型，進(jìn)行的污水處理工藝仿真，證明設(shè)置初沉池的模型出水水質(zhì)效果更為理想，同時(shí)設(shè)置了初沉池的超越管線，必要時(shí)進(jìn)水可以跨越初沉池直接進(jìn)入生物池，增加了生產(chǎn)運(yùn)行的靈活性。為保證出水水質(zhì)全面達(dá)標(biāo)，并且對進(jìn)水水質(zhì)具備足夠的抗沖擊負(fù)荷能力，采用BIowin軟件模擬對比厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)不同分區(qū)的生物池的運(yùn)行效果，優(yōu)化生物池的設(shè)計(jì)。

圖 9 仿真模擬工藝流程

3.2 互聯(lián)網(wǎng)+模擬與監(jiān)控技術(shù)

3.2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的施工綜合管控

槐房再生水廠建筑工地物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)，主要以實(shí)現(xiàn)槐房再生水廠的“智慧水廠”建設(shè)為工作目標(biāo)，通過運(yùn)用BIM、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)，研究槐房水廠的工程信息建模、建筑性能分析、深化設(shè)計(jì)、工廠化加工、精密測量、結(jié)構(gòu)監(jiān)測、5D施工管理、運(yùn)維管理等集成化BIM應(yīng)用，打造基于BIM和物聯(lián)網(wǎng)的“智慧水廠”建設(shè)平臺(tái)。是借助三維GIS，BIM模型和物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)信息化手段對現(xiàn)場“人機(jī)料”進(jìn)行管控。[16]

圖10 物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)首頁

平臺(tái)將Web端和手機(jī)App移動(dòng)端兩種表現(xiàn)形式相結(jié)合，通過視頻監(jiān)控、人員管理、物料管理、自動(dòng)化監(jiān)測等功能模塊，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場施工管理信息高度集中化、管理者的移動(dòng)辦公、對項(xiàng)目實(shí)時(shí)管控和管理歷史數(shù)據(jù)的保存與查詢，為項(xiàng)目運(yùn)維提供最真實(shí)、有效的數(shù)據(jù)，最終達(dá)到為項(xiàng)目建設(shè)增值的目的。

圖11 智慧建造物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)的手機(jī)客戶端

3.2.2 基于計(jì)算機(jī)模擬的跳倉法施工

借鑒其他工程的施工經(jīng)驗(yàn)，施工前使用有限元軟件ANSYS對假定的跳倉數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度和應(yīng)力模擬計(jì)算分析研究。通過結(jié)構(gòu)的幾何模型，輸入模型的相關(guān)數(shù)據(jù)并經(jīng)過程序處理，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)生成熱邊界條件，可以實(shí)現(xiàn)跳倉法施工過程的長時(shí)間的有限元模擬。

圖12 跳倉法施工模擬

通過軟件模擬，得出各倉施工的溫度及應(yīng)力結(jié)果，驗(yàn)證了跳倉參數(shù)的可靠性，數(shù)據(jù)可作為施工的參考依據(jù)。，本項(xiàng)目綜合運(yùn)用有限元模擬分析與實(shí)時(shí)監(jiān)測兩種方法，在計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)施工中預(yù)埋永久性溫度傳感器和應(yīng)力傳感器，實(shí)時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)和監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)變化，為跳倉法施工提供可靠的保障。

由于使用了跳倉法施工，為下步設(shè)備安裝創(chuàng)造了良好的施工條件，相比后澆帶施工節(jié)約了35d工期，相應(yīng)的后續(xù)單機(jī)調(diào)試、聯(lián)機(jī)調(diào)試均提前進(jìn)行，因此可以提早發(fā)現(xiàn)問題提早解決，為水廠提前運(yùn)營增加一份保障。在本工程中的成功應(yīng)用，填補(bǔ)了一項(xiàng)技術(shù)空白，為日后的相關(guān)工程設(shè)計(jì)和施工等積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

3.2.3 基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)的溫度應(yīng)力在線監(jiān)測

為確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量和廠區(qū)的安全運(yùn)行，在進(jìn)場后，立刻著手混凝土監(jiān)測技術(shù)的研究工作。本工程在MBR生物池結(jié)構(gòu)內(nèi)埋設(shè)溫度和應(yīng)力傳感器，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM技術(shù)以及光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合運(yùn)用，開發(fā)配套軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)報(bào)警采取相應(yīng)措施，保證施工質(zhì)量。

把溫度、應(yīng)力監(jiān)測儀將監(jiān)測數(shù)據(jù)回傳到平臺(tái)數(shù)據(jù)庫，通過自動(dòng)化監(jiān)測平臺(tái)發(fā)布到Web端，即可在PC頁面端查看溫度監(jiān)測值和數(shù)值變化曲線。同時(shí)可以選擇多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，將其曲線同時(shí)顯示在一個(gè)時(shí)間維度，對比多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的溫度和應(yīng)力變化。

圖13 溫度及應(yīng)力在線監(jiān)測

3.3 基于BIM技術(shù)的運(yùn)維管理[17]

3.3.1 BIM信息集成交付與應(yīng)用

研究基于IFC、COBie等BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的的水廠竣工信息交付方法、內(nèi)容和流程，將設(shè)計(jì)、施工信息進(jìn)行有效的組織、集成和共享，形成完整的竣工模型，交付給運(yùn)維方使用。將GIS宏觀模型和BIM微觀模型等不同尺度、不同應(yīng)用范圍的信息模型有機(jī)地組織起來。

將槐房再生水廠設(shè)計(jì)、施工過程中的相關(guān)信息整理，錄入到BIM運(yùn)維管理系統(tǒng)中，作為運(yùn)維管理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，包含BIM模型數(shù)據(jù)、圖紙文檔資料、設(shè)備參數(shù)信息等，并建立基于私有云/公有云的BIM數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)維信息管理。[18]

3.3.2 基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)水量監(jiān)控與分析

在BioWin進(jìn)行模擬，可計(jì)算出再生水廠在當(dāng)前條件出水的COD、BOD、SS、TP、TN和NH4的值，并錄入到BIM系統(tǒng)中，根據(jù)模擬結(jié)果對水廠工藝進(jìn)行調(diào)控。通過對模擬結(jié)果的集成分析，輔助再生水廠管理人員調(diào)控水廠工藝參數(shù)、估計(jì)運(yùn)行費(fèi)用、污泥產(chǎn)量和能耗要求等，提高了再生水廠的生產(chǎn)管理的可預(yù)測性和可控性，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

通過基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)水量監(jiān)控與分析，可以很好地預(yù)測來水水量和出水水質(zhì)，解決再生水廠工藝調(diào)控依靠經(jīng)驗(yàn)存在的周期長、風(fēng)險(xiǎn)大、滯后性及資源浪費(fèi)等問題。

3.3.3 基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警

水廠在水處理過程中，會(huì)通過預(yù)曝氣、添加鐵鹽、硝酸鹽等方式減少H2S的釋放，但是水廠水區(qū)主要構(gòu)筑物位于地下，一旦發(fā)生H2S超標(biāo)的事件，將會(huì)對水廠工人的生命健康產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。因此，在水廠易發(fā)生H2S泄露部位設(shè)置傳感器，搭建毒害氣體監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)，用于H2S氣體的監(jiān)測和報(bào)警[19]。

圖14 水量在線分析

圖15 有毒有害其他在線監(jiān)測

在BIM運(yùn)維系統(tǒng)中，可看到所有H2S濃度檢測傳感器的當(dāng)前檢測到的濃度值，選擇任意的傳感器，可查看該傳感器的詳細(xì)參數(shù)以及檢測到的H2S濃度變化趨勢，并可輸出報(bào)表等。當(dāng)H2S濃度超過報(bào)警值時(shí)，現(xiàn)場聲光報(bào)警器會(huì)進(jìn)行報(bào)警，BIM運(yùn)維系統(tǒng)中也會(huì)有相應(yīng)提示，H2S濃度報(bào)警值根據(jù)國家規(guī)范中的規(guī)定進(jìn)行設(shè)定。報(bào)警記錄會(huì)保留在BIM運(yùn)維系統(tǒng)中，可以事后進(jìn)行查看，也可將報(bào)警記錄打印輸出成報(bào)表。

3.3.4 基于BIM與物聯(lián)網(wǎng)的綜合運(yùn)維管理系統(tǒng)

托于項(xiàng)目已有的計(jì)算機(jī)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，BIM監(jiān)測集成服務(wù)利用OPC協(xié)議獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括進(jìn)水流量計(jì)量及水質(zhì)監(jiān)測、出水流量計(jì)量及水質(zhì)監(jiān)測、各水區(qū)水位監(jiān)控和膜格柵間毒害氣體報(bào)警等子系統(tǒng)中的監(jiān)測數(shù)據(jù)。進(jìn)行基于BIM和物聯(lián)網(wǎng)的綜合運(yùn)維管理系統(tǒng)需求分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，包括系統(tǒng)功能分析、邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)、物理架構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容，為水廠的綜合運(yùn)維管理提供支持。

3.3.5 基于BioWIN輔助工藝運(yùn)行調(diào)控

通過對來水水質(zhì)的檢測，分析槐房再生水廠的污水處理工藝，確定工藝的運(yùn)行參數(shù)，建立初步模型。然后根據(jù)水質(zhì)組分，計(jì)算污水組分參數(shù)，與工藝參數(shù)、模型參數(shù)一并輸入Biowin軟件；將某段時(shí)間的進(jìn)水指標(biāo)值輸入Biowin軟件，進(jìn)行模型的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)后的模型針對廠內(nèi)的實(shí)際問題進(jìn)行應(yīng)用，為工藝調(diào)整及優(yōu)化提供指導(dǎo)建議。

通過Biowin軟件可對槐房再生水廠不同工藝條件進(jìn)行多次模擬，找到最優(yōu)的運(yùn)行參數(shù)來優(yōu)化工藝，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行在線監(jiān)測，及時(shí)掌握水廠出水水質(zhì)情況，進(jìn)而做出最佳的調(diào)整。工藝模擬可大大減少現(xiàn)場試驗(yàn)工作量，提高工作效率，另外還可以克服依靠工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行工藝調(diào)整周期長、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的缺點(diǎn)，節(jié)省人力、物力和財(cái)力，對提高再生水廠設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理水平具有重要的實(shí)際意義。

圖16 系統(tǒng)功能

4 應(yīng)用效果

本工程進(jìn)行面向建筑全生命期的BIM 集成與應(yīng)用管理實(shí)踐，以槐房再生水廠為示范，將基于云計(jì)算的BIM 集成與管理平臺(tái)應(yīng)用于槐房再生水廠工程的建造與運(yùn)維。通過對防淹泡、消防設(shè)計(jì)、通風(fēng)與除臭、節(jié)地設(shè)計(jì)、工程景觀設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)計(jì)、綠色施工、智能設(shè)計(jì)與仿真分析、數(shù)字化建造、基于物聯(lián)網(wǎng)施工管控、基于BIM和物聯(lián)網(wǎng)的綜合運(yùn)維等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，支撐槐房再生水廠工程的安全、生態(tài)、智慧建造。

依托本工程總結(jié)形成的《大型建筑工程智慧建造與運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范》課題已通過北京市科學(xué)技術(shù)委員驗(yàn)收。總結(jié)形成的《北京市中心城區(qū)特大型地下生態(tài)水廠現(xiàn)代化建造技術(shù)研究與應(yīng)用》科技成果，經(jīng)院士及專家進(jìn)行了課題的鑒定，成果總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中地下水廠綠色建造技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

總結(jié)形成了BIM技術(shù)相關(guān)研究報(bào)告4份、研發(fā)軟件系統(tǒng)2個(gè)、形成軟件著作3項(xiàng)，編制企業(yè)級再生水廠建設(shè)的實(shí)施導(dǎo)則2個(gè)、出版相關(guān)專著2本。

通過BIM技術(shù)應(yīng)用，在槐房再生水廠建造過程中，減少了社會(huì)資源浪費(fèi)，降低了環(huán)境污染程度，促進(jìn)了建筑業(yè)通過BIM技術(shù)向智慧建造方向的邁進(jìn)。基于BIM技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)的建筑業(yè)信息化進(jìn)程必須突破。通過BIM技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)階段參數(shù)化、施工階段信息化，運(yùn)維階段智能化。

5 總結(jié)

BIM技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。本課題的實(shí)施與成果應(yīng)用彌補(bǔ)了北京市中心城區(qū)污水、再生水處理設(shè)施建設(shè)的諸多不足、破解城市發(fā)展難題，打造了中心城區(qū)特大型權(quán)力下再生水廠的建造，恢復(fù)了南城清代“一畝泉”濕地生態(tài)保護(hù)區(qū)，水廠的運(yùn)行滿足國際領(lǐng)先國內(nèi)最嚴(yán)出水標(biāo)準(zhǔn)、滿足國內(nèi)最嚴(yán)污泥標(biāo)準(zhǔn)、滿足國內(nèi)最嚴(yán)臭氣標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)了“環(huán)境友好、社會(huì)和諧、功能齊全、綠色高效”的生態(tài)水廠建設(shè)理念，真正做到污水處理無臭味、低噪音，實(shí)現(xiàn)再生水利用、污泥資源化、能源利用等全方位資源循環(huán)利用。