BIM技術(shù)在污水廠工程協(xié)同施工中的應(yīng)用研究

趙揚(yáng)帆

上海城投水務(wù)工程項(xiàng)目管理有限公司 上海 201103

近年來(lái)，隨著人們對(duì)水環(huán)境和空氣環(huán)境治理的要求提升，城市污水處理廠的建設(shè)模式逐步從傳統(tǒng)地上分散式，轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵路忾]式。地下式污水處理廠主要分布在在國(guó)內(nèi)一二線城市或沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域。加強(qiáng)城市污水處理廠生物膜的應(yīng)用研究，可為其科學(xué)發(fā)展提供技術(shù)支持，使城市污水處理廠在生產(chǎn)實(shí)踐中處于良好的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，更好地適應(yīng)當(dāng)前形勢(shì)。

1 BIM技術(shù)概述

建筑信息模型技術(shù)是簡(jiǎn)單的建筑信息模型，其核心是建立建筑項(xiàng)目的虛擬三維模型，可以與建筑數(shù)據(jù)信息的整體過(guò)程進(jìn)行集成，以數(shù)字的形式表示項(xiàng)目的整個(gè)生命周期，實(shí)踐得知，其可以被應(yīng)用于包括方案、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)，以及管理等諸多領(lǐng)域之中。BIM技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠結(jié)合上二維設(shè)計(jì)與三維虛擬等相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)出可制圖、可視化、可優(yōu)化、模擬性，還有協(xié)調(diào)性等優(yōu)勢(shì)，可以把三維視圖以更加直觀的形式呈現(xiàn)出來(lái)；推動(dòng)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行，增強(qiáng)工作質(zhì)量以及效率；確保測(cè)算的可行性與精確度；可展開虛擬工作，進(jìn)而提升工作協(xié)同性；可以就管理成本加以有效的管控，進(jìn)而盡可能的降低企業(yè)成本投入[1]。

2 BIM技術(shù)在污水處理廠中的運(yùn)用探究

2.1 BIM設(shè)計(jì)規(guī)則的構(gòu)建

目前來(lái)看，不管是國(guó)內(nèi)或是國(guó)外，BIM軟件之所以得以開發(fā)與應(yīng)用大多數(shù)情況是以建筑工程作為基礎(chǔ)的，而給排水工程則是其中的關(guān)鍵性項(xiàng)目，于設(shè)計(jì)理念，包括成果與工程語(yǔ)言表達(dá)上來(lái)看，對(duì)比于其他類型的建筑工程，該工程有著自身獨(dú)特的特征。就BIM設(shè)計(jì)展開有效的推廣，首要任務(wù)是建立起給排水專業(yè)的BIM設(shè)計(jì)規(guī)則。如此一來(lái)，才可切實(shí)性的增強(qiáng)BIM設(shè)計(jì)質(zhì)量。在這一構(gòu)建過(guò)程中，必須要就相應(yīng)的BIM設(shè)計(jì)規(guī)則加以充分具體的考慮，其中這里所提到的設(shè)計(jì)規(guī)則，大多體現(xiàn)在：水廠設(shè)備圖庫(kù)的繪制、圖層命名等多個(gè)方面。

2.2 團(tuán)隊(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)

協(xié)同技術(shù)的恰當(dāng)利用，能夠集中起各種專業(yè)設(shè)計(jì)師、包括相應(yīng)的校準(zhǔn)核對(duì)與管理人員，在具體的設(shè)計(jì)工作階段，促使一系列技術(shù)人員均能夠參與其中。借助于BIM服務(wù)器把參與到項(xiàng)目組的人員聯(lián)系為整體，達(dá)到資料圖紙共享目的，倘若發(fā)生個(gè)人修改問(wèn)題，那么其他參與者可以有效的反映出問(wèn)題，防止由于問(wèn)題故障從而阻礙工程的順利進(jìn)行。借助于BIM技術(shù)，既能夠達(dá)到設(shè)計(jì)協(xié)同的目的，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)信息協(xié)同，利用BIM技術(shù)，于模型中可以把所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容植入進(jìn)來(lái)，而其中的讀取也不受限于專業(yè)的不同。在這一過(guò)程中，為防止某些人出于個(gè)人利益的考慮隨意篡改他人的勞動(dòng)成果，需要構(gòu)建出相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，進(jìn)而就勞動(dòng)成果最有效的保護(hù)。

2.3 3D模型庫(kù)的構(gòu)建

考慮到污水處理廠整體項(xiàng)目規(guī)模較大，要需要借助一系列機(jī)械設(shè)備進(jìn)行，現(xiàn)階段，大部分BIM設(shè)計(jì)軟件均是為了建筑工程的開發(fā)，而在機(jī)械設(shè)備構(gòu)建方面卻幾乎沒有涉及。因此，需要自主進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，具體的設(shè)計(jì)階段可通過(guò)GDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)編寫參數(shù)化設(shè)備模塊，進(jìn)而可以促進(jìn)機(jī)械設(shè)備相應(yīng)三維模塊庫(kù)的構(gòu)建，僅進(jìn)行一次相關(guān)的設(shè)計(jì)，那么在之后的設(shè)計(jì)中便可永久通用，一方面設(shè)計(jì)時(shí)間大幅度降低，同時(shí)也提升了設(shè)計(jì)效率[2]。

2.4 MEP模塊的運(yùn)用

在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，MEP模塊起著比較關(guān)鍵的作用主要作用，而針對(duì)其的具體設(shè)計(jì)，需要尤為注意以下三點(diǎn)問(wèn)題，其一、建立并健全MEP管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；其二、一系列專業(yè)間的協(xié)同設(shè)計(jì)；第三點(diǎn)表示碰撞檢查的有效應(yīng)用。就當(dāng)前實(shí)際情況來(lái)看，所應(yīng)用的MEP模塊方面仍存在許多不足，構(gòu)建工具過(guò)于簡(jiǎn)單，因而不適用于要求較高的工程，無(wú)法實(shí)現(xiàn)管件之間的自動(dòng)匹配，而是要依賴人工形式的仔細(xì)核對(duì)，消耗了一定的人力資源與時(shí)間。

2.5 施工圖出圖與總圖管道設(shè)計(jì)

BIM的一大特點(diǎn)就在于其的可出圖性，借助于Revit平臺(tái)從而設(shè)計(jì)所得模型里涵蓋了全面的圖紙信息，均能夠于模型中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)生成，因而，可將其視作數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)視圖。污水處理廠設(shè)計(jì)中相應(yīng)的總圖管道設(shè)計(jì)始終是設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)內(nèi)容，由于管線密度較高，關(guān)聯(lián)線路較多。而總圖管道又屬于地下工程，施工過(guò)程中容易產(chǎn)生路口管道碰撞，使得管道無(wú)法順利有效連接。在BIM模式之下，三維管線系統(tǒng)可以較為具體的呈現(xiàn)出管道相應(yīng)的空間狀態(tài)，因而設(shè)計(jì)師在其繪圖階段能夠更加直觀的對(duì)其進(jìn)行觀察，并借助于軟件碰撞檢測(cè)功能進(jìn)行后期的檢查。針對(duì)其中的設(shè)計(jì)沖突，軟件會(huì)及時(shí)有效的向設(shè)計(jì)人加以反饋，便于其的調(diào)整以及修改。對(duì)比于傳統(tǒng)形式上的二維設(shè)計(jì)，MEP系統(tǒng)所具備的可視化設(shè)計(jì)，包括碰撞檢測(cè)是一項(xiàng)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，其不僅降低了管道返工概率，在增強(qiáng)效率的同時(shí)也有效的節(jié)約了成本[3]。

2.6 后期可視化應(yīng)用

BIM類軟件核心內(nèi)容并不指的是效果圖，而是詳細(xì)的設(shè)計(jì)工作，為盡可能的減少設(shè)計(jì)模型所占據(jù)的內(nèi)存，并有效的提升軟件流暢性，就該模型的材質(zhì)效果，加以具體的弱化處理，導(dǎo)致模型所呈現(xiàn)出來(lái)的表現(xiàn)能力十分低下。因而，需要借助第三方輔助軟件提升后期展示效果。整合而得的污水廠模型，其中包含了項(xiàng)目的所有信息，于BIM后續(xù)工作流同樣存在諸多應(yīng)用，比如虛擬現(xiàn)實(shí)的相應(yīng)漫游動(dòng)畫，可用于三維模型上導(dǎo)入相應(yīng)的時(shí)間維度，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)施工模擬，有助于工程參與方能夠就項(xiàng)目進(jìn)度加以及時(shí)有效的了解，發(fā)現(xiàn)工程過(guò)程中所需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

3 BIM技術(shù)在污水廠協(xié)同施工中有待提高的問(wèn)題分析

3.1 構(gòu)件庫(kù)不夠真實(shí)

由于給排水工程中常用的管件和預(yù)制構(gòu)件都是非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，在許多情況下，構(gòu)件與實(shí)際施工設(shè)計(jì)會(huì)有一定的差異，一般需要根據(jù)工程要求定制，前期準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，準(zhǔn)備工作費(fèi)時(shí)。而在給排水工程中使用的不僅僅是管道配件，還有許多如壓力泵、電氣柜等部件、閥門等。一些大型污水處理廠需要特殊定制，而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜。

3.2 專業(yè)技術(shù)人員稀缺

因?yàn)锽IM技術(shù)需要專業(yè)和技術(shù)人員來(lái)管理，以提高工作質(zhì)量和效率，但由于技術(shù)人員稀缺，BIM協(xié)作仍缺乏普遍性[4]。由于城市污水處理廠單體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，使用簡(jiǎn)單的二維圖紙所能體現(xiàn)的信息有很大的局限性，很難保證相應(yīng)的工作效率在圖紙理解、工程量計(jì)算、設(shè)計(jì)誤差修正、施工協(xié)調(diào)等方面。針對(duì)這種情況，將城市污水處理廠的地圖識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于城市污水處理廠，將有利于提高地圖識(shí)別的效率，為城市污水處理廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供技術(shù)支持。

3.3 模型重復(fù)利用難度高

refit的參量化功能是一把雙刃劍。針對(duì)一些較為簡(jiǎn)單的模型，其參數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)修改起來(lái)比較容易。對(duì)于部分比較復(fù)雜的模型，由于其內(nèi)部鏈接相對(duì)復(fù)雜，對(duì)其加以修改，會(huì)導(dǎo)致更多技術(shù)性問(wèn)題發(fā)生。除此之外，給排水工程結(jié)構(gòu)的繪圖效率低，通用性強(qiáng)，單個(gè)設(shè)計(jì)圖的重用率高，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)采用嵌套繪圖和參數(shù)化繪圖等高效手段，而軟件的二維功能較弱，在生成二維圖之前需要對(duì)BIM模型生成的圖進(jìn)行修改，效率低下[5]。

3.4 BIM無(wú)法做到真正的對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)情況

很有可能BIM是以一種理想的方式設(shè)計(jì)的。比如土壤質(zhì)量，海拔，甚至溫度。但是，實(shí)際場(chǎng)地條件可能不太理想，造成一些微小的差異，由于施工的錯(cuò)誤結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

污水處理廠設(shè)計(jì)工作的有序進(jìn)行可借助于BIM技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)的恰當(dāng)合理運(yùn)用能夠大大提高工作的效率，增強(qiáng)可設(shè)計(jì)工作質(zhì)量。出于實(shí)際考慮，相關(guān)工作者應(yīng)當(dāng)深入探究BIM技術(shù)與污水處理廠設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而促使二者的完美配合，不斷優(yōu)化污水處理廠設(shè)計(jì)。