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(shí)間維度，從而使整個(gè)建筑施工過(guò)程可視化，極大地方便項(xiàng)目管理及成本和工期的控制。憑借上述優(yōu)勢(shì)，BIM技術(shù)被逐漸應(yīng)用于各種工程項(xiàng)目中。對(duì)于地埋式污水處理廠來(lái)講，BIM技術(shù)的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等全過(guò)程的模擬，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該項(xiàng)目全生命周期的把控。文章就BIM技術(shù)的具體運(yùn)用情況展開(kāi)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(jì)革命，除了可以建立三維建筑模型外，還能整合貫穿于整個(gè)項(xiàng)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(jì)算機(jī)技術(shù)，BIM可以準(zhǔn)確的調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的信息參數(shù)來(lái)加快決策進(jìn)度，從而有效實(shí)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(xiàng)目較大，其設(shè)計(jì)到土建、工藝、消防、機(jī)電等多個(gè)專業(yè)，同時(shí)土方開(kāi)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(shí)做好全生命周期的設(shè)計(jì)，確保后期各設(shè)備可以良好運(yùn)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(jī)廢水，確保污水處理后可達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)，避免污染環(huán)境。該項(xiàng)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(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目的。

1.2 地埋式污水處理廠特點(diǎn)

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(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生污泥，但是僅需三個(gè)月進(jìn)行一次排泥處理。整個(gè)設(shè)備處理系統(tǒng)都有電氣控制系統(tǒng)及設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)，并且系統(tǒng)都是全自動(dòng)化模式，在運(yùn)行中并不需要由專人管理，適時(shí)保修和維護(hù)即可確保設(shè)備正常運(yùn)行。但這種全地埋式污水處理廠造價(jià)相對(duì)較高，并且有著較長(zhǎng)的施工周期。雖然污泥產(chǎn)生周期長(zhǎng)，但是由于需要從地下運(yùn)往地面，所以需要設(shè)置專門(mén)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(lái)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(diǎn)，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(yùn)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(xiàng)目后需使用配套的專用族庫(kù)，見(jiàn)圖1。隨后利用BIM技術(shù)對(duì)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(shí)際模型。

2.2 場(chǎng)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(jì)以達(dá)到更好的景觀效果，此時(shí)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(xiàng)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(dú)立等特點(diǎn)，因此在建模時(shí)應(yīng)保障各組成結(jié)構(gòu)能被準(zhǔn)確定位，見(jiàn)圖2。如果定位困難，可通過(guò)拆分建模后拼接來(lái)確保定位準(zhǔn)確。另外，在模擬人員實(shí)際視點(diǎn)時(shí)，也可以運(yùn)用VR技術(shù)來(lái)輔助決策并優(yōu)化方案來(lái)提升設(shè)計(jì)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(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，可采用BIM技術(shù)來(lái)構(gòu)建基坑模型，讓整個(gè)過(guò)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(jiàn)的相互關(guān)系等，這不僅能為現(xiàn)場(chǎng)施工提供精確指導(dǎo)，減少問(wèn)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(duì)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(diǎn)標(biāo)注出來(lái)，通過(guò)預(yù)先判斷沖突區(qū)域可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙錯(cuò)誤點(diǎn)的校正，從而避免施工問(wèn)題，這可為后續(xù)施工的有序開(kāi)展提供保障。

2.4 統(tǒng)計(jì)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(jì)軟件很難滿足精細(xì)化的模型設(shè)計(jì)要求。而B(niǎo)IM技術(shù)可以憑借信息系統(tǒng)建立精確的基坑模型。運(yùn)用模型進(jìn)行土方的開(kāi)挖與回填可直觀展示土方挖運(yùn)的精細(xì)化計(jì)算，這可省去不必要的爭(zhēng)議，確保項(xiàng)目的早期開(kāi)展，同時(shí)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(duì)于廠區(qū)的重難點(diǎn)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(cè)、管線排布優(yōu)化等工作分析，這可提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而為后期項(xiàng)目施工提供精確指導(dǎo)。應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，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(lái)，這可節(jié)省復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的工作實(shí)踐。在現(xiàn)場(chǎng)直接運(yùn)用構(gòu)建的模型進(jìn)行施工指導(dǎo)，還沒(méi)能簡(jiǎn)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(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，這不僅能確?？臻g的合理利用，對(duì)于各參建方來(lái)講，其還能對(duì)調(diào)整后的方案產(chǎn)生直觀性感受，從而更好地掌握項(xiàng)目規(guī)劃，這可提升管線綜合方案的優(yōu)化行，同時(shí)也有助于推動(dòng)項(xiàng)目的智能化實(shí)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(shí)間內(nèi)完成開(kāi)挖、澆筑及封頂多多項(xiàng)工作，有著較大的工期壓力。運(yùn)用BIM技術(shù)可加入時(shí)間、空間信息，此時(shí)可形成可視化的4D模型，從而精確地模擬整個(gè)施工過(guò)程。同時(shí)BIM技術(shù)還能對(duì)施工組織進(jìn)行模擬，這可讓管理方只管觀察到整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施工作，了解設(shè)備安裝過(guò)程中的難點(diǎn)和要點(diǎn)，這可為時(shí)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(chǎng)協(xié)同平臺(tái)

BIM協(xié)同平臺(tái)可加強(qiáng)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的信息交流，這可有效暴露施工現(xiàn)場(chǎng)存在的部分安全問(wèn)題，同時(shí)還能為安全問(wèn)題的管理提供指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量安全的動(dòng)態(tài)管控，從而有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)事件，在控制危險(xiǎn)源的同時(shí)提升質(zhì)量檢查效率，管理質(zhì)量也會(huì)因此提升。

2.8 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用

物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用可促使空間信息與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的融合，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目的信息化精細(xì)管理。可將RFID技術(shù)與BIM技術(shù)結(jié)合來(lái)建立運(yùn)營(yíng)維護(hù)平臺(tái)，該平臺(tái)涵括工藝檢測(cè)、人工監(jiān)測(cè)、物品監(jiān)控及后臺(tái)數(shù)據(jù)管理等子平臺(tái)。平臺(tái)的支撐可將項(xiàng)目的運(yùn)行維護(hù)提升到全新高度，在節(jié)省人力的同時(shí)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(xiàng)目較小，可以對(duì)思維施工模擬環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，這是因?yàn)檩^小的項(xiàng)目往往無(wú)法充分發(fā)揮BIM技術(shù)價(jià)值，該項(xiàng)操作在大項(xiàng)目上才能表現(xiàn)出更高的效益。另外，BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，項(xiàng)目中使用的現(xiàn)場(chǎng)協(xié)同平臺(tái)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(wèn)題。若進(jìn)行公建類，應(yīng)盡可能利用國(guó)內(nèi)平臺(tái)來(lái)確保信息安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

在建筑行業(yè)中，BIM技術(shù)有著多種優(yōu)勢(shì)，在行業(yè)廣泛應(yīng)用是今后的必然趨勢(shì)。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(yùn)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(shí)間，解決施工中難點(diǎn)問(wèn)題，極大地緩解施工壓力。協(xié)同平臺(tái)作為一個(gè)信息交互、共享的平臺(tái)，可方便各參建方交流，從而確保施工安全，實(shí)現(xiàn)各部分協(xié)同開(kāi)展。另外，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于BIM運(yùn)行維護(hù)管理中不僅能實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)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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