楊凱祥

青島市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 山東青島 266100

在現(xiàn)今城市發(fā)展當(dāng)中，市政污水工程具有十分重要的作用，將直接對(duì)城市的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，且在環(huán)境保護(hù)方面也具有積極的意義。在實(shí)際工程建設(shè)中，需要能夠做好BIM技術(shù)的結(jié)合性應(yīng)用，并在工程建設(shè)中充分發(fā)揮作用的情況下，保證污水處理工程的高質(zhì)量建設(shè)。

1 BIM技術(shù)在污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

1.1 協(xié)同設(shè)計(jì)，減少管線(xiàn)碰撞

由于污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)覆蓋工藝、結(jié)構(gòu)、建筑、給排水、暖通、電氣等多個(gè)專(zhuān)業(yè)，在傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往由于各專(zhuān)業(yè)之間的溝通不到位，而出現(xiàn)各專(zhuān)業(yè)之間的碰撞問(wèn)題，例如管道與梁和柱之間的碰撞，而利用BIM技術(shù)能夠在設(shè)計(jì)階段對(duì)各專(zhuān)業(yè)的碰撞問(wèn)題及時(shí)協(xié)調(diào)解決。利用Revit軟件工作集模式，可以做到多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。在工作集中不同設(shè)計(jì)人員對(duì)圖元構(gòu)件有獨(dú)立權(quán)限，此功能可以保證自己的工作內(nèi)容不被任意修改，同時(shí)當(dāng)不同專(zhuān)業(yè)發(fā)生碰撞時(shí)，及時(shí)通知圖元所有者，能有效的消除碰撞點(diǎn)，同時(shí)解決錯(cuò)、漏、碰、缺等問(wèn)題，解決了二維圖紙溝通不當(dāng)造成的返工、工程浪費(fèi)，以此提高設(shè)計(jì)效率[1]。

1.2 精確算量，減少成本浪費(fèi)

污水處理廠(chǎng)單體繁多，工藝復(fù)雜，工程所需管道管件、設(shè)備多種多樣。然而，傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)需要技經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員統(tǒng)計(jì)核算工程量，內(nèi)容繁瑣且不能保證計(jì)算準(zhǔn)確。利用BIM模型可以自動(dòng)精準(zhǔn)快速地生成工藝設(shè)備及管道附件的工程量，當(dāng)方案變更時(shí)，材料表中的數(shù)量會(huì)隨模型的變化自動(dòng)更新，為材料的采購(gòu)、預(yù)制下料等提供更加直觀(guān)的數(shù)據(jù)顯示，使得材料供應(yīng)更加方便。同時(shí)還能夠有效的輔助人工管控、材料節(jié)約，預(yù)制加工人員相對(duì)固定、材料集中管理，能夠輔助精確進(jìn)行成本預(yù)測(cè)分析和成本糾差、實(shí)施成本控制，真正做到“多、快、好、省”。

1.3 可視化交底，保證施工質(zhì)量

污水廠(chǎng)設(shè)計(jì)精度高，對(duì)各構(gòu)筑物的功能尺寸設(shè)計(jì)要求高，通過(guò)BIM和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)將線(xiàn)條型的圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw的三維模型展現(xiàn)在人們的面前，解決了二維圖紙和三維現(xiàn)實(shí)的脫節(jié)問(wèn)題；對(duì)于復(fù)雜節(jié)點(diǎn)，借助施工工序模擬、設(shè)備安裝模擬動(dòng)畫(huà)和BIM模型向現(xiàn)場(chǎng)施工人員可視化交底，與施工人員及時(shí)溝通施工難點(diǎn)和要點(diǎn)，提高了互動(dòng)性和反饋性，確保按圖施工、規(guī)范施工，保證施工質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)共享，利于施工管理

基于BIM技術(shù)的信息化、智能化管理，在施工過(guò)程中可以做到信息共享，幫助工程師更加有效的實(shí)時(shí)了解工程進(jìn)度。同時(shí)，在工廠(chǎng)化預(yù)制加工和現(xiàn)場(chǎng)安裝的過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)的運(yùn)用對(duì)預(yù)制加工廠(chǎng)集中化進(jìn)行文明施工與安全管理，使得安裝工序更加程序化、標(biāo)準(zhǔn)化，真正做到工程施工可視化智能管理。再者，基于BIM進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)管理，借助模型，輔助完成現(xiàn)場(chǎng)平面布置的整體規(guī)劃，包括：用地規(guī)模及范圍、門(mén)衛(wèi)設(shè)置、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械布置、臨時(shí)設(shè)施布置、材料運(yùn)輸管理等[2]。

2 國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)70年代Eastman教授首先提出BIM概念，但普遍認(rèn)為西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)BIM的研究與實(shí)踐是從2003年開(kāi)始，目前很多建設(shè)工程項(xiàng)目已采用BIM技術(shù)。國(guó)外學(xué)者從起初研究BIM的實(shí)施及信息表達(dá)、交付等問(wèn)題，到2011-2013年逐漸將可視化、仿真模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)等問(wèn)題作為重點(diǎn)研究，同時(shí)BIM的工程項(xiàng)目管理、施工管理也是研究的焦點(diǎn)。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)BIM應(yīng)用雖然起步相對(duì)較晚，但從2011年5月住建部2011年5月頒布的《2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》以來(lái)，國(guó)內(nèi)BIM關(guān)注度井噴式上漲。2013至2017年我國(guó)出臺(tái)的BIM相關(guān)政策，分析發(fā)現(xiàn)BIM已經(jīng)由最初的推廣示范發(fā)展到與裝配式建筑、互聯(lián)網(wǎng)、集成化管理等融合。近幾年隨著信息技術(shù)的普及，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的側(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了BIM與GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等方面，這也是目前值得研究的方向。

3 污水廠(chǎng)BIM研究現(xiàn)狀

BIM作為一項(xiàng)新興的技術(shù)和理念，起初只應(yīng)用于建筑等相關(guān)行業(yè)，在市政領(lǐng)域的應(yīng)用還相對(duì)滯后。目前的BIM研究主要集中于建筑和計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)，所占比例分別達(dá)到50.09%和29.12%，在市政等領(lǐng)域的研究較少。由于BIM技術(shù)產(chǎn)生的時(shí)間不長(zhǎng)，涉及內(nèi)容和方法又非常廣泛，有必要充分了解近年來(lái)BIM在市政污水廠(chǎng)中的應(yīng)用研究熱點(diǎn)及演進(jìn)趨勢(shì)。將BIM理念應(yīng)用到污水廠(chǎng)設(shè)計(jì)中，并采用Revit軟件利用鏈接和工作集兩種模式進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)探索，取得了一定效果。從使用者的角度分析參數(shù)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（GDL）的優(yōu)勢(shì)，論述了ArchiCAD軟件用戶(hù)二次開(kāi)發(fā)的重要性，BIM技術(shù)是未來(lái)設(shè)計(jì)技術(shù)的主流方向。采用ArchiCAD軟件對(duì)污水處理廠(chǎng)建模，可以減少管道碰撞等問(wèn)題。BIM技術(shù)可以直觀(guān)體現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)原則，解決施工中可能存在的問(wèn)題，并提出BIM技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中需要注重設(shè)計(jì)規(guī)則的制定、協(xié)同模式及模型庫(kù)構(gòu)建?；陧?xiàng)目實(shí)踐總結(jié)了污水廠(chǎng)設(shè)計(jì)中各工流程的內(nèi)容和軟件選擇，同時(shí)研究協(xié)同設(shè)計(jì)中的工作模式。采用ArchiCAD軟件完成污水處理廠(chǎng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建模、出圖及動(dòng)畫(huà)等工作。利用BIM可視化的特點(diǎn)，模擬地下污水廠(chǎng)的施工工藝，對(duì)施工人員進(jìn)行安全交底?？傮w而言，污水廠(chǎng)BIM的研究主要在設(shè)計(jì)應(yīng)用中，并且研究機(jī)構(gòu)大多為國(guó)內(nèi)大型設(shè)計(jì)院，研究方向集中在項(xiàng)目樣板、參數(shù)化族庫(kù)、協(xié)同設(shè)計(jì)方式、碰撞檢查、施工進(jìn)度模擬、工程量統(tǒng)計(jì)及施工圖出圖等方面，其中建模軟件以Revit為主流，碰撞檢查軟件一般選用Navisworks，模型整合軟件選擇Infraworks，管線(xiàn)繪制采用鴻業(yè)管立得等。

4 結(jié)語(yǔ)

水是人們賴(lài)以生存的基礎(chǔ)資源，隨著社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，人們對(duì)水資源的需求越來(lái)越大，導(dǎo)致可使用的水資源越來(lái)越少。與此同時(shí)，生產(chǎn)生活過(guò)程中產(chǎn)生的污水越來(lái)越多，如果不對(duì)城市污水進(jìn)行妥善處理，不僅會(huì)對(duì)城市的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生巨大影響，還會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。工業(yè)廢水蘊(yùn)含大量有毒有害物質(zhì)，如果不能將其進(jìn)行有效處理，將會(huì)對(duì)水環(huán)境帶來(lái)不可逆轉(zhuǎn)的破壞。當(dāng)前，淡水資源日趨緊張，如何做好污水處理和循環(huán)使用，提高水資源的利用效率是社會(huì)發(fā)展面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，做好污水處理工作，其重要性不言而喻。