鄭 鵬 陳 昊 鮑化坤 陳宋璇

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038)

0 前言

在京津冀一體化的時代背景下，京津冀工農(nóng)城固廢跨產(chǎn)業(yè)、跨區(qū)域處理需求巨大，依托典型城市開展集成示范，形成京津冀多源固廢協(xié)同利用機(jī)制與綜合解決方案已成為社會共識[1]。

基于集成示范基地中多源(6種及以上，包含生活垃圾、餐廚垃圾、廚余垃圾、糞便、醫(yī)療廢物、污泥等)有機(jī)/無機(jī)固廢協(xié)同處理工藝技術(shù)間的物質(zhì)- 能量- 信息特征及交互作用，針對多源固廢的全生命周期，進(jìn)行BIM管控平臺的開發(fā)，建立全生命周期的三維BIM模型，可以對固廢行業(yè)發(fā)展起到一定的示范作用。

《2016—2020 年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》明確提出進(jìn)一步提升建筑業(yè)信息化水平，著力增強(qiáng) BIM、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，要求企業(yè)積極探索開發(fā)自有平臺[2]。

BIM管控平臺需要實現(xiàn)項目參建各方圍繞項目在統(tǒng)一的環(huán)境中工作。為更好實現(xiàn)在項目全生命周期各階段的項目管理中應(yīng)用BIM技術(shù)和做好項目的日常管理，需要搭建基于應(yīng)用云桌面平臺、BIM技術(shù)、多方參與的協(xié)作管控平臺，從而利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，跨越時間和空間的限制，將貫穿項目生命周期的所有信息進(jìn)行集中、有效的管理，讓散布在不同單位的項目團(tuán)隊在集中統(tǒng)一的環(huán)境下工作，隨時獲取所需的項目信息，從而進(jìn)一步明確項目成員的責(zé)任，提升項目多團(tuán)隊的工作效率。

本文介紹了BIM管控平臺搭建的主要依據(jù)、原則及目標(biāo)，梳理了BIM管控平臺的搭建，介紹了BIM工作流程。

1 BIM管控平臺

生活垃圾焚燒項目通常包括垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施和配套的污水處理設(shè)施。多源有機(jī)/無機(jī)固廢協(xié)同處理項目還會增加爐渣綜合利用設(shè)施、飛灰熔融設(shè)施、有機(jī)垃圾(餐廚+廚余+糞便)綜合處理設(shè)施、污泥(市政污泥、沼渣、污水處理站污泥)處理設(shè)施、醫(yī)療廢物處理設(shè)施、環(huán)衛(wèi)停車庫及基礎(chǔ)設(shè)施等配套工程。

BIM管控平臺應(yīng)以固體廢棄物處理為核心(固體廢棄物處理技術(shù)以綜合利用為前提)，改善固體廢棄物處理模式，建立協(xié)調(diào)發(fā)展的固體廢棄物處理新體系，加強(qiáng)各處理設(shè)施的能流與物流的合理調(diào)配，通過整合重組各項目之間的水、電、氣、熱等資源，最大限度地提取各類固體廢棄物中的可利用資源，變廢為寶，提高可持續(xù)發(fā)展能力。

BIM管控平臺對象構(gòu)成如圖1所示。

圖1 BIM模型項目構(gòu)成圖

1.1 實施原則和依據(jù)

BIM管控平臺的優(yōu)勢在于 “設(shè)計- 施工- 運(yùn)維”各個階段包含全過程項目管理相關(guān)的BIM應(yīng)用，其實施原則基于項目完整的設(shè)計內(nèi)容，采用全過程、全專業(yè)統(tǒng)一的三維協(xié)同設(shè)計平臺搭建多家單位同一的BIM平臺。

BIM管控平臺實施的主要依據(jù)是項目建設(shè)過程中形成的模型及數(shù)據(jù)文件，以及當(dāng)?shù)匕l(fā)布的《規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺數(shù)據(jù)交付標(biāo)準(zhǔn)》和《規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺信息掛載手冊》。

1.2 BIM平臺搭建目標(biāo)

BIM信息的質(zhì)量是決定項目質(zhì)量的關(guān)鍵因素。應(yīng)將每一個部位的構(gòu)(建)筑物、設(shè)備、管線對象化、虛擬化,并將相關(guān)的信息化、文檔化的內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲[3]。保證BIM信息質(zhì)量需滿足以下要求：

1)信息的清晰度和一致性。BIM模型的創(chuàng)建者和使用者對同一對象應(yīng)按照《規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺數(shù)據(jù)交付標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行編碼，且保證命名、度量單位和關(guān)系的一致性。

2)信息的可訪問性。項目參建各方團(tuán)隊人員均應(yīng)按照不同的權(quán)限設(shè)定規(guī)則來獲得BIM模型及相應(yīng)的屬性信息。

3)信息的可使用性。在設(shè)計階段創(chuàng)建的項目BIM模型，在后續(xù)的施工及運(yùn)維管理階段應(yīng)可使用，按照《規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺信息掛載手冊》進(jìn)行信息掛載，且應(yīng)保證BIM信息數(shù)據(jù)在不同階段的連貫性和可使用性。

4)信息的完整性。BIM模型應(yīng)包含焚燒、凈化、固廢、熱工、水處理、總圖、建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣、自控等全專業(yè)設(shè)計施工圖表達(dá)的幾何信息，以及設(shè)備的關(guān)鍵信息。

5)信息的精度。BIM模型的幾何信息與屬性信息的精度應(yīng)滿足《規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺數(shù)據(jù)交付標(biāo)準(zhǔn)》要求。

BIM技術(shù)整合了建筑產(chǎn)業(yè)鏈全生命周期的所有信息，能夠為每一個施工過程提供全方位的信息支持[4]。創(chuàng)建模型應(yīng)嚴(yán)格按照《規(guī)劃建設(shè)BIM管理平臺數(shù)據(jù)交付標(biāo)準(zhǔn)》，并詳細(xì)檢查模型及模型構(gòu)件的命名規(guī)則、編碼、基本屬性、材質(zhì)等。各階段模型(包括方案及初步設(shè)計模型、施工圖設(shè)計模型、施工階段模型和竣工模型)應(yīng)上傳至項目所在地的BIM/CIM 平臺，模型上傳前需通過自檢工具與項目內(nèi)部的三級復(fù)核。

2 BIM管控平臺的開發(fā)

在BIM管控平臺中，所有與項目相關(guān)聯(lián)的三維信息都集成在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行統(tǒng)一管理，建立工程項目內(nèi)部及外部協(xié)同的工作環(huán)境，使項目過程中的信息能夠快速、有效地共享和交流，并及時得到反饋。BIM管理平臺的數(shù)據(jù)中心將統(tǒng)一記錄項目過程中的所有信息，并將項目中所創(chuàng)造和累積的知識加以分類、儲存以及供項目團(tuán)隊分享，為工程管理提供可追溯的查詢，作為知識沉淀永久保存下來。BIM管控平臺由云桌面及數(shù)據(jù)共享平臺、BIM軟硬件平臺兩部分組成。

2.1 云桌面及數(shù)據(jù)共享平臺的構(gòu)建

應(yīng)用先進(jìn)的BIM技術(shù)，為全國首個多源有機(jī)/無機(jī)固廢協(xié)同處理工藝項目探尋最優(yōu)化的BIM管控平臺提供解決方案，首先是云桌面平臺及數(shù)據(jù)共享平臺的構(gòu)建。平臺需要實現(xiàn)目標(biāo)如下：

1)將設(shè)計表達(dá)很好地傳達(dá)到各相關(guān)方；2)對設(shè)計、成本及進(jìn)度進(jìn)行質(zhì)量管理；3)實現(xiàn)項目可視化；4)提高質(zhì)量控制水平和精確度；5)施工前設(shè)計三維交底；6)施工階段現(xiàn)場管理。

BIM技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)用在于施工現(xiàn)場管理，實現(xiàn)基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場進(jìn)度管理、安全管理、質(zhì)量管理、物資管理[5]。

項目文件共享協(xié)同架構(gòu)如圖2所示。

圖2 項目文件協(xié)同架構(gòu)圖

2.2 BIM軟硬件平臺

2.2.1 軟件配置

由于多源有機(jī)/無機(jī)固廢協(xié)同處理項目與民建項目不同，參與單位眾多，整個工程建設(shè)包含的信息量巨大，各個階段都有大量的數(shù)據(jù)生產(chǎn)和流轉(zhuǎn)，協(xié)同要求高。因此，在項目各階段必須統(tǒng)籌規(guī)劃，既要充分考慮各參與方之間的專業(yè)分工，又要保證各參與方之間的順暢溝通、協(xié)同合作，同時還要考慮后期運(yùn)維管理的需求，以實現(xiàn)應(yīng)用BIM數(shù)字化技術(shù)效益最大化為目標(biāo)。

Revit系列建模軟件比其他國產(chǎn)建模軟件更適用于民用建筑。本項目建筑體量大，各專業(yè)模型文件很大，Revit系列建模軟件運(yùn)行不順暢，但仍可勉強(qiáng)勝任，因此推薦優(yōu)先考慮使用Revit系列建模軟件作為土建BIM工具。而機(jī)電部分屬于工業(yè)工程，優(yōu)先考慮使用Bentley系列建模軟件作為BIM平臺應(yīng)用工具。建模內(nèi)容包括：整體模型、設(shè)備及管道模型(含屬性及非屬性信息)、模型數(shù)據(jù)庫(含資料庫、設(shè)備及材料模型庫)。過程中通過仿真模擬人流、物流、光照、通風(fēng)、噪聲等來優(yōu)化設(shè)計方案并考慮智能化要求。

因此，本項目軟件采用Revit進(jìn)行土建工程建模，采用Bentley進(jìn)行除了土建工程外的工藝設(shè)備、管道、線纜等要素的工廠建模，并通過二次開發(fā)使兩款軟件間的模型及數(shù)據(jù)互通。

2.2.2 硬件配置

應(yīng)用BIM軟件平臺進(jìn)行BIM協(xié)同工作，服務(wù)器是實現(xiàn)BIM模型庫管理的硬件基礎(chǔ)，支持存取控制和文件信息所有權(quán)控制。云桌面平臺需要支持其應(yīng)用程序所需的信息范圍。為了保證BIM服務(wù)器支持模型同步化，所有BIM建模工具必須能夠允許服務(wù)器進(jìn)入并檢查。應(yīng)用溝通程序進(jìn)行主動的信息交換，以定義項目用戶行為。BIM模型管理系統(tǒng)由BIM管理員控制。

為滿足Revit系列軟件和Bentley軟件的正常工作，云桌面平臺各個客戶端最低電腦配置需要經(jīng)過測試并確保能夠穩(wěn)定運(yùn)行。項目執(zhí)行過程中，為參建各方配備的云桌面平臺系統(tǒng)要滿足64位Revit和Bentley官方系統(tǒng)配置硬件運(yùn)行所需。

1)建模人員客戶端硬件配置如下：Microsoft?Windows?10 64位操作系統(tǒng)，基于x64的處理器——Intel(R)Xeon(R)Gold 6146 CPU@3.20GHz，RAM為16GB，顯卡2G。

2)總模型管理人員客戶端硬件配置如下：Microsoft?Windows?10 64位操作系統(tǒng)，基于x64的處理器——Intel(R)Xeon(R)Gold 6146 CPU@3.20GHZ，RAM為128GB，顯卡12G。

3 BIM工作流程

BIM工作流程如圖3所示，主要包括如下三個階段。

圖3 BIM工作流程圖

3.1 第一階段——BIM建模

主要工作包括項目各子項根據(jù)施工圖進(jìn)展進(jìn)行BIM建模以及融合各子項BIM模型與總BIM模型。交付成果為BIM模型。

3.2 第二階段——BIM模型深化與模型應(yīng)用

主要工作包括BIM模型深化與調(diào)整、管線碰撞檢查、三維設(shè)計交底。交付成果為BIM模型。

3.3 第三階段——成果交付

主要工作為根據(jù)設(shè)計進(jìn)度完成BIM應(yīng)用相關(guān)的工作。成果根據(jù)實際需求提交。

4 BIM模型設(shè)計及創(chuàng)建

設(shè)計模型設(shè)計和創(chuàng)建依據(jù)是各專業(yè)(包含建筑、結(jié)構(gòu)(含鋼結(jié)構(gòu))、暖通、給排水、電氣等專業(yè))的設(shè)計圖紙。在此基礎(chǔ)上，BIM模型設(shè)計及創(chuàng)建不斷加深技術(shù)要求，最終到達(dá)LOD300的深度要求。

1)環(huán)衛(wèi)信息模型由模型單元組成。根據(jù)應(yīng)用深度的不同，模型單元宜分為項目級、功能級、構(gòu)件級、零件級四個層次。不同模型單元的等級劃分應(yīng)滿足表2的規(guī)定。

表2 模型單元的分級表

2)模型幾何表達(dá)精度可分為 G1、G2、G3和G4 四個等級，劃分原則應(yīng)滿足表3的要求。

表3 幾何表達(dá)精度的等級劃分表

3)模型單元的信息應(yīng)包含幾何信息和非幾何信息。根據(jù)模型單元信息的豐富程度，可分為 N1、N2、N3 和N4四個不同等級。模型單元信息深度等級的劃分原則應(yīng)滿足表4的規(guī)定。

表4 信息深度等級的劃分

5 結(jié)束語

多源固廢協(xié)同焚燒處理項目全生命周期BIM平臺的開發(fā)工作，充分利用BIM的“可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性”特點(diǎn)完成項目設(shè)計、施工、竣工階段的BIM模型，對改變傳統(tǒng)的項目管理方法、提升項目管理效率、降低項目建設(shè)成本起到了關(guān)鍵性作用，并形成了一系列的模型及數(shù)據(jù)成果，積累了寶貴的數(shù)字資產(chǎn)。