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地埋式污水处理厂全生命周期中BIM技术的运用

2022-03-04 112 上传者：管理员

摘要：BIM即建筑信息模型，其在CAD基础上增加了时间维度，从而使整个建筑施工过程可视化，极大地方便项目管理及成本和工期的控制。凭借上述优势，BIM技术被逐渐应用于各种工程项目中。对于地埋式污水处理厂来讲，BIM技术的应用可实现对设计、施工、运行等全过程的模拟，从而实现对该项目全生命周期的把控。文章就BIM技术的具体运用情况展开分析，以供参考。

关键词：
BIM技术
三维建筑模型
全生命周期
地埋式污水处理厂
污染环境
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BIM技术被行业内称为继CAD之后的第二次设计革命，除了可以建立三维建筑模型外，还能整合贯穿于整个项目周期的信息，从而促使施工方式由传统粗放型向集约型转变。由于应用了计算机技术，BIM可以准确的调用数据库内的信息参数来加快决策进度，从而有效实现降本增效，提升工作质量及工作效率。地埋式污水处理厂工程项目较大，其设计到土建、工艺、消防、机电等多个专业，同时土方开挖量大，管线复杂且处于地下部分。再加上参建单位众多，有一定协调难度。因此有必要做好前期的规划，同时做好全生命周期的设计，确保后期各设备可以良好运行。

1、地埋式污水处理厂建设意义

1.1 关于地埋式污水处理内涵

为提升人类生活质量，环境保护工作被提上日程。地埋式污水处理厂建设的目的在于处理生活污水及工业有机废水，确保污水处理后可达到国家允许排放标准，避免污染环境。该项目建设适用于医院、小区、风景区及工厂等，该技术稳定可靠，占地较小且维护方便，可有效实现保护环境的目的。

1.2 地埋式污水处理厂特点

地埋式污水处理设备被埋于地表之下，可以节省空间，设备上面的地表也可作其他用途。生化池采用的生物接触氧化法填料体积负荷较低，虽然运行过程中会产生污泥，但是仅需三个月进行一次排泥处理。整个设备处理系统都有电气控制系统及设备故障报警系统，并且系统都是全自动化模式，在运行中并不需要由专人管理，适时保修和维护即可确保设备正常运行。但这种全地埋式污水处理厂造价相对较高，并且有着较长的施工周期。虽然污泥产生周期长，但是由于需要从地下运往地面，所以需要设置专门的汽车坡道。此外，考虑到操作层消防分区，也需要设置较多的楼梯。但从整体来看，地埋式污水处理厂依旧具备了节约土地资源、噪音小及环境污染少等优点，可有效进行污水处理。

2、地埋式污水处理厂全生命周期中BIM技术的运用

2.1 整体模型的构建

由于地埋式污水处理厂设备尤其特殊性，因此在创建项目后需使用配套的专用族库，见图1。随后利用BIM技术对建筑、结构、通风、工艺、消防等专业信息进行构建，整合得出实际模型。

2.2 场地景观模型构建并推敲具体方案

地埋式污水处理厂可以节省土地资源，而这些土地可以进行设计以达到更好的景观效果，此时可应用BIM技术进行可视化沟通。鉴于污水处理工程项目建筑物存在高度差异化、结构不规则及各建筑物位置相互独立等特点，因此在建模时应保障各组成结构能被准确定位，见图2。如果定位困难，可通过拆分建模后拼接来确保定位准确。另外，在模拟人员实际视点时，也可以运用VR技术来辅助决策并优化方案来提升设计质量。

2.3 基坑模型构建及管线分析

地埋式污水处理厂位于地下，且有着较深的基坑，为预防施工过程中出现的问题，可采用BIM技术来构建基坑模型，让整个过程变得可视化。BIM创建的模型可充分显示基坑内部构造、不同构造见的相互关系等，这不仅能为现场施工提供精确指导，减少问题发生，还能极大地提升工作效率。在此基础上，可借助BIM技术对管线模型进行叠加碰撞分析，随后将桩基与管道的必然碰撞点标注出来，通过预先判断冲突区域可实现对图纸错误点的校正，从而避免施工问题，这可为后续施工的有序开展提供保障。

2.4 统计土方工程量

若基坑模型较为复杂，仅使用传统的土方工程量统计软件很难满足精细化的模型设计要求。而BIM技术可以凭借信息系统建立精确的基坑模型。运用模型进行土方的开挖与回填可直观展示土方挖运的精细化计算，这可省去不必要的争议，确保项目的早期开展，同时在成本管控中也能发挥极大作用。

2.5 管线优化及施工指导

对于厂区的重难点区域，在进行模型更新及深化基础上需进行管道的碰撞检测、管线排布优化等工作分析，这可提升设计质量，从而为后期项目施工提供精确指导。应用BIM技术时，可将复杂区域的管线走向及连接关系清晰表现出来，这可节省复杂节点的工作实践。在现场直接运用构建的模型进行施工指导，还没能简化工作内容，提升各建方沟通效率，确保工作稳步推进。另外，还可以考虑融合VR进行虚拟体验的优化设计，这不仅能确保空间的合理利用，对于各参建方来讲，其还能对调整后的方案产生直观性感受，从而更好地掌握项目规划，这可提升管线综合方案的优化行，同时也有助于推动项目的智能化实践。

2.6 四维施工模拟

部分地埋式污水处理厂建设工期紧迫，需要在短时间内完成开挖、浇筑及封顶多多项工作，有着较大的工期压力。运用BIM技术可加入时间、空间信息，此时可形成可视化的4D模型，从而精确地模拟整个施工过程。同时BIM技术还能对施工组织进行模拟，这可让管理方只管观察到整个项目的实施工作，了解设备安装过程中的难点和要点，这可为时间的合理安排提供指导，从而完成工期优化。

2.7 现场协同平台

BIM协同平台可加强项目实施过程中的信息交流，这可有效暴露施工现场存在的部分安全问题，同时还能为安全问题的管理提供指导，实现对质量安全的动态管控，从而有效规避风险事件，在控制危险源的同时提升质量检查效率，管理质量也会因此提升。

2.8 物联网运用

物联网的运用可促使空间信息与实时数据的融合，从而实现整个项目的信息化精细管理。可将RFID技术与BIM技术结合来建立运营维护平台，该平台涵括工艺检测、人工监测、物品监控及后台数据管理等子平台。平台的支撑可将项目的运行维护提升到全新高度，在节省人力的同时还能提升管理质量(图3)。

3、建议

在地埋式污水处理厂全生命周期中，如果项目较小，可以对思维施工模拟环节进行优化，这是因为较小的项目往往无法充分发挥BIM技术价值，该项操作在大项目上才能表现出更高的效益。另外，BIM技术在国内应用时间相对较短，项目中使用的现场协同平台虽然能提升管理质量，但其还存在反应慢及内容外泄等需要解决的隐患问题。若进行公建类，应尽可能利用国内平台来确保信息安全。

4、结束语

在建筑行业中，BIM技术有着多种优势，在行业广泛应用是今后的必然趋势。在地埋式污水处理厂建设中，利用BIM技术收集信息数据并构建三维模型并将之运用到全生命周期中，不仅能为后期施工提供指导，提升施工效率，还有助于节省施工时间，解决施工中难点问题，极大地缓解施工压力。协同平台作为一个信息交互、共享的平台，可方便各参建方交流，从而确保施工安全，实现各部分协同开展。另外，将物联网技术用于BIM运行维护管理中不仅能实现该项目的可视化管理，还能为公共建筑的全生命周期管理提供规范指导作用。

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文章来源：伍刚.BIM技术在地埋式污水处理厂全生命周期的应用[J].四川建筑,2022,42(01):203-204+207.