摘? 要：隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)建設(shè)也在不斷完善，其中給排水廠站是市政建設(shè)中的一項(xiàng)重要工程。BIM技術(shù)的發(fā)展為當(dāng)前給排水廠站建設(shè)提供了新的思路，結(jié)合市政給排水廠站項(xiàng)目專業(yè)配合多、結(jié)構(gòu)多變，工藝流程復(fù)雜等特點(diǎn)，BIM技術(shù)在項(xiàng)目建設(shè)全過程建設(shè)過程中發(fā)揮獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)階段為復(fù)雜的給排水廠站項(xiàng)目提供了三維設(shè)計(jì)、專業(yè)協(xié)同、設(shè)計(jì)校審的解決辦法;在施工階段應(yīng)用基于BIM的項(xiàng)目管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全三位一體的管控;運(yùn)維階段對(duì)接智慧運(yùn)維平臺(tái)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與日常維護(hù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文闡述了BIM技術(shù)的在給排水廠站項(xiàng)目中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并分析應(yīng)用BIM的技術(shù)路線，指出了目前BIM技術(shù)在給排水廠站項(xiàng)目中不同階段的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);給排水廠站;全生命周期

中圖分類號(hào)：TU990 ????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????? ?文章編號(hào)：2096-6903（2021）07-0000-00

1 BIM技術(shù)概述

BIM是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)，它的本質(zhì)是數(shù)據(jù)，包括了項(xiàng)目過程中所產(chǎn)生的所有信息，具有傳遞和共享的特點(diǎn)。BIM研究的目的是從根本上解決項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維管理各階段以及應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息斷層，實(shí)現(xiàn)全過程的工程信息管理乃至建筑生命期管理（Building lifecycle management，BLM）。

2 BIM技術(shù)的主要特征

BIM技術(shù)最具有代表性的特征就是可視化，設(shè)計(jì)階段不同于傳統(tǒng)的二維圖紙，BIM技術(shù)將設(shè)計(jì)擴(kuò)展到三維中，使設(shè)計(jì)更直觀;施工階段在三維的基礎(chǔ)上，加入進(jìn)度、質(zhì)量、安全信息，是維度擴(kuò)展到四維甚至到N維，使施工控制更全面;運(yùn)維階段將過程信息附加到BIM模型中，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。例如在設(shè)計(jì)到施工的過程中，按照傳統(tǒng)的廠站設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)和施工人員都需要從二維圖紙構(gòu)想出構(gòu)筑物實(shí)際外形，具有很強(qiáng)的主觀性，可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，也可能出現(xiàn)施工人員對(duì)設(shè)計(jì)意圖理解的偏差，而使用BIM技術(shù)可以對(duì)廠站細(xì)部構(gòu)造進(jìn)行直觀的展示，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，也降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。

其次BIM具有的特征是協(xié)同性。隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，協(xié)同的范疇涵蓋了建設(shè)工程全生命周期，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)等各方的集體參與，使得BIM的應(yīng)用范圍面更廣、更全面。例如給排水廠站設(shè)計(jì)包括工藝、建筑、結(jié)構(gòu)等多專業(yè)的參與，經(jīng)常性出現(xiàn)因?qū)I(yè)設(shè)計(jì)的局限性導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)碰撞或者專業(yè)沖突的情況，通過BIM技術(shù)可以直接在同一三維環(huán)境下整合全專業(yè)設(shè)計(jì)成果，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。

3 給排水廠站項(xiàng)目BIM實(shí)施路線

結(jié)合BIM技術(shù)和給排水廠站工程的特點(diǎn)，提出了項(xiàng)目中BIM實(shí)施的總體路線，具體如圖1所示。

在BIM應(yīng)用過程中，容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工雙方由于BIM標(biāo)準(zhǔn)不一致導(dǎo)致的工作重復(fù)，因此有必要建立統(tǒng)一的項(xiàng)目級(jí)BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一的BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)可以規(guī)范工程全生命周期的BIM應(yīng)用，有利于解決工程建設(shè)過程中“信息孤島”“多方協(xié)同”的難題，突破工程信息化管理的瓶頸。

技術(shù)路線中包括三個(gè)項(xiàng)目建設(shè)階段，每個(gè)階段包括數(shù)據(jù)層、軟件層和應(yīng)用層，層次之間的遞進(jìn)表示每個(gè)階段中BIM具體實(shí)施的過程。首先采集工程數(shù)據(jù)，繼而通過軟件和平臺(tái)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換后，開展符合工程實(shí)施需求的、能提升工程建設(shè)質(zhì)量和效率等一系列的基本應(yīng)用工作。而推進(jìn)項(xiàng)目BIM應(yīng)用的關(guān)鍵則是促進(jìn)同層次應(yīng)用成果的橫向流動(dòng)，即設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)成果傳遞應(yīng)用于施工階段，設(shè)計(jì)、施工階段的所有數(shù)據(jù)成果通過針對(duì)運(yùn)維需求的重構(gòu)后，最終應(yīng)用至運(yùn)維階段，為廠站管理等數(shù)字化建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

4 BIM在不同階段的具體應(yīng)用

4.1 在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)不同，使用BIM技術(shù)的三維設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路和流程，此階段主要是通過使用BIM設(shè)計(jì)軟件，配合軟件二次開發(fā)，滿足正向設(shè)計(jì)的需求。以給水廠站工藝專業(yè)初設(shè)BIM設(shè)計(jì)流程為例，設(shè)計(jì)階段BIM主要的應(yīng)用在于模型構(gòu)建、分析計(jì)算、協(xié)同設(shè)計(jì)，碰撞檢查，工作量統(tǒng)計(jì)，具體流程如圖2所示。

（1）模型構(gòu)建。通過三維模型直觀展示設(shè)計(jì)意圖，在傳統(tǒng)給排水廠站設(shè)計(jì)過程中，通過二維的方式展示三維空間，設(shè)計(jì)人往往很難準(zhǔn)確、全面地闡釋設(shè)計(jì)意圖，而應(yīng)用BIM技術(shù)很多設(shè)計(jì)問題在模型創(chuàng)建過程中就能夠發(fā)現(xiàn)并解決，通過可視化的界面也能夠更好的展示設(shè)計(jì)方案。為了提高模型創(chuàng)建的效率，在這個(gè)過程中經(jīng)常使用二次開發(fā)的手段進(jìn)行參數(shù)化建模，減少重復(fù)工作。以V型濾池為例，在二次開發(fā)插件中，通過輸入關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)，快速生成方案模型，在方案設(shè)計(jì)階段能夠大幅提高模型創(chuàng)建效率，減少方案比選的時(shí)間，具體如圖3所示。

（2）專業(yè)協(xié)同。給排水廠站設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性的工程，隨著目前水廠項(xiàng)目規(guī)模的逐年擴(kuò)大，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，參與的專業(yè)也隨之增多，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和流程對(duì)于設(shè)計(jì)資源的整合已難以滿足目前的設(shè)計(jì)需求。利用BIM技術(shù)協(xié)同性的特點(diǎn)，為設(shè)計(jì)人提供了統(tǒng)一的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，由于各專業(yè)基于同一模型文件進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，降低因?yàn)閷I(yè)之間的差異性對(duì)項(xiàng)目理解而造成的錯(cuò)誤，可以有效解決各專業(yè)間設(shè)計(jì)對(duì)象的碰撞問題，同時(shí)，各專業(yè)數(shù)據(jù)也可準(zhǔn)確傳遞，降低了圖紙版本不統(tǒng)一的風(fēng)險(xiǎn)，減少設(shè)計(jì)變更以及施工、運(yùn)維管理的麻煩。

（3）碰撞檢查。由于二維圖紙?jiān)趥鬟f項(xiàng)目信息時(shí)有可能存在缺失或誤差，這就導(dǎo)致各設(shè)計(jì)對(duì)象之間可能會(huì)存在一些碰撞的問題。利用BIM技術(shù)對(duì)各專業(yè)模型進(jìn)行碰撞檢測(cè)，對(duì)設(shè)計(jì)成果查漏補(bǔ)缺，可起到優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少返工的作用，具體如圖4所示。

（4）工程量統(tǒng)計(jì)。BIM模型創(chuàng)建是以構(gòu)件為基本單位，因此通過提取構(gòu)件的工程量（個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度、面積、體積、重量等），實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目工程量的統(tǒng)計(jì)。以清水池為例，通過BIM軟件快速準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出墻、板、柱、梁等土建的方量，為計(jì)算造價(jià)提供參考，如圖5所示。

4.2 在施工階段的應(yīng)用

BIM區(qū)別于普通三維模型的區(qū)別在于BIM模型本身可以承載信息的附加，將模型構(gòu)件與施工過程中產(chǎn)生的項(xiàng)目信息進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，構(gòu)建基于BIM的項(xiàng)目施工管理平臺(tái)，不僅提高了施工把控精度，也提高了工程數(shù)字化、信息化水平。施工階段基于BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度控制、施工工序/工藝模擬，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，安全質(zhì)量管理等。

（1）施工進(jìn)度控制。在施工組織計(jì)劃的基礎(chǔ)上，將進(jìn)度計(jì)劃與BIM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，生成以天或者周為單位的施工進(jìn)度模擬，形象表現(xiàn)建設(shè)過程的推進(jìn)狀態(tài)。施工單位利用該進(jìn)度模擬開展施工組織計(jì)劃的分析及優(yōu)化，業(yè)主方可依照施工進(jìn)度模擬，定期檢查實(shí)際施工進(jìn)度狀態(tài)，作為施工評(píng)價(jià)依據(jù)。

（2）施工工序模擬。針對(duì)復(fù)雜部位后關(guān)鍵設(shè)備管線的施工工序和工藝模擬，根據(jù)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的工藝流程，制作工藝精細(xì)化模型，并輸出至模擬工具中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬，用于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)，具體如圖6所示。通過這種方式可以有效提高現(xiàn)場(chǎng)施工人員對(duì)設(shè)計(jì)意圖的理解，提高施工質(zhì)量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控。在施工過程中可以在現(xiàn)場(chǎng)布置關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)，并將所有測(cè)點(diǎn)位置與模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，當(dāng)后臺(tái)獲取到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并分析后，能夠直接將分析結(jié)果推送到前端可視化界面中，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可以通過圖表或者修改模型顏色等方式來(lái)反映。同時(shí)為了更好的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工情況，可以將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，將現(xiàn)實(shí)中視頻監(jiān)控所拍攝的畫面與BIM模型對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)虛擬模型與現(xiàn)實(shí)施工情況的對(duì)比。

（4）安全質(zhì)量管理。BIM三維模型可以和安全質(zhì)量信息進(jìn)行綁定，改變了傳統(tǒng)的信息管理方式，方便對(duì)出現(xiàn)問題及時(shí)地處理和后期的追溯。以現(xiàn)場(chǎng)巡檢為例，傳統(tǒng)的方式是工作人員發(fā)現(xiàn)安全問題，手動(dòng)填寫問題信息提交工單，導(dǎo)致上報(bào)流程繁瑣且處理滯后。隨著BIM和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以將問題通過移動(dòng)端直接上傳云端，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公，并可通過移動(dòng)端自動(dòng)定位位置信息，在平臺(tái)中與模型位置對(duì)應(yīng)，通過標(biāo)簽標(biāo)記問題位置，能夠?qū)崟r(shí)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析這些工程質(zhì)檢信息。

4.3 在運(yùn)維階段的應(yīng)用

隨著BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，使智慧運(yùn)維有了實(shí)現(xiàn)的可能，通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)水廠、泵站、管網(wǎng)等監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及人員巡檢等信息的在線采集，通過云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和輔助決策，最后通過BIM可視化的優(yōu)勢(shì)對(duì)信息進(jìn)行呈現(xiàn)，這樣降低了人力成本，并使運(yùn)維管理更完善、更精細(xì)。

（1）設(shè)備管理?；贐IM的水廠機(jī)電設(shè)備智能管理，將從設(shè)計(jì)一直到運(yùn)維階段的機(jī)電設(shè)備信息構(gòu)建及共享，其次通過數(shù)據(jù)接口調(diào)取或者安裝傳感器等方法獲取設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，最后將設(shè)備運(yùn)維信息與模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。運(yùn)維管理人員能夠在在設(shè)備的采購(gòu)、使用、維護(hù)、報(bào)廢等全生命周期實(shí)現(xiàn)信息化的跟蹤管理。并且通過平臺(tái)內(nèi)嵌展示的設(shè)備3D 模型，即時(shí)了解設(shè)備的最新運(yùn)行狀態(tài)、性能和各項(xiàng)重要參數(shù)。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能調(diào)度。以給水廠為例，實(shí)時(shí)監(jiān)控是通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)輸配水全過程水質(zhì)監(jiān)測(cè)，并結(jié)合水質(zhì)預(yù)測(cè)模型，對(duì)未來(lái)的水質(zhì)狀況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，將異常狀況標(biāo)記到BIM模型上對(duì)應(yīng)位置，提醒管理人員盡快處理。以污水廠為例，智能調(diào)度是在實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過后臺(tái)的實(shí)時(shí)計(jì)算分析，再利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)泵站調(diào)度、精準(zhǔn)加藥、精準(zhǔn)曝氣控制等，改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)，將處理過程信息與模型關(guān)聯(lián)，通過前臺(tái)運(yùn)維界面查看與分析。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)在給排水廠站建設(shè)全過程中起到重要作用，改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式，對(duì)整個(gè)工程建設(shè)乃至后期運(yùn)行維護(hù)都有非常積極的影響。相關(guān)專業(yè)人員應(yīng)該充分了解到BIM技術(shù)在給排水廠站項(xiàng)目建設(shè)過程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)要針對(duì)過程中存在的問題進(jìn)行針對(duì)性地解決。更好地在項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)，是在當(dāng)今數(shù)字化、信息化潮流中行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊陽(yáng)，高進(jìn)侖.BIM技術(shù)在市政給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2021，6（5）：113-114.

[2] 鄧長(zhǎng)全.BIM在建筑給排水工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑，2021，4（11）：76-77.

[3] 張志柳，石曉慶.BIM在某核電廠AL廠房給排水設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用[J].給水排水，2017，53（s2）：172-175.

[4] 衛(wèi)曉軍.市政給排水工程設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020，4（12）：244-245.

[5] 王艷華，董舒，劉娟，等.現(xiàn)代化污水處理項(xiàng)目智慧水務(wù)管理云平臺(tái)[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2021，19（5）：154-158.

收稿日期：2021-06-10

作者簡(jiǎn)介：吳越（1994—），男，河南鄭州人，碩士研究生，研究方向：BIM設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

Research on Application of BIM Technology in Water Supply and Drainage Plant Project

WU Yue

（Beijing General Municipal Engineering Design & Research Institute Co.， Ltd.， Beijing ?100082）

Abstract：With the rapid development of urban economy， urban infrastructure is constantly improving， in which the water supply and drainage plant is an important project in municipal construction. The development of BIM Technology provides a new idea for the current construction of water supply and drainage plant. Combined with the characteristics of municipal water supply and drainage plant project， such as a lot of professional cooperation， variable structure and complex process， BIM Technology plays a unique advantage in the whole process of project construction. In the design stage， it provides solutions of three-dimensional design， professional collaboration and design review for complex water supply and drainage plant project; In the construction stage， BIM based project management platform is applied to realize the control of construction progress， quality and safety; In the operation and maintenance stage， BIM is connected with the intelligent operation and maintenance platform to provide data basis for subsequent data monitoring and daily maintenance. This Article expounds the application advantages of BIM Technology in water supply and drainage plant project， analyzes the technical route of BIM application， and points out the specific application of BIM Technology in different stages of water supply and drainage plant project.

Keywords：BIM Technology;supply and drainage plant project;all life cycle