BIM 技術在水質凈化廠工程協(xié)同設計中的應用研究

賴敏

（廣東省水利水電第三工程局有限公司，廣東 東莞 523710）

一、前言

隨著我國經濟社會的快速發(fā)展，工程項目建設也在如火如荼的進行，基于項目建設的技術、設備的不斷更新優(yōu)化，其取得了良好成效，與此同時，信息技術的發(fā)展和應用，為工程項目建設帶來了新的手段和工具。其中BIM 技術應用到水質凈化廠工程的協(xié)同設計工作中，也能夠發(fā)揮自身的優(yōu)勢，但是在具體的應用過程中也會出現(xiàn)一些問題，為了促進該模式能夠朝著更高水平發(fā)展，我們可以利用各種措施，改善其應用現(xiàn)狀。

二、關于BIM 技術的概述

BIM 技術是指建筑信息模型，其由一家外國公司首次提出，從出現(xiàn)至今已經經歷了一個較長的發(fā)展歷程，目前在我國的工程建設中已得到廣泛應用。借助建筑信息模型，我們可以整合與工程建設有關的全部信息，包括工程項目的設計策劃、施工建設以及投入運營、使用壽命等，這些信息匯聚在一個數(shù)據(jù)庫內部，然后形成一個基于該工程的三維模型，通過這個模型，工程項目的設計、施工、運營團隊可以協(xié)同工作，具有提高工作效率、節(jié)約工程建設資源、減少項目成本等方面的優(yōu)勢[1]。

建筑信息模型的基本原理就是利用數(shù)字化技術實現(xiàn)虛擬模型的建設，然后借助此前輸入的信息，為該模型提供一個數(shù)據(jù)庫，其中不僅包括工程項目的建設信息，還包括其所處狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)模型，各個建設主體可以對其進行動態(tài)更新，實現(xiàn)及時的信息共享，能夠在一定程度上避免工程交接出現(xiàn)的矛盾，還可以實現(xiàn)效率的綜合提升。隨著其在建筑行業(yè)的廣泛應用，相關人員開始嘗試將其應用在水質凈化廠工程的協(xié)同設計工作中，并且取得了一定的效果，在水質凈化廠的項目開展過程中，供電系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、處理技術以及儀器設備等多個方面需要進行協(xié)同發(fā)展，這就需要將建筑信息模型應用在其中才能實現(xiàn)，不斷提升水質凈化廠的效益。

（一）BIM 技術的內涵

近年來，隨著我國污水處理行業(yè)的蓬勃發(fā)展，BIM 技術在這個過程中被得到了廣泛的應用，在項目協(xié)同中應用BIM 技術可以解決眾多的潛在問題，特別是在工程量自動計算方面。工程量的計算相對來說是一個比較復雜的過程，在傳統(tǒng)的項目協(xié)同中所采用的工程量計算方法多為人力計算模式，該模式在應用過程中，非常容易出現(xiàn)很大的失誤，并且對于承包商來說，在無形中增加了人力資源成本，但是運用BIM技術可以很好的解決工程量的自動計算，可以提高計算的準確性和科學性。BIM 是一個包含豐富數(shù)據(jù)，面向對象的具有智能化和參數(shù)化特點的設備的數(shù)字化，表示其核心就是一個有計算機三維模型所構成的數(shù)據(jù)庫，在不同的項目階段，不同專業(yè)的人可以對不同的BIM 模型的信息進行提取，修改和更新。

（二）BIM 技術的應用

目前在我國污水廠工程協(xié)同中，大多數(shù)項目都會應用BIM 工程量自動計算，現(xiàn)階段基于BIM 的自動算量實現(xiàn)主要有三種方式。首先是BIM 軟件自帶的算量統(tǒng)計功能，在實際的應用過程中，大多數(shù)的BIM建模軟件都能夠準確的計算出模型構建的幾何量，比如說面積，體積容積等等便可以得到模型構建準確的參數(shù)，但是在實際的應用過程中，BIM 建模軟件自帶的算量統(tǒng)計功能，智能化程度不高，仍然需要人工的參與，需要相應的操作人員指出，所選構建對象的幾何量才能夠統(tǒng)計出符合我國際價要求的工程量。其次就是利用應用程序接口API 將BIM 模型導入到成本預算軟件中進行計算。該方式可以利用成本預算軟件為，模型構建掛接清單定額信息輸出，符合我國計價要求的工程量，但是在應用該方法的過程中，BIM，模型在不同軟件之間輸入輸出會經常發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，而模型需要花費大量的金錢和時間以及人員對模型進行調整。如果一旦發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，那么在很大程度上會拖慢項目的進度，增加項目的成本。最后是利用開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)訪問BIM 數(shù)據(jù)庫，得到工程量。該方法通常是用一種常用的BIM 軟件，作為信息集成對象需要對訪問的BIM 數(shù)據(jù)庫結構具有清晰的了解，這就要求相關操作人員在采用該方法進行建模，之前要花費一定的時間去對BIM 數(shù)據(jù)庫的結構進行熟悉和掌握。在我國的污水廠具體實踐過程中，通常借助其他的數(shù)據(jù)庫平臺，同模型中提取各種所需要的幾何參數(shù)，結合我國造價庫的數(shù)據(jù)資源，從而實現(xiàn)提取匹配計量單位需求的工程量。

（三）BIM 技術的優(yōu)勢

1.可視化程度高

在項目設計過程中可視化是非常重要的，直接關系到最終的設計結果是否符合需求。在傳統(tǒng)的設計過程中往往需要設計人員通過人工操作，將設計成果以二維圖形的方式展示，而通過BIM 技術，可以將最終的設計成果成三維立體圖形來展示，可以更好的了解具體的建筑的內部結構以及類型，不斷地完善設計圖紙。同時，通過高強度的可視化，還可以有效的避免大部分誤差的產生，雖然現(xiàn)階段很多設計方案也會制作效果圖，但是這種效果圖已通過BIM 技術做出來的效果圖是有很大差距的。

2.便于優(yōu)化設計方案

BIM 技術在應用過程中對于優(yōu)化設計方案，可以發(fā)揮巨大的作用，相比于傳統(tǒng)的設計圖紙，如果圖紙局部有需要更改的地方，那么就需要對這個圖紙進行大規(guī)模的修改，并且如果修改次數(shù)太多，這個圖紙就需要進行重新繪制，在一定程度上增加了工作量，而且降低了工作效率，但是通過BIM技術，可以利用大量幾何物理相關模型，巧妙的完成各方面的設計和計算，對于提高工作效率來說，是非常有利的，并且可以以通過BIM 技術對施工過程進行相關的管理及時在實施過程中遇到比較難的問題。

三、建筑信息模型在水質凈化廠工程協(xié)同設計的具體應用

建筑信息模型已經在水質凈化廠的協(xié)同設計中進行了應用，我們需要對其具體應用內容進行分析，加深理解，促進改進和優(yōu)化。

具體應用項目為珠海市金灣生物醫(yī)藥園（含航空產業(yè)）工業(yè)水質凈化廠項目EPC+O（勘察設計、采購、施工+運營），總造價387,211,372.90 元，該污水處理廠分近遠期建設，本項目為近期建設，暫定處理污水2.0 萬立方米/天。本項目污水處理廠總占地面積31004 平方米，主要建設內容包含：生產區(qū)、生產輔助區(qū)、辦公生活區(qū)、室外管網工程（含廠區(qū)外污水管網約36km 及水質凈化廠至排放口管網8km）等，開工時間為2021 年2 月5 日。

（一）BIM 技術在協(xié)調設計與運行中的應用

技術人員可以收集水質凈化廠工程建設的相關信息，然后進行數(shù)據(jù)庫平臺的建設，在開展各部門協(xié)同設計工作時，工作人員可以將實際運行中的問題和思考上傳到數(shù)據(jù)庫上，然后技術人員按照部門類型對其進行分類管理，將問題發(fā)還給各部門，讓專業(yè)人員進行解答再將結果上傳至平臺，這種方式能夠簡化各部門之間繁瑣的信息交流程序，可以實現(xiàn)效率提升。將建筑信息模型的協(xié)同運行模式運用到水質凈化廠的項目中，可以使每一項決策和解決措施清楚明了地展現(xiàn)出來，所有的信息工作都依靠平臺進行，嚴格按照流程展開，能夠不斷提升水質凈化廠工程的程序化建設水平。并且該模型還可以實現(xiàn)水質凈化廠設備運行狀態(tài)的監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)設備運行出現(xiàn)問題，可以及時進行參數(shù)的調整，也可以利用數(shù)據(jù)判定設備的維修和養(yǎng)護階段。

（二）BIM 技術在安全和質量管理中的應用

在水質凈化廠的項目管理中，安全管理是一項關鍵環(huán)節(jié)和重要內容，其中電力系統(tǒng)的問題需要得到重視，通過對電力系統(tǒng)的安全管理避免安全隱患，主要涉及到配電箱、應急電源等內容，相關人員可以借助建筑信息模型，將整個水質凈化廠的電力負荷情況、設備運行狀態(tài)全部囊括到檢測范圍內部[2]。此外，安全管理還包括對通風、防火等設備的檢測，還有對腳手架等安全防護設施的管理。在質量管理工作中，也可以進行建筑信息模型的應用，水質凈化廠工程的運行是一個長期的過程，為此協(xié)同運行就顯得十分重要，所以將該模型應用到質量管理中能夠提供更加客觀科學的管理方案和內容，并且在工程項目的質量檢測、竣工驗收等方面也發(fā)揮著重要作用，即便是細小的偏差，模型也可以分析出來，從而進行改進。

（三）BIM 技術在進度與成本管理中的應用

雖然水質凈化廠的協(xié)同設計是一個長期的工程，但是在實際的開展過程中我們也需要對工程的進度進行管控，防止出現(xiàn)工程延期的現(xiàn)象，對后期施工產生影響，也不利于效率提升，甚至還會造成資源浪費。工作人員可以借助協(xié)同管理系統(tǒng)進行工程進度的回報，根據(jù)完成情況通過數(shù)據(jù)庫對工程排期進行優(yōu)化，始終在控制進度的同時保證工程質量。使用建筑信息模型還能夠應用在費用管理工作中，例如借助模型能夠將工程開展中的各種細節(jié)進行標注，能夠在一定程度上保證工作人員的合理分配，而且可以對工作人員進行高效監(jiān)管，防止出現(xiàn)效率低下的問題，影響到工程的進展情況，此外該模型還能夠對工程所使用的各種材料進行管控，通過各種優(yōu)化措施，提高資源利用效率，降低水質凈化廠協(xié)同管理的成本。

四、建筑信息模型在水質凈化廠應用的主要問題

在水質凈化廠的協(xié)同設計中，工作人員可以充分利用建筑信息模型的優(yōu)勢，實現(xiàn)工程內部各個部門之間的協(xié)同高效運行，但是在應用過程中也出現(xiàn)各種問題，制約著該模式綜合效用的發(fā)揮。

（一）構件庫缺乏真實性

通常情況下，水質凈化廠的給排水工程建設時，收到多種因素的限制，并沒有采用常規(guī)標準的構件，所以如果將工程設計的相關信息輸入數(shù)據(jù)庫，就會導致數(shù)據(jù)模型與實際給排水工程不相符合的現(xiàn)象，如果重新定制構建，那么就會浪費時間和資源[3]。

（二）缺乏高水平專業(yè)化的技術人才

建筑信息模型需要將數(shù)字化技術作為基礎，在搭建和運行的過程中需要具備信息技術能力的專業(yè)人才，但是當前在BIM 技術應用的過程中，出現(xiàn)了忽視人才重要性的問題，同時部分專業(yè)人才缺乏實踐經驗，難以快速上手，這些都是應用中出現(xiàn)的問題。

（三）建筑信息模型難以重復利用

利用BIM 技術進行數(shù)字化模型建模，這對于模型本身的難度有著一定要求，針對較為簡單的模型搭建，進行參數(shù)修改工作時也更加便捷，反之，該項工作的難度就會大大提升，總體上對該技術的應用存在效率低的問題。

五、改善建筑信息模型應用現(xiàn)狀的策略

針對上述提出的建筑信息模型應用中出現(xiàn)的問題，我們需要提出改善措施，促使該技術能夠更好地應用在水質凈化廠工程的協(xié)同管理中，在實踐中不斷實現(xiàn)技術的突破和發(fā)展。

（一）培養(yǎng)專業(yè)人才

由于水質凈化廠應用建筑信息模型需要足夠的專業(yè)人才，管理者需要提高對高素質人才的重視，制定具有吸引力的薪資制度吸引專業(yè)人才，加強與高校的交流合作，使得學生能夠豐富實踐經驗，水質凈化廠也能夠實現(xiàn)對專業(yè)人才的儲備，從人才入手是一種有效的手段。

（二）加強技術的創(chuàng)新性應用

由于BIM 技術的本身特性，對其進行技術本身的創(chuàng)新難度較高，準確來說應該對其進行創(chuàng)新性應用，深入了解該技術，然后對水質凈化廠工程進行全面細致統(tǒng)計，探究將建筑信息模型進行全面應用的可能性，具體可以通過細化協(xié)同管理的崗位入手。

六、結束語

綜上所述，建筑信息模型本身具有應用范圍廣的特點，除了在建筑給排水工程中應用之外，還可以應用到水質凈化廠工程的協(xié)同設計管理中，并且能夠起到加強安全管理、提高工程質量、降低工程成本等諸多方面的作用，合理利用其帶來各種優(yōu)勢的同時，管理者應當改善問題，將該技術更好地應用在水質凈化廠工程建設中。