BIM 技术在水质净化厂工程协同设计中的应用研究

赖敏

（广东省水利水电第三工程局有限公司，广东 东莞 523710）

一、前言

随着我国经济社会的快速发展，工程项目建设也在如火如荼的进行，基于项目建设的技术、设备的不断更新优化，其取得了良好成效，与此同时，信息技术的发展和应用，为工程项目建设带来了新的手段和工具。其中BIM 技术应用到水质净化厂工程的协同设计工作中，也能够发挥自身的优势，但是在具体的应用过程中也会出现一些问题，为了促进该模式能够朝着更高水平发展，我们可以利用各种措施，改善其应用现状。

二、关于BIM 技术的概述

BIM 技术是指建筑信息模型，其由一家外国公司首次提出，从出现至今已经经历了一个较长的发展历程，目前在我国的工程建设中已得到广泛应用。借助建筑信息模型，我们可以整合与工程建设有关的全部信息，包括工程项目的设计策划、施工建设以及投入运营、使用寿命等，这些信息汇聚在一个数据库内部，然后形成一个基于该工程的三维模型，通过这个模型，工程项目的设计、施工、运营团队可以协同工作，具有提高工作效率、节约工程建设资源、减少项目成本等方面的优势[1]。

建筑信息模型的基本原理就是利用数字化技术实现虚拟模型的建设，然后借助此前输入的信息，为该模型提供一个数据库，其中不仅包括工程项目的建设信息，还包括其所处状态，通过数据模型，各个建设主体可以对其进行动态更新，实现及时的信息共享，能够在一定程度上避免工程交接出现的矛盾，还可以实现效率的综合提升。随着其在建筑行业的广泛应用，相关人员开始尝试将其应用在水质净化厂工程的协同设计工作中，并且取得了一定的效果，在水质净化厂的项目开展过程中，供电系统、管道系统、处理技术以及仪器设备等多个方面需要进行协同发展，这就需要将建筑信息模型应用在其中才能实现，不断提升水质净化厂的效益。

（一）BIM 技术的内涵

近年来，随着我国污水处理行业的蓬勃发展，BIM 技术在这个过程中被得到了广泛的应用，在项目协同中应用BIM 技术可以解决众多的潜在问题，特别是在工程量自动计算方面。工程量的计算相对来说是一个比较复杂的过程，在传统的项目协同中所采用的工程量计算方法多为人力计算模式，该模式在应用过程中，非常容易出现很大的失误，并且对于承包商来说，在无形中增加了人力资源成本，但是运用BIM技术可以很好的解决工程量的自动计算，可以提高计算的准确性和科学性。BIM 是一个包含丰富数据，面向对象的具有智能化和参数化特点的设备的数字化，表示其核心就是一个有计算机三维模型所构成的数据库，在不同的项目阶段，不同专业的人可以对不同的BIM 模型的信息进行提取，修改和更新。

（二）BIM 技术的应用

目前在我国污水厂工程协同中，大多数项目都会应用BIM 工程量自动计算，现阶段基于BIM 的自动算量实现主要有三种方式。首先是BIM 软件自带的算量统计功能，在实际的应用过程中，大多数的BIM建模软件都能够准确的计算出模型构建的几何量，比如说面积，体积容积等等便可以得到模型构建准确的参数，但是在实际的应用过程中，BIM 建模软件自带的算量统计功能，智能化程度不高，仍然需要人工的参与，需要相应的操作人员指出，所选构建对象的几何量才能够统计出符合我国际价要求的工程量。其次就是利用应用程序接口API 将BIM 模型导入到成本预算软件中进行计算。该方式可以利用成本预算软件为，模型构建挂接清单定额信息输出，符合我国计价要求的工程量，但是在应用该方法的过程中，BIM，模型在不同软件之间输入输出会经常发生数据丢失的现象，而模型需要花费大量的金钱和时间以及人员对模型进行调整。如果一旦发生数据丢失，那么在很大程度上会拖慢项目的进度，增加项目的成本。最后是利用开放数据库互联访问BIM 数据库，得到工程量。该方法通常是用一种常用的BIM 软件，作为信息集成对象需要对访问的BIM 数据库结构具有清晰的了解，这就要求相关操作人员在采用该方法进行建模，之前要花费一定的时间去对BIM 数据库的结构进行熟悉和掌握。在我国的污水厂具体实践过程中，通常借助其他的数据库平台，同模型中提取各种所需要的几何参数，结合我国造价库的数据资源，从而实现提取匹配计量单位需求的工程量。

（三）BIM 技术的优势

1.可视化程度高

在项目设计过程中可视化是非常重要的，直接关系到最终的设计结果是否符合需求。在传统的设计过程中往往需要设计人员通过人工操作，将设计成果以二维图形的方式展示，而通过BIM 技术，可以将最终的设计成果成三维立体图形来展示，可以更好的了解具体的建筑的内部结构以及类型，不断地完善设计图纸。同时，通过高强度的可视化，还可以有效的避免大部分误差的产生，虽然现阶段很多设计方案也会制作效果图，但是这种效果图已通过BIM 技术做出来的效果图是有很大差距的。

2.便于优化设计方案

BIM 技术在应用过程中对于优化设计方案，可以发挥巨大的作用，相比于传统的设计图纸，如果图纸局部有需要更改的地方，那么就需要对这个图纸进行大规模的修改，并且如果修改次数太多，这个图纸就需要进行重新绘制，在一定程度上增加了工作量，而且降低了工作效率，但是通过BIM技术，可以利用大量几何物理相关模型，巧妙的完成各方面的设计和计算，对于提高工作效率来说，是非常有利的，并且可以以通过BIM 技术对施工过程进行相关的管理及时在实施过程中遇到比较难的问题。

三、建筑信息模型在水质净化厂工程协同设计的具体应用

建筑信息模型已经在水质净化厂的协同设计中进行了应用，我们需要对其具体应用内容进行分析，加深理解，促进改进和优化。

具体应用项目为珠海市金湾生物医药园（含航空产业）工业水质净化厂项目EPC+O（勘察设计、采购、施工+运营），总造价387,211,372.90 元，该污水处理厂分近远期建设，本项目为近期建设，暂定处理污水2.0 万立方米/天。本项目污水处理厂总占地面积31004 平方米，主要建设内容包含：生产区、生产辅助区、办公生活区、室外管网工程（含厂区外污水管网约36km 及水质净化厂至排放口管网8km）等，开工时间为2021 年2 月5 日。

（一）BIM 技术在协调设计与运行中的应用

技术人员可以收集水质净化厂工程建设的相关信息，然后进行数据库平台的建设，在开展各部门协同设计工作时，工作人员可以将实际运行中的问题和思考上传到数据库上，然后技术人员按照部门类型对其进行分类管理，将问题发还给各部门，让专业人员进行解答再将结果上传至平台，这种方式能够简化各部门之间繁琐的信息交流程序，可以实现效率提升。将建筑信息模型的协同运行模式运用到水质净化厂的项目中，可以使每一项决策和解决措施清楚明了地展现出来，所有的信息工作都依靠平台进行，严格按照流程展开，能够不断提升水质净化厂工程的程序化建设水平。并且该模型还可以实现水质净化厂设备运行状态的监管，发现设备运行出现问题，可以及时进行参数的调整，也可以利用数据判定设备的维修和养护阶段。

（二）BIM 技术在安全和质量管理中的应用

在水质净化厂的项目管理中，安全管理是一项关键环节和重要内容，其中电力系统的问题需要得到重视，通过对电力系统的安全管理避免安全隐患，主要涉及到配电箱、应急电源等内容，相关人员可以借助建筑信息模型，将整个水质净化厂的电力负荷情况、设备运行状态全部囊括到检测范围内部[2]。此外，安全管理还包括对通风、防火等设备的检测，还有对脚手架等安全防护设施的管理。在质量管理工作中，也可以进行建筑信息模型的应用，水质净化厂工程的运行是一个长期的过程，为此协同运行就显得十分重要，所以将该模型应用到质量管理中能够提供更加客观科学的管理方案和内容，并且在工程项目的质量检测、竣工验收等方面也发挥着重要作用，即便是细小的偏差，模型也可以分析出来，从而进行改进。

（三）BIM 技术在进度与成本管理中的应用

虽然水质净化厂的协同设计是一个长期的工程，但是在实际的开展过程中我们也需要对工程的进度进行管控，防止出现工程延期的现象，对后期施工产生影响，也不利于效率提升，甚至还会造成资源浪费。工作人员可以借助协同管理系统进行工程进度的回报，根据完成情况通过数据库对工程排期进行优化，始终在控制进度的同时保证工程质量。使用建筑信息模型还能够应用在费用管理工作中，例如借助模型能够将工程开展中的各种细节进行标注，能够在一定程度上保证工作人员的合理分配，而且可以对工作人员进行高效监管，防止出现效率低下的问题，影响到工程的进展情况，此外该模型还能够对工程所使用的各种材料进行管控，通过各种优化措施，提高资源利用效率，降低水质净化厂协同管理的成本。

四、建筑信息模型在水质净化厂应用的主要问题

在水质净化厂的协同设计中，工作人员可以充分利用建筑信息模型的优势，实现工程内部各个部门之间的协同高效运行，但是在应用过程中也出现各种问题，制约着该模式综合效用的发挥。

（一）构件库缺乏真实性

通常情况下，水质净化厂的给排水工程建设时，收到多种因素的限制，并没有采用常规标准的构件，所以如果将工程设计的相关信息输入数据库，就会导致数据模型与实际给排水工程不相符合的现象，如果重新定制构建，那么就会浪费时间和资源[3]。

（二）缺乏高水平专业化的技术人才

建筑信息模型需要将数字化技术作为基础，在搭建和运行的过程中需要具备信息技术能力的专业人才，但是当前在BIM 技术应用的过程中，出现了忽视人才重要性的问题，同时部分专业人才缺乏实践经验，难以快速上手，这些都是应用中出现的问题。

（三）建筑信息模型难以重复利用

利用BIM 技术进行数字化模型建模，这对于模型本身的难度有着一定要求，针对较为简单的模型搭建，进行参数修改工作时也更加便捷，反之，该项工作的难度就会大大提升，总体上对该技术的应用存在效率低的问题。

五、改善建筑信息模型应用现状的策略

针对上述提出的建筑信息模型应用中出现的问题，我们需要提出改善措施，促使该技术能够更好地应用在水质净化厂工程的协同管理中，在实践中不断实现技术的突破和发展。

（一）培养专业人才

由于水质净化厂应用建筑信息模型需要足够的专业人才，管理者需要提高对高素质人才的重视，制定具有吸引力的薪资制度吸引专业人才，加强与高校的交流合作，使得学生能够丰富实践经验，水质净化厂也能够实现对专业人才的储备，从人才入手是一种有效的手段。

（二）加强技术的创新性应用

由于BIM 技术的本身特性，对其进行技术本身的创新难度较高，准确来说应该对其进行创新性应用，深入了解该技术，然后对水质净化厂工程进行全面细致统计，探究将建筑信息模型进行全面应用的可能性，具体可以通过细化协同管理的岗位入手。

六、结束语

综上所述，建筑信息模型本身具有应用范围广的特点，除了在建筑给排水工程中应用之外，还可以应用到水质净化厂工程的协同设计管理中，并且能够起到加强安全管理、提高工程质量、降低工程成本等诸多方面的作用，合理利用其带来各种优势的同时，管理者应当改善问题，将该技术更好地应用在水质净化厂工程建设中。