水厂项目BIM技术的应用与探索

一、BIM应用成果及项目特点

1、节省占地：污水处理区采用全地下、组团式布置方式，占地面积为同等规模地面式水厂的65%。

2、环境影响小：主要处理设施布置在地下，厂区环境噪音低；污水处理过程中产生的污浊气体全部通过除臭系统处理。

3、美化城市区域环境：利用地下污水设施的地面空间建设湿地生态公园，与城市景观相融合，提升土地使用价值。

二、项目难点与BIM应用价值分析

1、项目难点：地下空间基坑开挖深度大、通风、除臭设施、自控系统要求高，工程投资高。地下空间大型设备、管道安装、检修难度大。地下空间环境风险源多（有害气体、火灾、管道泄漏等），运行安全要求高。项目建设周期缩短，组织协调难度大。

2、项目控制目标：严格控制项目建设成本。精益设计，为施工、运维创造有利条件。满足相关安全、环境质量标准要求。建立项目各参与方高效沟通机制，提高时效性、降低沟通成本。

3、BIM应用价值：精细化设计、精确算量。性能化分析，提升设计质量。碰撞检查、数字化模拟，提前发现项目问题。可视化展示，降低沟通成本。项目各阶段信息流转顺畅，减少重复工作。

三、勘察阶段BIM应用

深基坑地质分析：在Revit软件中建立基坑支护及锚索模型，通过Navisworks检查支护桩是否到达设计所需标高，确保开挖设计的安全性、合理性。根据模型在Civil3D中进行土体体积查询，相对于传统查询方法更为直观精确。

四、方案比选

1、地下空间布置方案：搭建方案模型，综合比选最佳地下空间布置方案。经过结构计算，综合比选空间利用、投资及景观等因素选，确定采用方案一，即生物池与膜池顶高程一致的方案。

2、噪声分析：比选制氧车间平面布置方案，分析噪声源对厂区办公、湿地公园、厂界的环境影响，确定合理位置。厂区设计时，对各边厂界的噪声均设有限值（北侧为60分贝，其它三侧厂界限值为50分贝）。

在方案二中，制氧车间移至厂区西北侧，虽然距离臭氧接触池较远，但拉开了与办公楼的距离。北侧厂界噪音值不超过60分贝的设计限值，西侧及东侧、南侧厂界也不超过50分贝的限值。而办公楼位置的噪音值也降为了小于35分贝。因此经综合考虑，推荐方案二。

3、排放塔气体扩散环境影响分析：据夏季主导风向模拟排放气体浓度分布，重点关注人员相对集中的湿地公园、水厂办公区气体扩散的环境。分析结果：方案一对于湿地公园、水厂办公区的环境影响相对较小。

五、辅助及优化设计

1、进水泵房可视度分析：进水泵房是厂区地面建筑中噪音和臭气产生源头之一、位置距离湿地公园较近。以进水泵房为目标，分析游人视角对于进水泵房的可视范围，通过种植树木形成景观屏障，改善视觉效果、并起到一定的隔音效果。

2、细格栅间采光分析：设备地面吊装孔采用透明材质，可作为地下空间的自然光源。细格栅渠道及曝气沉砂池顶板范围内照度为280-2800lx，满足《建筑照明设计标准》中对于公共通用房间场所照明的标准值100lx的规定。该区域白天可不开启人工照明，达到节能目标。在照度不足的位置分别设置100W人工照明，走道板范围内照度为100-200lx, 满足上述规范要求。

3、地下空间除臭及通风模拟：分析臭气地下空间分布情况，优化除臭、通风系统设计。分析结果：人员活动区域的H2S浓度为0.007-0.025mg/m3，满足规范要求。H2S浓度随高度的增加逐步降低，在细格栅区域浓度较高，应加强排风措施。在接近沉砂池附近H2S的浓度较高且分布不均匀，需对排风口的设置进行优化。

4、人员疏散模拟：通过模拟合理划分地下空间防火分区、确定安全出口数量及位置。使用Pathfinder软件导入Revit信息模型，对设计方案进行疏散模拟。以MBR膜池为例，模拟结果为：在28秒内分布在各个位置的34人全部撤离完成，符合相关规范要求，说明疏散口及疏散楼梯设计是合理的。

5、通过Inventor软件快速建立设备族文件，厂商提供的设备模型导入到Inventor，通过BIM交换保存族文件，减少重复建模工作，提高工作效率。

6、专业协同优化：BIM设计围绕同一模型开展工作，利用BIM技术可视化、辅助智能等特性进行管线碰撞检查、辅助预留孔洞，专业间配合更直观、高效、准确。

六、施工协同

1、建立信息传递机制，实现BIM协同应用：模型数据传递与共享、辅助施工深化设计、BIM三维技术交底、施工协同管理。

2、数据传递：设计阶段地下空间结构是以变形缝为划分单元区格，施工单位基于设计模型进行细化拆分。将Revit模型导出IFC格式文件，通过研发的后期处理软件处理模型，导入GIS运维管理平台。

3、辅助施工深化设计：由于设备供货供货周期长，除臭塔安装只能在土建施工完成后进行。吊装前，需要先对拟安装塔吊位置的土建结构进行加固处理。通过模拟制定合理吊装方案，指导实际设备安装。利用BIM模型模拟进行施工方案演示，将施工方案通过三维方式直观的展现给现场管理人员，提前做出预判，有利于对方案的理解。

七、总结

总结本项目BIM在设计、施工阶段的应用，在竣工交付模型的基础上综合虚拟现实、数据库、移动互联 、物联 等技术，开发与再生水厂工业控制系统的集成平台，实现水厂运行的三维可视化监测与控制、水厂环境安全的动态监控、逃生指引，完整实现BIM技术在项目全过程中的应用。

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