BIM技术在市政给排水构筑物设计中的应用 3页

第5期（总第175期）No.5(SerialNo.175)2014年10月CHINAMUNICIPALENGINEERINGOct.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.05.015BIM技术在市政给排水构筑物设计中的应用韦巍（上海市城市建设设计研究总院，上海200125）摘要：BIM技术作为建筑工程领域新一代的系统平台已经成为业界的共识，这是一个服务于建筑全生命周期的技术，对工程设计的应用有着提纲挈领的作用。目前，BIM技术在建筑设计中的应用模式已较成熟，但市政工程设计中如何应用BIM技术还在不断探索。结合上海闵行区沈杜泵站项目BIM技术介绍，希望能提供借鉴。关键词：BIM；市政工程；给排水构筑物中图分类号：TU990.02文献标志码：B文章编号：1004-4655(2014)05-0042-021市政工程中BIM应用意义以南，浦星公路以西，紧邻浦星公路，北靠姚家浜。2大型市政项目从立项开始，历经规划设计、工泵站总建设占地面积为17495m，带征地面积22程施工、竣工验收到交付使用是一个漫长的过程。12301.3m，本工程建设用地面积13978m，备用2该过程中不确定性因素多，为克服建设过程中的缺地3517m。点，采用BIM技术对项目进行设计、建造和运营3.2BIM应用规划介绍管理，将各种项目信息组织成一个整体，贯穿于项本项目从方案阶段BIM技术介入，前期规划目全生命周期过程。应用BIM技术，将极大提高BIM实施的目标和指南，研究内容归结为以下几个市政管理的集成化程度。方面。2给排水工程中BIM应用特点1）制订BIM实施指南，明确BIM技术的整体BIM（BuildingInformationModeling）全称“建目标和阶段性目标。筑信息模型”，是建筑学、工程学及土木工程的新2）基于BIM的方案设计，提供绿色分析，包[1-2]工具。括日照分析、能耗分析、噪声分析等。“建筑信息模型”一词由Autodesk所创，是来3）基于BIM的施工图出图，包括结构设计图、形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关工艺流程图、管道和暖通设计图等。的电脑辅助设计。4）利用BIM进行工程量统计，协助造价，便市政给排水构筑物主要由市政管网和泵房、水于对整个工程项目的成本管理，减少项目的运营成处理等组成。其中泵房、水处理构筑物接近工民建本，合理降低成本风险。建筑的体量和形式，工民建工程中成熟的软件、方3.3方案设计法可直接应用于市政给排水设施中。复杂的给排水相比传统上设计师绘制方案的平、立、剖面，工艺管线使得BIM技术三维设计能力大有用武之再交由效果图公司出效果图的传统过程，本项目的地，极大提高设计效率。设计师只需要建立三维模型，相关平面图和效果图[3]3沈杜泵站应用BIM技术介绍即时可见。3.1项目介绍项目中的综合楼在外观上要求较高，设计师在浦江水库泵站位于上海闵行区浦江镇沈杜公路较短时间内即提供几套不同方案（见图1）供业主选择，根据业主意见修正，最终获得业主首肯。收稿日期：2014-03-07利用BIM工具进行方案推敲，除了效率比较高，作者简介：韦巍（1980—），男，工程师，本科，主要从事市政工程BIM技术工作。还可保证效果图和最终施工图完全一致，真正的所42\n第5期（总第175期）No.5(SerialNo.175)2014年10月CHINAMUNICIPALENGINEERINGOct.2014韦巍：BIM技术在市政给排水构筑物设计中的应用2014年第5期DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.05.015图深度、显隐关系等，形成二维平面，然后在平面上就仅需要添加一些标注尺寸等注释图元，就能形成完整的施工图纸。这是一个非常自然便捷的过程BIM技术在市政给排水构筑物设计中的应用（见图2）。韦巍（上海市城市建设设计研究总院，上海200125）a）原设计方案效果图摘要：BIM技术作为建筑工程领域新一代的系统平台已经成为业界的共识，这是一个服务于建筑全生命周期的技术，对工程设计的应用有着提纲挈领的作用。目前，BIM技术在建筑设计中的应用模式已较成熟，但市政工程设计中如何应用BIM技术还在不断探索。结合上海闵行区沈杜泵站项目BIM技术介绍，希望能提供借鉴。关键词：BIM；市政工程；给排水构筑物中图分类号：TU990.02文献标志码：B文章编号：1004-4655(2014)05-0042-02a）实体模型22004007007004001市政工程中BIM应用意义以南，浦星公路以西，紧邻浦星公路，北靠姚家浜。2大型市政项目从立项开始，历经规划设计、工泵站总建设占地面积为17495m，带征地面积8004004002211001100程施工、竣工验收到交付使用是一个漫长的过程。12301.3m，本工程建设用地面积13978m，备用该过程中不确定性因素多，为克服建设过程中的缺地3517m2。b）方案中间稿效果图点，采用BIM技术对项目进行设计、建造和运营3.2BIM应用规划介绍管理，将各种项目信息组织成一个整体，贯穿于项本项目从方案阶段BIM技术介入，前期规划-1.200m目全生命周期过程。应用BIM技术，将极大提高BIM实施的目标和指南，研究内容归结为以下几个100100800-2.000m市政管理的集成化程度。方面。1001002给排水工程中BIM应用特点1）制订BIM实施指南，明确BIM技术的整体BIM（BuildingInformationModeling）全称“建目标和阶段性目标。CT-2配筋详图筑信息模型”，是建筑学、工程学及土木工程的新2）基于BIM的方案设计，提供绿色分析，包b）二维图纸[1-2]图2模型和图纸的关系工具。括日照分析、能耗分析、噪声分析等。c）方案最终稿效果图2）协同出图。与传统CAD图纸分开绘制不同，“建筑信息模型”一词由Autodesk所创，是来3）基于BIM的施工图出图，包括结构设计图、图1综合楼方案效果图图纸是集成在模型文件里的。这给图纸管理带来便形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关工艺流程图、管道和暖通设计图等。的电脑辅助设计。4）利用BIM进行工程量统计，协助造价，便见即所得，这是传统效果图很难具备的优势。利，不再出现大量分散的文件、不同版本容易混淆市政给排水构筑物主要由市政管网和泵房、水于对整个工程项目的成本管理，减少项目的运营成3.4施工图设计的问题。整个模型已经集成图纸集的管理功能。由处理等组成。其中泵房、水处理构筑物接近工民建本，合理降低成本风险。出图也是设计的一个重要方面，而且往往占用于各专业在同一模型上操作，同时模型与图纸完全建筑的体量和形式，工民建工程中成熟的软件、方3.3方案设计设计人员大量的工作时间。出图时间甚至会大于设联动，出图与建模同步作业，可大幅度减少各专业法可直接应用于市政给排水设施中。复杂的给排水相比传统上设计师绘制方案的平、立、剖面，计本身所用的时间，而一旦设计修改，改图的工作间的碰撞和错漏问题。而且任何一处模型上的修改工艺管线使得BIM技术三维设计能力大有用武之再交由效果图公司出效果图的传统过程，本项目的量可能更大。Revit系列软件在绘制工程图纸方面都将直接反应在任何与之相关的图纸上，极大减少地，极大提高设计效率。设计师只需要建立三维模型，相关平面图和效果图的高效率体现在以下几个方面。改图的工作量。[3]1）“三维+二维”的绘图方式。传统上平面3.5管线设计3沈杜泵站应用BIM技术介绍即时可见。3.1项目介绍项目中的综合楼在外观上要求较高，设计师在的二维图纸本身就是实际的三维构件的抽象和概在沈杜泵站项目中尝试采用三维技术进行工艺浦江水库泵站位于上海闵行区浦江镇沈杜公路较短时间内即提供几套不同方案（见图1）供业主括，Revit提供多种视图控制方法，能够让三维模设备和管线的设计（见图3、图4）。一方面，三维选择，根据业主意见修正，最终获得业主首肯。型以正确的、符合制图规范的方式表达出来。理论协同的设计方式解决以前设计上的很多难题；另一收稿日期：2014-03-07利用BIM工具进行方案推敲，除了效率比较高，上，所有的二维图纸都应该是三维模型的某一个剖方面，通过项目的设计，也积累很多相关的设计素材。作者简介：韦巍（1980—），男，工程师，本科，主要从事市政工程BIM技术工作。还可保证效果图和最终施工图完全一致，真正的所面，或者展开面。在模型中灵活添加剖面，定义视（下转第53页）4243\n王申，陈恒宝，张有仓，等：水解酸化强化CAST工艺处理混合化工废水的调控因素研究2014年第5期王申，陈恒宝，张有仓，等：水解酸化强化CAST工艺处理混合化工废水的调控因素研究2014年第5期COD容积负荷过高，系统内微生物来不及利用，即由表2可知，在水解酸化工艺预处理混合化工COD的去除效果比较稳定，随着进水负荷变化而部分污染物难以被分解或转化，运行效果变差。废水的过程中，较优水平为A3B3C2，即反应最佳相应地稍有波动，水解酸化阶段及CAST阶段对进2.2正交试验条件为：水解酸化池THR为6h，CMLSS为5000mg/L，水COD的平均去除率分别达到21.9％和75.4％。3首先启动水解酸化+CAST连续流试验装置，按进水COD负荷为1.2kg/（m·d）。由极差值R可从图5可以看出，水解酸化阶段对BOD的平均去照水解酸化连续流小试试验阶段确定的水解酸化池运以看出，影响因素主次为：A＞B＞C。即水解酸除率为14.6％，小于对COD的去除率，说明水解行参数进行驯化，控制水解酸化池THR为6h，CMLSS化池THR的影响最大，主要是因为只有足够的THR酸化将一部分难以生化的有机污染物转化为可生物3为5000mg/L，进水COD负荷在1.5kg/（m·d），才能使部分难降解有机物转化成可以生物降解的有降解的物质，水解酸化+CAST工艺整个阶段对进图7进水TP去除率CAST池运行参数根据大港污水厂的实际生产运行情机物；水解酸化池污泥浓度影响其次；进水COD水BOD的去除率为91.4％，高于水解酸化对COD对于TP来说，其水解酸化出水普遍高于进水，况确定，CAST池最优运行周期为6h，其中进水1.5h，容积负荷的影响最小。的去除率。通过计算废水的B/C可知，水解酸化提平均增加量为25.1％，这主要是因为大港污水处进水1h开始曝气，曝气3.0h，沉淀1.0h，滗水1.0h，2.3水解酸化+CAST工艺对污染物的去除效果高废水的平均B/C，从0.31提高到0.36，说明在理厂进水中含有较多的污泥，在厌氧条件下，污其中CMLSS夏季控制在2500～3000mg/L，冬季由上面的正交试验分析数据可知，A3B3C2是水解酸化过程中，可生物降解污染物被生物利用的泥中的TP可被释放出来，从而增加废水的TP浓THR控制在3000～3500mg/L，曝气后期CDO控最优的组合，按照水解酸化池最优参数组合条件量要小于转化的量，水解酸化工艺有效地提高废水度，经过CAST工艺后去除率达到90.1％。试验数制在2～4mg/L。结合大港污水处理厂实际运行中对CAST参数控的可生化性，基本实现水解酸化预处理的目的。据说明单纯的水解酸化方法不能有效去除废水中的以VFA作为指示参数，将影响水解酸化池运制条件，利用水解酸化+CAST试验装置进一步试2.3.2NH3-N和TP去除效果行效果的T、C和进水COD容积负荷3个因验，试验装置运行稳定后，对进出水主要污染物指水解酸化+CAST工艺对进水NH-N和TP去NH3-N和TP，NH3-N和TP主要依靠好氧阶段进HRMLSS3行去除。素利用正交试验，每批试验进行15d左右，对前标进行检测，将水解酸化池对进水主要污染物指标除率见图6、图7。3结语面所确定的运行参数进行验证。试验共3个因素，的去除效果进行分析。水解酸化池THR控制为6h，从图6和图7可以看出，通过水解酸化后，通过小试试验，确定水解酸化反应阶段最优全部试验需要27次试验，本着节省人力物力又能CMLSS调整为5000mg/L，进水COD容积负荷控制废水中NH3-N的平均去除率仅为6.8％，而经过充分反应试验结果的原则，根据单因素试验结果确为1.2kg/（m3·d），CAST池运行周期6h，CCAST工艺后去除率达到了89.1％。THR、CMLSS和进水COD负荷，将这3个因素作为MLSS3主要影响因子，进行正交试验，正交试验结果和定各因素的合理水平。L9（3）正交表设计的试验控制在3000～3500mg/L，曝气后期CDO控制在3小试试验结果一致。按照试验所得到水解酸化反设计条件见表1，按照L9（3）正交表设计的试验2～4mg/L范围内进行连续20d试验，待运行稳应最优参数组合和实际生产中摸索的CAST池最方案见表2。定后，取后10d的数据进行分析。优控制参数，结合对进水的主要指标去除效果进2.3.1COD和BOD去除效果表1因子－水平表行分析。ABC水解酸化+CAST工艺对进水COD和BOD的因子-13-1结果显示水解酸化+CAST工艺对COD、BOD、THR/hCMLSS/mg·L进水COD负荷/kg·(m·d）去除率见图4、图5。1230000.8NH3-N和TP的去除率分别为75.4%、91.3%、2440001.2图6进水NH3-N去除率89.1%和90.1%，去除效果较好。3650001.5表2正交试验及其结果VFA变化（上接第43页）4BIM应用的展望序号ABC（mg/L）BIM技术作为建筑工程领域新一代的系统平台1230000.81.12240001.21.9已经成为业界的共识，定位于服务建筑生命全周3250001.51.5期的模型。在设计周期的应用中有着提纲挈领的作4430001.21.7图4进水COD去除率5440001.52.1用，不亚于20多年前CAD取代手工绘图的意义。6450000.82.2目前BIM技术还正在普及初期，未来将有巨大的7630001.51.78640000.82.4发展潜力。谁能够领先一步占领技术的制高点，将9650001.23.3图3增压泵房设备模型效果图显著提升在业界的竞争力。K14.54.55.7K266.46.9K37.475.311.51.51.9参考文献：22.02.12.3—[1]何关培.BIM总论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.32.52.31.8[2]Autodesk中国研究院.AutodeskRevitStructure2012应用宝典R1.00.80.4图5进水BOD去除率[M].上海：同济大学出版社，2012.较优水平A3B3C2因素主次ABC从图4可以看出，水解酸化+CAST工艺对[3]过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用[J].建筑技艺，图4总体管网模型示意图2011(Z1)：93-97．5253