基于BIM技術的污水處理廠運營階段的能耗管理系統的設計

文_曹爽 武漢市環境保護科學研究院

BIM（Building Information Modeling）技術目前已經在全球范圍內得到業界的廣泛認可，它可以幫助實現工程信息的集成，從工程的設計、施工、運行直至建筑全壽命周期的終結，各種信息始終整合于一個三維模型信息數據庫中，設計單位、施工單位、設施運營部門和業主等各方人員可以基于BIM進行協同工作，有效提高工作效率、節省資源、降低成本、以實現可持續發展。

由于BIM的可視化功能，可以快速找到某設備或是管線的位置以及其與附近管線、設備的空間關系，數據更新更加迅速。BIM是組件化的3D模型，新增或移除設備均非常迅速，而平、立面圖均是3D模型中的剖面，因此不會有數據不一致的問題，在運維階段能夠更加詳細的反應工程項目各單元的各種狀態。

BIM技術在污水處理廠運維階段能耗控制管理的應用包括以下內容。

1 平臺系統框架構建

平臺的構建主要是為了實現在運維管理階段不同專業之間數據的儲存和調用，其功能主要有信息的錄入、查詢和修改等。基于Unity3D圖形平臺開發，并添加外部數據庫來構建此系統平臺。系統架構為典型的C／S架構，服務器端配置路由器、防火墻以及SQL Server 服務器，負責提供數據存儲、訪問和管理等服務。客戶端為可連接入網絡的個人計算機以及支持二維碼掃描和無線網絡傳輸的手持終端。客戶端計算機通過一個保存系統配置信息和項目具體細節的配置文件，對監測設備管理系統的應用環境進行設置。通過構建三維信息模型，集成設計、施工中各階段信息，并輕量化無縫銜接于運營管理，進而開發出交互式管理系統，包括竣工電子檔案、基礎信息運維、能耗數據監測和節能方案等4個主要功能模塊。智能能耗監控平臺系統圖如圖1和圖2。

圖1 智能能耗監控平臺系統圖

圖2 污水處理廠能耗管理的運維平臺框架

2 建立BIM模型

利用revit軟件構建污水處理廠的BIM模型，模型精度達到LOD300，模型包含每個設備的購買廠家、設備能耗信息等。具體BIM模型見圖3和圖4。

圖3 污水處理廠BIM模型

圖4 污水處理廠BIM模型總平面布置圖

3 人機交互界面

通過構建良好的人機交互界面，實時監控污水處理廠內設備的能耗狀態，使設備能耗信息上傳，避免信息保存過程中的流失。電腦通過能耗分析實時給出節能管理方案。人機交互界面如圖5所示。

圖5污水處理廠能耗管理平臺人機交互界面

4 結語

本研究結合污水處理廠項目的特點及能耗需求，將運用于房建項目較多的BIM運維系統引入污水處理廠的能耗管理，通過BIM技術實現信息管理規范化、智能化，提高運維管理人員工作效率，保障污水處理廠的低能耗。未來在BIM運維系統開發方面的探索與應用必將隨著理論研究的不斷深入和技術水平的持續提升有著更加長足的發展，應用軟硬件相結合的方法對污水處理廠的能耗分析將更進一步。