基于BIM技术的污水处理厂运营阶段的能耗管理系统的设计

文_曹爽 武汉市环境保护科学研究院

BIM（Building Information Modeling）技术目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现工程信息的集成，从工程的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计单位、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

由于BIM的可视化功能，可以快速找到某设备或是管线的位置以及其与附近管线、设备的空间关系，数据更新更加迅速。BIM是组件化的3D模型，新增或移除设备均非常迅速，而平、立面图均是3D模型中的剖面，因此不会有数据不一致的问题，在运维阶段能够更加详细的反应工程项目各单元的各种状态。

BIM技术在污水处理厂运维阶段能耗控制管理的应用包括以下内容。

1 平台系统框架构建

平台的构建主要是为了实现在运维管理阶段不同专业之间数据的储存和调用，其功能主要有信息的录入、查询和修改等。基于Unity3D图形平台开发，并添加外部数据库来构建此系统平台。系统架构为典型的C／S架构，服务器端配置路由器、防火墙以及SQL Server 服务器，负责提供数据存储、访问和管理等服务。客户端为可连接入网络的个人计算机以及支持二维码扫描和无线网络传输的手持终端。客户端计算机通过一个保存系统配置信息和项目具体细节的配置文件，对监测设备管理系统的应用环境进行设置。通过构建三维信息模型，集成设计、施工中各阶段信息，并轻量化无缝衔接于运营管理，进而开发出交互式管理系统，包括竣工电子档案、基础信息运维、能耗数据监测和节能方案等4个主要功能模块。智能能耗监控平台系统图如图1和图2。

图1 智能能耗监控平台系统图

图2 污水处理厂能耗管理的运维平台框架

2 建立BIM模型

利用revit软件构建污水处理厂的BIM模型，模型精度达到LOD300，模型包含每个设备的购买厂家、设备能耗信息等。具体BIM模型见图3和图4。

图3 污水处理厂BIM模型

图4 污水处理厂BIM模型总平面布置图

3 人机交互界面

通过构建良好的人机交互界面，实时监控污水处理厂内设备的能耗状态，使设备能耗信息上传，避免信息保存过程中的流失。电脑通过能耗分析实时给出节能管理方案。人机交互界面如图5所示。

图5污水处理厂能耗管理平台人机交互界面

4 结语

本研究结合污水处理厂项目的特点及能耗需求，将运用于房建项目较多的BIM运维系统引入污水处理厂的能耗管理，通过BIM技术实现信息管理规范化、智能化，提高运维管理人员工作效率，保障污水处理厂的低能耗。未来在BIM运维系统开发方面的探索与应用必将随着理论研究的不断深入和技术水平的持续提升有着更加长足的发展，应用软硬件相结合的方法对污水处理厂的能耗分析将更进一步。