新加坡是全球城市高效用水及創新水循環科技的范例。新加坡大士凈水廠是世界上第一個在固體廢物和廢水處理過程中最大限度地利用能源和資源的工業生態環保項目，設計處理生活污水量為65萬立方米/天，工業廢水量為15萬立方米/天，是全球最大的MBR工藝處理廠。

2021年，華東院承擔了該項目全過程BIM咨詢任務，充分發揮“工程+IT”深度融合優勢，打通各階段BIM及“BIM+”應用體系，全生命周期BIM應用，打造面向未來的高智慧新概念水廠，為全球水務數字化轉型提供典型樣板。

創新理念 打造水務數字化轉型全球樣板

新加坡大士凈水廠采用五級AO分級布水工藝、膜生物反應、三段反滲透等多項先進技術，產水率高達85%，出水可作為直飲水。凈水廠工藝流程的廢物和副產品被用作鄰近固廢處理單元的輸入資源，形成自給自足、互補互助的綠色綜合體，產電與處理過程耗能之比高達87%。項目通過厭氧工藝高效回收有機質能量進行產熱發電，是傳統污水廠能量回收率的兩倍。

如此復雜的工藝流程和結構形式對設計布局、建造管理以及運維都有著極高的要求。傳統的設計建造方式已無法滿足如此龐大復雜的水處理系統高質量建設管理需求以及未來城市大數據管理對公共設施資源全面整合的需求。

2003年以來，作為引領中國工程行業數字化轉型的設計企業，華東院始終將BIM技術視為提高企業經營管理水平和核心競爭力、推動行業快速發展的關鍵技術及實現跨越式發展的重要途徑，制定了水務行業全生命周期BIM應用路線，形成了一整套國內領先的水務數字化解決方案，最終在全球BIM應用成熟度最高的新加坡市場，成功中標大士凈水廠全過程BIM咨詢任務。

項目建設過程中，華東院以BIM為載體實現項目各階段所有信息高度融合，涵蓋設計階段信息完整傳輸、施工階段對整個項目20多個標段100余家參建方的高效管理、運維階段的實時數據以及資產信息和運營管理，成為水務行業中對BIM施工管理應用最深入透徹、采用BIM技術整合資源最多的項目；項目率先貫徹實踐了BIM 6D資產管理理念，真正做到全部資產從設計到運維全階段信息的整合。

不同于國內BIM應用追求效果的展示，大士凈水廠項目賦予BIM模型更多的內涵，在全生命周期過程中進行信息積累，包括圖形信息、施工信息、資產信息等，同時過程中對信息加以利用，保證信息的有效性和時效性，充分發揮BIM在每個階段的價值。被評為“2022年度應用BIM最佳的基建設施項目”。

技術突破 從BIM 2D到6D的全生命周期BIM應用

大士凈水廠項目決策和方案討論完全基于華東院為其量身打造的BIM解決方案，設計成果由模型輸出，以圖模聯動、方案共語進行審查；項目所有相關方使用同一平臺及標準進行協同管理，真正將BIM 2D-6D應用貫穿全生命周期，為水務工程的規劃、設計、采購、施工、運維等全過程賦能。

協同化設計：2D，3D—模型深化，模型出圖。利用設計信息在三維模型中直觀地進行協同設計，有效避免碰撞。BIM團隊、工程師和其他項目合作方借助BIM技術識別相互間的依存與沖突，快速評估設計迭代，有效提高設計質量；模型中設置動態視圖與2D平剖面圖紙關聯，提高設計效率，減少了60%設計變更，大大縮短了設計周期。上述信息模型提高了工程的一致性和協調性。

精細化施工管理：4D—施工仿真，穿越未來。以P6驅動BIM實現施工進度可視化仿真。通過BIM團隊與計劃工程師團隊的合作，一方面基于模型空間布局編制更加合理的進度計劃，另一方面通過仿真對已有計劃進行校核優化。項目實施兩年期間，BIM團隊通過進度模擬為項目進度提出優化措施十余項，大大減少了現場施工協調成本，節省了約120天工期。

精細化施工管理：5D—成本驅動，開支有度。通過5D編碼支持價值分析，提升成本驅動設計（Design 2 Cost)的實景應用，優化可持續分析。對成本追蹤和對未來成本預算由傳統人工手動計算需數天完成轉變為即時從模型導出，效率提升了近200%。同時將4D進度模擬和5D編碼相結合，實現了基于三維模型的成本仿真以及計劃成本支出和實際成本支出的動態分析，從而更精確更高效地管控項目的成本支出情況。該項目5D應用實踐也為大型公建項目基于三維模型管控各標段各階段成本數據提供了范例。

智慧化運維管理：6D—資產管理，賦能運營。通過建造期間積累了設計信息、施工信息和資產信息，大士凈水廠BIM模型成為一個完整便捷的數據湖。項目可以提前完成虛擬移交，BIM技術能實現高效傳輸且不會丟失任何數據。數據可用于投運前的模擬運行。在運維階段，新加坡水務局通過資產管理系統能夠快速調取特定區域特定資產的全生命周期信息，用于實現水廠的數字化智慧化管控。未來通過BIM模型對所有基建設施進行數字化融合，最終建成城市級水務系統并實現城市級服務設施數字化智慧化管控。

數字賦能 推動中國水務行業加速轉型

中國水務行業經過近二十年的發展，技術和設施雖然在節能減排、升級換代等方面都進行了不同程度的改造與提高，但現有技術路線仍存在高能耗、高物耗的問題。在“十四五規劃”和“碳中和”目標的宏觀愿景之下，如何實現水務行業數字化轉型，賦能節能環保綠色可持續發展，以達到社會效益和經濟效益的雙贏，是對每一個水務企業智慧的考驗。

新加坡大士凈水廠是華東院在BIM應用成熟度較高的國際市場一次重要探索?；谧匝蠧DE管理平臺、數字孿生等技術支撐，構建了一整套水務項目BIM全生命周期的解決方案，具備了復雜廠站類項目BIM各階段應用能力，初步形成了“一個平臺，一個模型，一個數據架構，N個應用場景”的BIM體系，努力實現高標準設計建造、數字化成果交付和智慧水廠建設。目前已充分推廣應用到香港小濠灣水廠、臨平自來水廠、江南水廠改擴建項目、蕪湖智慧排水等十余個同類項目里，取得良好效果。

其中，臨平自來水廠BIM技術應用于設計階段方案優化和質量提升，結合數字孿生技術，打造“最美花園水廠、一流品質水廠、創新智慧水廠”。江南水廠項目主要應用BIM指導施工，結合建管平臺實現智慧建造及精細化施工管理，并為后期智慧運維提供孿生底座。

華東院水務數字化解決方案及其應用實踐，是對BIM發展所面臨的諸多問題的解答，對中國水務行業BIM發展有著深遠的借鑒意義。未來，華東院堅持通過自主創新，努力以其卓越的數字化能力和工程技術能力，勇于實踐，不斷探索，以新加坡大士凈水廠等一大批BIM 技術應用為起點，不斷完善水務行業BIM全生命周期應用，持續推動水務行業轉型升級和共同進步。

新加坡大士凈水廠