Modernizacja przestarzałej infrastruktury wodnej z użyciem wysokowydajnych procesów BIM

Model nowego zakładu WWTP Zimmerberg: film o projekcie

W gminach Horgen, Oberrieden, Rüschlikon i Thalwil, na malowniczych brzegach Jeziora Zuryskiego, mieszka ponad 60 000 osób. Do tej pory w Horgen i Thalwil działały dwa zakłady oczyszczania ścieków na potrzeby tych gmin. Po 50 latach eksploatacji obydwa zakłady wymagają modernizacji, aby mogły sprostać potrzebom rosnącej liczby mieszkańców i strategii zrównoważonego rozwoju w przyszłości.

Stowarzyszenie ARA Zimmerberg zdecydowało się na projekt budowy na terenie Thalwil dużego zakładu, którego moc przerobowa ma wynosić 800 litrów ścieków na sekundę i który będzie służyć 78 000 mieszkańców. Jest to przybliżone prognozowane obciążenie na rok 2050.

Projekt zlecono firmie projektowej Hunziker Betatech AG. Zespół inżynierski zastosował do analizy wykonalności modelowanie cyfrowe w połączeniu z procesami BIM.

WWTP Thalwil obecnie, plac budowy nowego zakładu WWTP Zimmerberg

Największym wyzwaniem dla planistów w firmie Hunziker Betatech była konieczność wykorzystania pod budowę zakładu jak najmniejszego obszaru, gdyż teren budowy ARA Zimmerberg jest ograniczony ze wszystkich stron: przez budynki mieszkalne, tory kolejowe i samo Jezioro Zuryskie.

Jednocześnie zdolności przerobowe zakładu miały zostać potrojone (ze względu na połączenie zakładów i odpowiednią rezerwę zdolności przerobowych sięgającą poziomu docelowego rozbudowy). Ponadto weszły w życie uregulowania prawne w sprawie ochrony zasobów wodnych, które nakładają wymóg wprowadzenia dodatkowego etapu oczyszczania. Woda jest odprowadzana do Jeziora Zuryskiego, więc nowe uregulowania wymagają wprowadzenia dodatkowego etapu związanego z usuwaniem nowo pojawiających się zanieczyszczeń, takich jak śladowe ilości środków farmaceutycznych, które coraz częściej występują w tego rodzaju strumieniach wody.

Wraz z postępem projektu dużym wyzwaniem może okazać się sam etap budowy, gdyż będzie się odbywał podczas normalnej eksploatacji zakładu ARA Thalwil. Aby to umożliwić, zespół inżynierski zaplanował kompleksowo kolejność prac budowlanych z zastosowaniem konstrukcji tymczasowych. Usytuowanie instalacji budynku jest przewidziane na specjalnej platformie nad „Seestraße”.

ARA Zimmerberg: etap budowy

„Tego projektu nie udałoby się zrealizować bez zastosowania rozwiązań cyfrowych. Za pomocą tradycyjnych metod 2D byłoby niemożliwe zaplanowanie i zbudowanie tego zakładu uzdatniania ścieków w dłuższej perspektywie. Jedynie za pomocą cyfrowych narzędzi planowania 3D jesteśmy w stanie efektywnie wykorzystać każdy centymetr placu budowy i uwzględnić w projekcie stronę techniczną i prawną” — wyjaśnia Dominik Börrnert, szef działu inżynierii wodno-lądowej i szef planowania cyfrowego w firmie Hunziker Betatech

Korzystając z rozwiązania Autodesk do tworzenia obrazów fotorealistycznych ReCap Pro, utworzono chmurę punktów 3D na podstawie danych cyfrowych uzyskanych za pomocą stacjonarnych technologii skanowania. Ten bogaty zestaw danych, zaimportowany do programu Revit, został następnie wykorzystany do wygenerowania modelu rzeczywistych warunków, który dokładnie odzwierciedla środowisko budowlane i naturalne projektu. Inżynierowie zastosowali skanowanie 3D w połączeniu z rozwiązaniem Recap w programie Revit. Planowanie architektoniczne i model konstrukcyjny wykonano w programie Revit, natomiast Civil 3D zastosowano do zaplanowania wykopu budowlanego, a Plant 3D do opracowania modelu procesu technologicznego. Utworzono także symulację CFD dla wieży fermentacyjnych.

Inżynierowie przeprowadzili badanie zacienienia, aby zapewnić, że z powodu budowy mieszkańcom nie będzie brakować światła słonecznego ani nie będzie przesłonięty widok na jezioro. Zaplanowanie okapu i oczyszczania powietrza usuwanego za pośrednictwem biofiltrów umożliwiło wyeliminowanie hałasu i zapachów. Aby budynek nie przypominał zakładu uzdatniania ścieków, fasadę wykończono szwajcarskim drewnem, co pozwoliło na dyskretne wtopienie jej w otoczenie.

ARA Zimmerberg: wirtualne zwiedzanie

Mając do dyspozycji program Revit i procesy BIM, wszyscy uczestnicy projektu lepiej orientowali się w różnych etapach budowy i poziomach planowania. Z powodu ograniczenia przestrzennego niezbędna była nieustanna współpraca między wykonawcami.

Modele projektu udostępniono za pośrednictwem strony BIM 360, częściowo z użyciem okularów VR, aby wszystkie osoby, począwszy od inżynierów budownictwa, przez budowniczych zakładu i inżynierów elektryków, a skończywszy na właścicielu budynku i zarządcy — a nawet mieszkańcach — mieli jednolity obraz planów. To było istotne nie tylko z punktu widzenia oszczędności czasu, ale przede wszystkim ze względu na prowadzenie planowanej przebudowy podczas normalnej eksploatacji.