BIM在110kV傳祺變電站工程中的應(yīng)用

摘 要：BIM是目前世界上建筑業(yè)最先進(jìn)的綜合設(shè)計(jì)、施工、管理技術(shù)。為促進(jìn)電網(wǎng)工程建設(shè)質(zhì)量及其穩(wěn)定性的提高，文章提出了BIM的概念，論述了110kV傳祺變電站工程的BIM應(yīng)用，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。最后對持續(xù)提升BIM應(yīng)用進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：BIM；變電站工程；應(yīng)用

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型。BIM是應(yīng)用于工程策劃、設(shè)計(jì)、建造、管理、運(yùn)維的數(shù)字化方法，在歐美、日韓、新加坡等發(fā)達(dá)國家早已得到廣泛重視和普及，然而在我國起步較晚。自2013年，國內(nèi)建筑業(yè)對BIM的關(guān)注熱度迅速飆升，企業(yè)希望應(yīng)用先進(jìn)數(shù)字信息技術(shù)，提高企業(yè)素質(zhì)和加強(qiáng)企業(yè)設(shè)計(jì)、施工、管理水平。BIM應(yīng)用已成為國內(nèi)建筑業(yè)發(fā)展趨勢。

文章分析探討了BIM在110kV傳祺變電站工程（以下簡稱傳祺工程）中的應(yīng)用，總結(jié)了工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和取得的成效，最后對持續(xù)提升BIM應(yīng)用進(jìn)行了展望。

2 協(xié)同工作

傳祺工程通過BIM整合項(xiàng)目全方位信息，在項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、建造、管理的全生命周期中進(jìn)行信息共享和傳遞，使工程參與者對建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，實(shí)現(xiàn)工程各參建方協(xié)同工作，提高工作效率、節(jié)約成本和縮短工期。

3 設(shè)計(jì)優(yōu)化

BIM為傳祺工程設(shè)計(jì)者提供協(xié)同設(shè)計(jì)平臺和可視化設(shè)計(jì)環(huán)境，相對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法有著明顯優(yōu)勢和意義。

3.1 協(xié)同設(shè)計(jì)

BIM為設(shè)計(jì)者提供協(xié)同設(shè)計(jì)平臺，實(shí)現(xiàn)工程所有專業(yè)數(shù)據(jù)共享和傳遞。設(shè)計(jì)者在協(xié)同平臺進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，對建筑信息作出正確理解，在設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行直觀高效專業(yè)溝通，實(shí)現(xiàn)專業(yè)間有效協(xié)調(diào)和避讓，高效解決專業(yè)間碰撞和不合理設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

3.2 三維建模

BIM具有強(qiáng)大的信息表達(dá)能力和可視化功能，設(shè)計(jì)者通過BIM對傳祺站所有專業(yè)進(jìn)行3D建模，使建筑空間信息表達(dá)直觀、清晰，實(shí)現(xiàn)可視化設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)變電站真實(shí)面貌。

3D建模是對建筑模擬建造，所有專業(yè)所有元素均按1：1構(gòu)建，設(shè)計(jì)者在建模過程中對設(shè)計(jì)圖進(jìn)行校核和深化，對各專業(yè)設(shè)備和管線進(jìn)行三維綜合布置，對電纜層中錯中復(fù)雜的電纜、線槽、橋架、管道、箱體進(jìn)行綜合布置深化優(yōu)化，保證合理精準(zhǔn)的管線布置定位。

通過3D模型，設(shè)計(jì)者對所有暗裝箱體和管線進(jìn)行精準(zhǔn)三維定位，指導(dǎo)施工預(yù)留孔洞，避免后期對墻體返工開鑿，有效節(jié)省施工作業(yè)和縮短施工周期。

3.3 碰撞檢查

BIM軟件具有強(qiáng)大的碰撞檢查功能。傳祺站模型建成后，設(shè)計(jì)者對所有專業(yè)進(jìn)行全面碰撞檢查，共發(fā)現(xiàn)26個(gè)問題，其中生成建筑問題報(bào)告11個(gè)，結(jié)構(gòu)問題報(bào)告2個(gè)，機(jī)電問題報(bào)告13個(gè)。根據(jù)詳細(xì)問題報(bào)告，設(shè)計(jì)者快速精確定位碰撞位置，直觀高效解決專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間的碰撞問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，有效減少設(shè)計(jì)變更和施工返工。

3.4 創(chuàng)建電氣設(shè)備模型

設(shè)計(jì)者根據(jù)電氣設(shè)備廠家資料，利用BIM軟件創(chuàng)建設(shè)備模型，錄入詳細(xì)設(shè)備信息以及相關(guān)規(guī)程規(guī)范，在土建模型中放置電氣設(shè)備時(shí)，實(shí)現(xiàn)電氣間距校驗(yàn)，有效提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

傳祺工程共創(chuàng)建29個(gè)設(shè)備元器件模型（包括主變壓器、110kV GIS、電容器、站用變壓器、二次保護(hù)屏、安健環(huán)標(biāo)志等），這些模型錄入了詳細(xì)設(shè)備信息（如設(shè)備廠家、設(shè)備電氣參數(shù)、安裝單位、運(yùn)維單位、投運(yùn)時(shí)間、設(shè)備維護(hù)周期等），為設(shè)備信息共享，設(shè)備管理維護(hù)提供入口。

4 施工模擬

BIM具有模擬性和優(yōu)化性特點(diǎn)以及強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄和處理能力， BIM應(yīng)用使傳祺工程施工更加合理、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效。

傳祺工程把傳統(tǒng)甘特圖轉(zhuǎn)換為4D建造模擬過程。管理者在BIM施工模擬平臺，基于傳祺站模型，在可視化環(huán)境下，進(jìn)行人、機(jī)、料等場地布置，制定施工組織設(shè)計(jì)、施工方案和施工進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)行4D施工模擬。管理者在施工模擬過程中，直觀地發(fā)現(xiàn)不合理地方，及時(shí)對施工組織設(shè)計(jì)、施工方案和施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行修正優(yōu)化，使其更加合理、高效，使設(shè)備材料存放供應(yīng)、人機(jī)配置、施工場地設(shè)計(jì)等各項(xiàng)工作更經(jīng)濟(jì)、有效，使建造順序清晰、工程量明確、各專業(yè)間施工協(xié)調(diào)清晰明了，從而進(jìn)行有效施工指導(dǎo)、施工管理和進(jìn)度管理。

管理者對重要工序、復(fù)雜工藝、施工危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分部施工模擬，預(yù)測施工中可能出現(xiàn)的問題，突出施工作業(yè)難點(diǎn)和危險(xiǎn)點(diǎn)，優(yōu)化施工方案。利用優(yōu)化后的施工模擬動畫進(jìn)行施工交底和施工協(xié)調(diào)，使施工作業(yè)人員能直觀、清晰的理解施工工序、工藝及危險(xiǎn)點(diǎn)，避免錯誤理解造成工序或施工安排不當(dāng)，從而提高施工質(zhì)量和施工安全性。

5 項(xiàng)目管理優(yōu)化

造價(jià)管理。在模型構(gòu)建和會審過程中，進(jìn)行碰撞檢查、5D模擬，解決不合理之處，降低設(shè)計(jì)錯誤數(shù)量，極大地減少了工程變更和可能發(fā)生的糾紛；造價(jià)計(jì)算者基于傳祺站模型創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)出材料、工程量表，快速精確計(jì)算工程造價(jià)，有效避免余量過大或漏項(xiàng)，為造價(jià)管理提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)和造價(jià)控制目標(biāo)；通過工程5D模擬，實(shí)現(xiàn)動態(tài)成本分析，有效指導(dǎo)實(shí)際施工過程成本控制。

進(jìn)度管理。管理者通過4D施工模擬制定合理科學(xué)的施工進(jìn)度計(jì)劃，施工過程中把傳祺站進(jìn)度模型和實(shí)際施工進(jìn)度進(jìn)行對比，直觀準(zhǔn)確的判斷施工進(jìn)度是否偏離計(jì)劃，有效指導(dǎo)和控制施工進(jìn)度。

質(zhì)量安全管理。施工過程中，管理者通過移動端進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量安全數(shù)據(jù)采集，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至BIM平臺。BIM平臺對相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行提醒和預(yù)警。管理者從BIM平臺上實(shí)時(shí)掌握質(zhì)量安全問題具體情況、相關(guān)責(zé)任人、處理進(jìn)度和結(jié)果，大大提高質(zhì)量安全管理效率。

6 實(shí)現(xiàn)真正的電子化移交

原來的電子化移交只是簡單的把紙質(zhì)文件轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮游募?。傳祺站BIM竣工模型及其數(shù)據(jù)庫，存儲著建筑和設(shè)備所有信息以及建造和安裝過程信息，實(shí)現(xiàn)了真正的電子化移交。

7 經(jīng)濟(jì)效益

110kV傳祺變電站施工、驗(yàn)收過程中，未發(fā)生由于距離不足、各專業(yè)設(shè)計(jì)文件矛盾、現(xiàn)場碰撞等原因引起的設(shè)計(jì)變更。

而廣州地區(qū)近兩年建設(shè)的其他若干類似項(xiàng)目上述情況的設(shè)計(jì)變更平均達(dá)到4.2項(xiàng)，由此產(chǎn)生設(shè)計(jì)變更金額每個(gè)項(xiàng)目平均約13.5萬元?？梢?，傳祺工程應(yīng)用BIM的成效相當(dāng)顯著。

8 結(jié)論和展望

BIM是建筑業(yè)的革命性技術(shù)，在項(xiàng)目精細(xì)化管理、工程全生命周期管理中能夠發(fā)揮巨大作用。但是BIM應(yīng)用前期投入較大，目前工程定額尚沒有這方面內(nèi)容，給項(xiàng)目管理造成一定壓力。但是我們相信隨著BIM進(jìn)一步推廣和相關(guān)規(guī)范的完善，其在工程中的價(jià)值將會越來越顯著，必然促進(jìn)BIM健康有序發(fā)展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)巨大變革。相信通過對變電站工程的摸索與實(shí)踐，在可視化溝通、方案優(yōu)化、圖紙審核、技術(shù)交底、施工模擬、質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)庫搭建等方面的應(yīng)用，BIM在工程建設(shè)的未來將發(fā)揮極大作用，可以明顯提高社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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