BIM技術(shù)在變電站設(shè)計(jì)施工和管理中的應(yīng)用

周良軍

摘要：伴隨現(xiàn)代信息技術(shù)和我國電力事業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)變電站設(shè)計(jì)方法存在的問題也越來越多。為了解決這些問題，電力行業(yè)設(shè)計(jì)單位引入了BIM技術(shù)。它通過構(gòu)建虛擬的數(shù)字化模型模擬現(xiàn)實(shí)的建筑模型，在極大程度上幫助了設(shè)計(jì)人員，對當(dāng)今越來越趨向復(fù)雜化發(fā)展的變電站建筑具有極為重要的作用。BIM技術(shù)一經(jīng)應(yīng)用就取得了不錯(cuò)的成績，并轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)CAD二維制圖在空間、效益上的局限性，采用三維設(shè)計(jì)手段實(shí)現(xiàn)了變電站全過程分析與設(shè)計(jì)優(yōu)化，對電力工程行業(yè)起到了很大的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);變電站;工程設(shè)計(jì)施工管理

引言

BIM技術(shù)是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具，它是來形容那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)。這項(xiàng)信息技術(shù)對于當(dāng)前越加趨向于復(fù)雜化發(fā)展的建筑具有極為重要的作用。變電站是一類施工難度較高、工程參與方較多、設(shè)備及管道復(fù)雜的建筑，設(shè)計(jì)和施工管理全過程迫切需要得到新技術(shù)的應(yīng)用。通過將BIM技術(shù)引入變電站的工程設(shè)計(jì)施工管理中，使所有的信息立體呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)方、施工方與業(yè)主三方人員面前，大大促進(jìn)了三方之間的溝通，能更有效的保障變電站工程的順利開展。

1?變電站工程項(xiàng)目特點(diǎn)

變電站不同于其他的建筑項(xiàng)目，它是電力行業(yè)專屬構(gòu)筑物，內(nèi)部設(shè)備眾多，管線錯(cuò)綜復(fù)雜，需要進(jìn)行合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)才能把眾多功能融合在一起，可以說它的設(shè)計(jì)難度超過了很多民用建筑。本文就變電站的特點(diǎn)歸納如下：

1.1?工程參與專業(yè)眾多

變電站由于其特殊的建筑目的涉及到諸多專業(yè)學(xué)科知識，如總圖、建筑、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)電、弱電、暖通、給排水等等，因?yàn)樾g(shù)業(yè)有專攻，幾乎沒有人可以充分了解幾門差異巨大的學(xué)科知識，這直接導(dǎo)致業(yè)主與施工方及其他各類專業(yè)人員存在較大的溝通難度。其次，由于目前工程行業(yè)最終施工藍(lán)圖為二維圖紙，受限于個(gè)體對于空間想象能力之間的差異，不同的個(gè)體對于設(shè)計(jì)圖紙可能具有不同理解，更是導(dǎo)致了各專業(yè)人員在圖紙方面的溝通困難。

1.2?所需各類設(shè)備之間需要進(jìn)行協(xié)調(diào)

變電站的建筑功能在于對電壓和電流進(jìn)行變換，接受電能并分配電能。因此，它的建設(shè)過程中使用了大量的電氣設(shè)備及其他各類設(shè)備。為避免各專業(yè)的設(shè)備、管道及工藝埋件互相沖突，保障所有的設(shè)備順利投入生產(chǎn)，所有的設(shè)備之間需要進(jìn)行一定的協(xié)調(diào)。這就要求設(shè)計(jì)人員對此進(jìn)行精密的布局與安排，施工方應(yīng)按圖施工確保不會與圖紙產(chǎn)生較大的誤差。一旦這些步驟之間出現(xiàn)差錯(cuò)，則會對后續(xù)設(shè)備安裝產(chǎn)生致命的影響，甚至引發(fā)嚴(yán)重的事故。

1.3?工程施工難度高

變電站是具有較高難度的一類建筑工程，它具有地下水泵房、電纜夾層、主控制室、蓄電池室、主變壓器室、各類構(gòu)架等，這些單體工程之間體量、結(jié)構(gòu)差異巨大，其土建安裝、調(diào)試施工難度各有特點(diǎn)，需要不同的施工方來施工。因此，很難對這些單體工程做到精細(xì)化控制與管理，這對后期各設(shè)施之間的使用也帶來了極為不利的影響。而BIM技術(shù)通過構(gòu)建完善的虛擬模型可以有效克服個(gè)體思維、學(xué)識、經(jīng)歷等帶來的差異，直觀的變電站所有的信息以三維的方式展現(xiàn)出來，這對于變電站工程的施工管理具有顛覆性的指導(dǎo)作用。

2?MicroStation系列軟件及優(yōu)勢

MicroStation系列軟件是當(dāng)前我國常用的一款實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的軟件，它具有將二維的圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型的功能，通過項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫，將系統(tǒng)圖中的二維符號與布置圖中的三維模型相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與布置設(shè)計(jì)之間的相互導(dǎo)航。可根據(jù)圖紙建立變電站的三維模型。除此之外，它還可真實(shí)的體現(xiàn)設(shè)備、管線、埋件之間的位置，在BIM模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行碰撞檢查、優(yōu)化管線排布方案、施工方案模擬等工作，對于變電站這樣牽涉到大量的設(shè)備、管線、埋件安裝的項(xiàng)目具有無可比擬的優(yōu)勢。它能精確規(guī)劃每根電纜的走向，直觀、高效地展示了電纜在空間上的走向、路徑，電纜與墻體、梁柱，電纜隧道、支架等各種物件的相對位置，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的設(shè)計(jì)，有效提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量。其次，它還具有二維圖紙無法媲美的優(yōu)勢，由于變電站工程所有的數(shù)據(jù)都存儲在電腦中，一旦項(xiàng)目后期設(shè)計(jì)方對圖紙進(jìn)行修改，這樣變更導(dǎo)致的參數(shù)變化軟件會直接自動(dòng)對所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，而采用圖紙的設(shè)計(jì)方式一旦發(fā)生修改則會直接導(dǎo)致所有的圖紙及參數(shù)發(fā)生改變，需要大量的專業(yè)人員進(jìn)行更改工作，但是通過采用BIM軟件可極大程度上減少該類工作對于相應(yīng)人力資源的需求，相應(yīng)減少了相關(guān)的人力成本。

3?BIM在項(xiàng)目工程計(jì)量和成本控制上的作用

BIM技術(shù)對于項(xiàng)目工程計(jì)量及成本控制具有十分強(qiáng)烈的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的項(xiàng)目工程計(jì)量及成本控制當(dāng)中，所有的工程量都需要根據(jù)施工圖紙手算得到，受限于人員之間的學(xué)識及其他相關(guān)因素，幾乎無法保證工程量計(jì)算的準(zhǔn)確性，極易引發(fā)施工方與業(yè)主之間的矛盾。而通過使用MicroStation所建立的BIM模型可精確的計(jì)算工程量，直接生成精準(zhǔn)的工程量統(tǒng)計(jì)表。例如在變電站主所施工工程中，BIM模型中包括了所有建筑材料的參數(shù)，以鋼筋為例，它包含數(shù)量、直徑、長度、彎起角度、生產(chǎn)廠家等信息，這樣的工程量統(tǒng)計(jì)表包含的信息準(zhǔn)確完整，可直接作為編制施工預(yù)算和工程竣工結(jié)算的依據(jù)。

4?BIM在項(xiàng)目全過程管理中不同專業(yè)、工藝流程調(diào)整的作用

變電站里包含各種各樣的設(shè)備以實(shí)現(xiàn)其使用功能。為保障所有的設(shè)備可順利實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員預(yù)先設(shè)定的功能，必須保證預(yù)留洞口與設(shè)備管道、電纜橋架匹配、地上及地下所有的設(shè)備布置合理、管道連接正確無誤等。而上述問題在二維圖紙上是難以檢查核對的，而通過BIM技術(shù)建立模型，將項(xiàng)目的所有信息以三維的方式呈現(xiàn)于眼前，由于這類模型是以等比例的方式縮小。因而，這類結(jié)構(gòu)與建筑不匹配、預(yù)留洞口與設(shè)備管道、電纜橋架中不匹配、同一立體空間中不同管道標(biāo)高、間距沖突、設(shè)備與管道的布置連接問題更容易被發(fā)現(xiàn)從而得到及時(shí)的調(diào)整，保證了項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

結(jié)語

本文分析了基于BIM技術(shù)的MicroStation系列軟件運(yùn)用于變電站建設(shè)當(dāng)中的優(yōu)勢，該項(xiàng)技術(shù)可有效地加強(qiáng)項(xiàng)目各參與方的交流溝通能力，避免變電站施工過程中由于設(shè)計(jì)、施工、管理而引發(fā)三者之間的矛盾;同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)還可運(yùn)用于變電站項(xiàng)目的進(jìn)度管理及成本管理，更加準(zhǔn)確地計(jì)算工程量。BIM作為一項(xiàng)新興施工管理技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用在國內(nèi)目前還處于起步階段，但鑒于該項(xiàng)技術(shù)的顯著優(yōu)勢，它應(yīng)得到國內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員的大力推廣與應(yīng)用，更加完善地落實(shí)其在國內(nèi)實(shí)際工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用。

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