BIM技術在變電站建設中的應用分析

郭智生 方亦超 袁金海 蘆 俊 蔡韓齊

（1.佛山市鐵路投資建設集團有限公司，廣東佛山 528000；2.廣東威恒輸變電工程有限公司，廣東佛山 528000）

隨著國家電網建設的不斷發展，應加強電網工程中的變電站建設和管理研究，促進電網建設進一步升級。我國變電站建設中，傳統變電站建設占地面積較大、施工工期緊張、工程建設的管理與組織效率較低，導致變電站建設的整體質量和效益提升受到較大制約。針對此情況，為了促進變電站建設及其全壽命周期管理的提升，有效解決傳統變電站建設工作效率低下等問題，采用BIM技術進行變電站工程3D模型建立，利用BIM平臺對變電站設計與施工進度、運營管理等進行支持，實現變電站建設各項目階段信息共享與有效傳遞支持下的整體發展和提升，具有積極的作用和意義。

1 BIM技術及其特點分析

BIM技術即建筑信息模型技術，在工程設計與管理領域具有廣泛應用，通過充分整合和利用數字化與信息化模型，在工程項目的運行周期內實現有關信息的傳遞與共享，為工程建設以及有關管理決策的制定提供充分的信息支持。在工程領域應用BIM技術，能夠促進工程建設的工作效率全方位提升，有效節約工程建設成本，對工程建設質量和安全進行有效保障，縮短工程建設的工期，促進工程建設的整體質量和效益提升。

（1）可視化。

在變電站建設中應用BIM技術，能夠以3D模型對變電站的設計圖紙及其有關信息進行可視化展示，使有關人員更直觀地了解變電站建設中各部件的尺寸、大小以及顏色、材質等信息，為變電站建設提供良好支持。變電站建設的項目設計以及建設過程、運營管理等，都能夠通過BIM技術進行可視化展示，具有突出的應用優勢。

（2）可模擬。

在BIM技術支持下，有關信息平臺能夠實現對工程模型的最大化還原，利用該平臺開展一些模擬試驗，實現工程性能及其結構特點的全面分析和掌握。在工程項目的招投標階段，BIM技術具有顯著的應用優勢，能夠通過4D模擬支持，對整個工程的組織設計進行模擬仿真和還原，使有關工作人員能夠根據模擬研究結果進行相應的系統化施工方案制定，為工程項目的施工開展提供科學的指導。在工程造價的控制與管理下，通過BIM技術應用對其造價進行模擬，實現對工程建設成本的有效控制。

（3）可協調。

工程項目建設中，施工設計與建設等內容由不同的單位和不同人員實施，各單位以及部門人員之間的組織協調不統一或溝通不到位時，極容易產生各種矛盾和問題，影響工程項目建設的有序推進。在工程項目建設中應用BIM技術，能夠通過其技術平臺的可協調性，對上述問題進行有效解決，在工程項目建設實施的前期階段，通過各專業的碰撞以及對其專業碰撞問題的有效協調，生成數據結果，為工程項目建設和管理提供支持。

（4）可優化。

工程項目建設中，項目建設與管理問題的優化，一般會受到信息以及施工建設復雜性、時間等因素限制，對于部分較為復雜的工程項目，施工人員對各種信息及其時間節點掌握不全面，需要通過一定的科學技術與設備應用促進施工建設的有效開展。在具體建設中，可以通過BIM技術的有效應用，使施工人員能夠根據有關信息結果對其施工過程進行有效優化，促進工程項目建設的不斷發展和提升。

2 BIM技術在變電站建設中的應用分析

以某110 kV變電站的建設為例，在該變電站建設中采用BIM5D平臺進行支持，以該變電站建設的設計與施工開展中對BIM技術的應用為例，對BIM技術的優越性及其具體應用進行詳細論述。

BIM5D技術平臺架構如圖1所示。

圖1 BIM5D技術平臺架構

BIM5D技術平臺是一個針對集團、公司以及項目設計的多級管理平臺，該平臺擁有較為完善的權限管理系統，其平臺數據能夠基于BIM云滿足有關信息互通要求，提供不同的應用端口，平臺中的各層級數據源自平臺的項目端，在工程項目中應用能夠實現從集團企業或公司層面對多個單體項目的建設進度以及成本等各項內容的協同管控，取得較好的項目應用效果。

2.1 BIM應用方案與模型細度分析

在BIM5D技術平臺的架構和功能支持下，某110 kV變電站項目建設中，變電站建設的項目策略制定以及模型細度分析、設計、施工等環節，均對BIM技術有應用體現。

（1）采用BIM技術進行變電站建設應用前，應針對BIM技術的具體應用進行策劃，確保對BIM的應用策略與變電站建設項目的計劃以及建設目標、資源能力等要求相符合，嚴格按照BIM應用策略的規定執行。通常情況下，BIM應用策略的制定可以按照“對BIM的應用范圍與內容進行確定、根據BIM應用流程對其應用過程進行明確、對BIM應用過程中的信息交換要求進行規定、進行BIM應用的基礎條件確定”等步驟操作。確定BIM應用的基礎條件時，主要進行BIM應用的溝通條件以及技術與質量保障措施等內容。

（2）BIM應用的模型細度分析中，通常根據變電站建設內容以及BIM應用的實際情況，對其模型細度一般從方案設計模型以及初步設計模型、施工圖設計模型、深化設計模型、施工模型、竣工驗收模型、運營維護模型等方面進行劃分，各模型細度的等級中包含模型元素以及有關幾何與非幾何信息，都應對該階段各項專業任務的模型需求進行滿足，確保其模型建立以及在變電站建設中的有效運用。

2.2 變電站設計中的BIM技術應用分析

在變電站設計階段，BIM技術的應用主要表現為對變電站設計方案的優化，通過設計變電站，各專業溝通效率優化和提升，在不同專業的協同設計與優化基礎上，促進其設計質量和效率提升。通常情況下，在變電站建設的方案設計與確定階段，可以對BIM技術應用進行設計方案表達與設計意圖展示，在對設計方案的模擬分析基礎上，促進變電站設計的優化和提升。

變電站方案設計階段的模型建立，主要包括變電站建設的場地模型以及建筑單體模型等，場地模型需要對建設場地的實際地形特征以及和周邊鄰近環境、項目建筑主體的關系等進行有效體現，建筑單體模型需要對建筑整體外觀形狀以及主要建筑構部件、建筑物內的功能空間布局等進行表現。

變電站建設場地布置模型如圖2所示。

圖2 利用BIM技術建立的變電站建設場地布置模型

2.3 變電站施工的BIM應用

變電站施工階段，BIM技術的應用及其模型建立，以設計階段交付的模型及其信息為基礎，根據變電站施工建設的需求進行建立。根據變電站建設項目的具體差異，可以對變電站施工的具體模型進行分類，可以劃分為深化設計模型與施工過程模型、竣工驗收模型等，變電站施工的深化設計模型主要包含相應的二維模型圖與一些必需的三維模型圖。

在上述模型建立和應用分析基礎上，BIM技術在變電站施工過程中的應用體現，主要表現為對變電站施工進度管理以及工程預算與成本管理、施工質量和安全管理、施工監理等的支持。以變電站建設的施工進度管理為例，通過BIM平臺對其施工進度進行管理和控制，工程建設的實際進度一般按照周或月進行定期錄入；進度計劃發生改變時，需要及時對變電站建設的進度管理模型進行更新。

變電站施工中對工程量計算以及工程分部分項計價、工程總造價計算的具體操作和管理，均可以利用BIM5D平臺進行相應的預算模型建立，按照地區計量規定對其工程量進行統計，在有關平臺軟件的支持下，采用清單計價方法進行工程量計算，為變電站建設的合同管理與施工等提供可靠的支持。

3 結語

對BIM技術在變電站建設中的應用進行研究，有利于促進人們對BIM技術及其特點優勢的充分把握，在變電站建設工程實踐中有效運用BIM技術。采用BIM技術進行變電站建設支持，通過BIM技術軟件支持，對變電站建設的工程質量及其進度、造價、工程安全、信息管理等內容進行不斷優化和完善，促進變電站建設的工程目標實現，為變電站建設的發展及其管理提升提供良好的支持，具有積極作用和意義。