BIM在110kV傳祺變電站工程中的應用

摘 要：BIM是目前世界上建筑業最先進的綜合設計、施工、管理技術。為促進電網工程建設質量及其穩定性的提高，文章提出了BIM的概念，論述了110kV傳祺變電站工程的BIM應用，并進行經濟效益分析。最后對持續提升BIM應用進行了展望。

關鍵詞：BIM；變電站工程；應用

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型。BIM是應用于工程策劃、設計、建造、管理、運維的數字化方法，在歐美、日韓、新加坡等發達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，國內建筑業對BIM的關注熱度迅速飆升，企業希望應用先進數字信息技術，提高企業素質和加強企業設計、施工、管理水平。BIM應用已成為國內建筑業發展趨勢。

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）中的應用，總結了工程實踐經驗和取得的成效，最后對持續提升BIM應用進行了展望。

2 協同工作

傳祺工程通過BIM整合項目全方位信息，在項目策劃、設計、建造、管理的全生命周期中進行信息共享和傳遞，使工程參與者對建筑信息作出正確理解和高效應對，實現工程各參建方協同工作，提高工作效率、節約成本和縮短工期。

3 設計優化

BIM為傳祺工程設計者提供協同設計平臺和可視化設計環境，相對傳統設計方法有著明顯優勢和意義。

3.1 協同設計

BIM為設計者提供協同設計平臺，實現工程所有專業數據共享和傳遞。設計者在協同平臺進行協同設計，對建筑信息作出正確理解，在設計過程中進行直觀高效專業溝通，實現專業間有效協調和避讓，高效解決專業間碰撞和不合理設計，從而優化設計，提高設計效率和質量。

3.2 三維建模

BIM具有強大的信息表達能力和可視化功能，設計者通過BIM對傳祺站所有專業進行3D建模，使建筑空間信息表達直觀、清晰，實現可視化設計，充分體現變電站真實面貌。

3D建模是對建筑模擬建造，所有專業所有元素均按1：1構建，設計者在建模過程中對設計圖進行校核和深化，對各專業設備和管線進行三維綜合布置，對電纜層中錯中復雜的電纜、線槽、橋架、管道、箱體進行綜合布置深化優化，保證合理精準的管線布置定位。

通過3D模型，設計者對所有暗裝箱體和管線進行精準三維定位，指導施工預留孔洞，避免后期對墻體返工開鑿，有效節省施工作業和縮短施工周期。

3.3 碰撞檢查

BIM軟件具有強大的碰撞檢查功能。傳祺站模型建成后，設計者對所有專業進行全面碰撞檢查，共發現26個問題，其中生成建筑問題報告11個，結構問題報告2個，機電問題報告13個。根據詳細問題報告，設計者快速精確定位碰撞位置，直觀高效解決專業內和專業間的碰撞問題，優化設計方案，有效減少設計變更和施工返工。

3.4 創建電氣設備模型

設計者根據電氣設備廠家資料，利用BIM軟件創建設備模型，錄入詳細設備信息以及相關規程規范，在土建模型中放置電氣設備時，實現電氣間距校驗，有效提高設計效率和質量。

傳祺工程共創建29個設備元器件模型（包括主變壓器、110kV GIS、電容器、站用變壓器、二次保護屏、安健環標志等），這些模型錄入了詳細設備信息（如設備廠家、設備電氣參數、安裝單位、運維單位、投運時間、設備維護周期等），為設備信息共享，設備管理維護提供入口。

4 施工模擬

BIM具有模擬性和優化性特點以及強大的數據記錄和處理能力， BIM應用使傳祺工程施工更加合理、科學、經濟、高效。

傳祺工程把傳統甘特圖轉換為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，在可視化環境下，進行人、機、料等場地布置，制定施工組織設計、施工方案和施工進度計劃，進行4D施工模擬。管理者在施工模擬過程中，直觀地發現不合理地方，及時對施工組織設計、施工方案和施工進度計劃進行修正優化，使其更加合理、高效，使設備材料存放供應、人機配置、施工場地設計等各項工作更經濟、有效，使建造順序清晰、工程量明確、各專業間施工協調清晰明了，從而進行有效施工指導、施工管理和進度管理。

管理者對重要工序、復雜工藝、施工危險點進行分部施工模擬，預測施工中可能出現的問題，突出施工作業難點和危險點，優化施工方案。利用優化后的施工模擬動畫進行施工交底和施工協調，使施工作業人員能直觀、清晰的理解施工工序、工藝及危險點，避免錯誤理解造成工序或施工安排不當，從而提高施工質量和施工安全性。

5 項目管理優化

造價管理。在模型構建和會審過程中，進行碰撞檢查、5D模擬，解決不合理之處，降低設計錯誤數量，極大地減少了工程變更和可能發生的糾紛；造價計算者基于傳祺站模型創建BIM數據庫，導出材料、工程量表，快速精確計算工程造價，有效避免余量過大或漏項，為造價管理提供準確的參考依據和造價控制目標；通過工程5D模擬，實現動態成本分析，有效指導實際施工過程成本控制。

進度管理。管理者通過4D施工模擬制定合理科學的施工進度計劃，施工過程中把傳祺站進度模型和實際施工進度進行對比，直觀準確的判斷施工進度是否偏離計劃，有效指導和控制施工進度。

質量安全管理。施工過程中，管理者通過移動端進行現場質量安全數據采集，將數據實時傳送至BIM平臺。BIM平臺對相關責任人進行提醒和預警。管理者從BIM平臺上實時掌握質量安全問題具體情況、相關責任人、處理進度和結果，大大提高質量安全管理效率。

6 實現真正的電子化移交

原來的電子化移交只是簡單的把紙質文件轉變為電子文件。傳祺站BIM竣工模型及其數據庫，存儲著建筑和設備所有信息以及建造和安裝過程信息，實現了真正的電子化移交。

7 經濟效益

110kV傳祺變電站施工、驗收過程中，未發生由于距離不足、各專業設計文件矛盾、現場碰撞等原因引起的設計變更。

而廣州地區近兩年建設的其他若干類似項目上述情況的設計變更平均達到4.2項，由此產生設計變更金額每個項目平均約13.5萬元。可見，傳祺工程應用BIM的成效相當顯著。

8 結論和展望

BIM是建筑業的革命性技術，在項目精細化管理、工程全生命周期管理中能夠發揮巨大作用。但是BIM應用前期投入較大，目前工程定額尚沒有這方面內容，給項目管理造成一定壓力。但是我們相信隨著BIM進一步推廣和相關規范的完善，其在工程中的價值將會越來越顯著，必然促進BIM健康有序發展，進而實現電力行業巨大變革。相信通過對變電站工程的摸索與實踐，在可視化溝通、方案優化、圖紙審核、技術交底、施工模擬、質量管理、數據庫搭建等方面的應用，BIM在工程建設的未來將發揮極大作用，可以明顯提高社會效益和經濟效益。

參考文獻

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