BIM技術在變電站建設管理中的應用

張慰慈

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 引言

BIM也被稱為建筑信息模型，以數字信息仿真的形式模擬建筑全部真實信息。BIM技術不僅可以建模，還能集成電氣和土建模型，進而把施工進度、施工成本、施工安全、施工材料、施工合同等相關信息集合到同一平臺下，為相關人員制定管理決策提供支持，比如進度管理、合同管理、現場協調、材料管理都可以在BIM模型中直觀呈現出來，有利于通過精細化管理縮短工期、減少施工變更、節約施工成本。

2 BIM技術主要特點

2.1 可視化

在可視化界面下將變電站設計圖紙和有關信息以3D 形式呈現出來，各部門工作人員可以直觀了解各種部件、設備的位置、材質、大小、顏色，特別是未受過專業訓練的工作人員憑借可視化界面可以極大降低操作難度，有利于項目設計和運營過程中各部門的溝通和決策[1]。

2.2 可協調

在變電站項目進行過程中，施工圖紙由不同單位的專業人員繪制，而業主、設計單位、施工單位和專家人員可能存在溝通問題。BIM 平臺憑借其協調性特征可以解決這些問題，也就是利用建筑信息模型在變電站項目建設前期模擬碰撞并生成相關數據，通過碰撞報告幫助細化方案。

2.3 可模擬

在BIM 平臺下可以最大程度還原建筑模型，并且在平臺上模擬實驗，以此全面掌握建筑性能，并且在該平臺下開展招投標工作具有重要意義，把整個工程組織設計過程真實還原，工作人員通過模擬實驗結果設計施工方案，并對施工過程優化。此外，在模擬施工環境的同時可以提升造價控制水平，節約項目建設成本。

2.4 可優化

對于變電站項目建設來說，信息時間和復雜程度直接影響到項目質量，也就是可能出現各種信息和時間節點掌握不到位的情況，因此需要利用相關技術解決。BIM 平臺可以為相關人員呈現項目建設過程以及建筑物的幾何信息、物理信息、建筑規格，以此簡化復雜的項目[2]。

3 BIM 技術應用需求與可行性分析

3.1 BIM技術應用需求

在變電工程當中，主要構成部分包括主變壓器控制系統和配電裝置。變電工程是電網重要組成部分及能量傳輸的關鍵環節，通過三維模型和數據庫的方式展示出電氣設備、建筑設施、智能傳感設備，打造智能化、數字化、虛擬化的模型信息承載平臺。在變電站施工階段，BIM技術結合大數據、云計算、物聯網、人工智能等技術圍繞人員、機械、材料、環境等基本要素創新實踐，確保施工進度合理、項目建設質量達標和人身安全，最終達到項目建設目標。

3.2 BIM技術應用可行性分析

3.2.1 以項目管理部門為主體統籌項目

項目管理部門是項目的核心，主要在項目開始前期進行組織設計，其中包括確定施工分包內容，進行引導、監督、驗收。利用BIM 平臺可以對整個項目的材料管理、合同管理、進度管理起到優化作用，并且能夠收集進度和預算等信息，優化資金和物料調配，確保資金和資源使用的平衡。

3.2.2 以技術質量管理部為主模擬進度管理

通過施工模擬可以為管理人員施工前期預測項目建造的關鍵節點、現場布置、機械設備等方案，預測每月、每周資金需求量以及人員材料情況，提前發現問題和制定優化措施。技術質量部門通過平臺模型把控質量，確定施工方案。在進度管理方面通過BIM 技術可以模擬施工過程，對施工環境分析，然后優化施工計劃，再反作用于項目施工，最終達到縮短施工工期的效果。

3.2.3 以技術組為主建立和調整BIM模型

技術組的主要作用在于通過BIM 技術進行圖紙設計及搭建電纜等3D 模型，不僅可以讓2D圖紙變為3D圖像，還能夠搭建以信息模型為載體的管理平臺，同步進行進度管理、造價管理、合同管理，提供和落實施工方案，確認之后深化設計圖紙，進而確定安裝工序，完成技術交底。可以利用BIM 平臺進行環境模擬和碰撞分析，在建立模型過程中解決了土建和電氣工程的碰撞問題，提前對光纜、電線的起點編號和路徑設計，避免交叉[3]。

4 BIM 技術在變電站建設管理中的必要性和重要性

4.1 BIM 技術在變電站建設管理中的必要性

一方面，變電站在原有的設計過程中因建設標準差異導致設備類型諸多，整體成本偏高；另一方面，由于變電站自身具有復雜性特點以及設施定位上存在缺陷，導致不同地區變電站設計成本控制效果不佳。為了提升變電站的建設效益，我國電網提出資源節約型、環境友好型的變電站目標，而智能電網對當前變電站建設提出了全周期的管理要求。BIM 技術基于三維數字和自動化技術，通過建模軟件模擬變電站項目，以此實現工程全生命周期的信息共享，促進項目建設的協同設計和碰撞檢查。同時在項目進行過程中可以完善施工計劃，掌握施工進度，促進現場資源優化配置，促進社會可持續發展[4]。

4.2 BIM 技術在變電站建設管理中的重要性

電力工程不僅關注成本節約和提升施工效率，而是在整個項目建設周期內通過信息模型以及質量管理達到更大價值。在變電站管理期間利用BIM 技術可以在設計階段完成碰撞檢查，協同設計工程預算、數據關聯、安全距離校驗、施工進度模擬、項目現場實景模擬、多專業協調設計，進而讓設計人員從繁重的繪圖和出圖工作中解放出來，最大程度降低施工碰撞問題。進入施工階段，利用BIM技術可以實現三維技術交底、虛擬施工、安全管理、進度管理、質量管理、物料管理、造價管理、歸檔管理和竣工管理，幫助施工單位掌握設計意圖，將更多的精力投入到現場質量控制上。而運維環節利用BIM 可以完成虛擬運維管理、隱蔽工程管理、節能減排管理，幫助運維人員提升設備管理質量，延長設備使用年限，節約維修成本。整體看來，利用BIM 技術可以對變電站的設計、施工等各個階段進行精細化管理。

5 如何在變電站建設管理中的利用BIM技術

5.1 變電站項目建設進度管理

進度管理的主要價值在于對項目進度加以控制。利用BIM 管理模式為項目進度計劃編制、進度計劃過程演示、工程進度模擬演示、實際進度信息管理、進度計劃過程審批、工程報表自動生成進行一系列管理。利用BIM 進度計劃制定任務資源工作之間的內在聯系，可以實現項目工程施工動態化、可視化、精確化管理。借助工程項目數據生成三維場景直觀分析施工進度。比如根據總施工季度計劃、年度計劃、月度計劃進行施工模擬，以此確定工程建設順序。同時，在進度模擬過程中利用不同顏色顯示在建、已建狀態，然后結合模擬時間軸隨意查看。此外，可以在三維場景中分析各種材料的消耗情況與實際情況存在的偏差，找出實際產值和產值計劃之間的差異，在施工過程中如果出現進度滯后會發出預警[5]。

5.2 變電站項目建設安全管理

在BIM 安全管理平臺下以安全管理標準行為庫為出發點能夠有效識別現場的風險因素，然后根據風險范圍破壞程度、危險預案在平臺下統一管理，結合人員管理方案達到施工安全監控管理目標，形成更加完善的安全管理體系。平臺把安全檢查標準發送到安全管理人員，并且下達安全檢查以及整改通知。把安全檢查照片視頻發送到項目管理組，進而方便變電站項目負責人全面掌控現場動態，下達整改通知單之后還能夠以短信形式通知，實現安全管理目標。在安全風險管控方面可以在平臺輸入下周工作計劃，由此展示出施工作業期間的安全風險，然后以短信形式提醒業主、項目經理、施工安全員、施工項目經理做好安全措施。施工安全人員通過手機APP 拍攝現場照片上傳到監理人員并確認，分析拍照時間、地點，確保信息具有真實性，進而對現場設備加以控制以完成安全風險閉環管理[6]。

5.3 變電站項目建設質量管理

把工程項目質量管理過程上傳到三維模型中可以讓管理立體化、形象化，便于管理人員在三維模型下直觀分析有關數據。具體功能如下：

①質量信息智能推送功能，其中涵蓋了施工標準、工藝質量檢查標準、標準圖集、檢驗批信息，并且和施工工序關聯自動發送到相關人員手機上，及時了解標準化管理流程；

②質量整改閉環功能。平臺根據質量問題進行跟蹤和整改，通過發現質量問題發出整改通知單，質量問題溝通記錄也可存儲到平臺當中，便于明確相關責任；

③質量管理一覽功能。平臺下的三維場景中可以顯示變電站部分設備質量問題以及未建、在建等狀態，已經完成施工的構件可以巡查相關工序完成時間。

6 結語

綜上所述，近年來我國電力事業飛速發展，而變電站是電網的關鍵組成部分，其安全運行直接影響到我國電力企業的經營效益。基于BIM 技術與變電站的有效結合可以滿足精密性高的大型設備安裝需求，降低施工難度，加快施工進度，提升施工質量，輔助施工期間的項目管理，對我國發電事業起到了巨大推動作用。