摘 要:BIM是目前世界上建筑業(yè)最先進的綜合設計、施工、管理技術。為促進電網(wǎng)工程建設質量及其穩(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應用,并進行經(jīng)濟效益分析。最后對持續(xù)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(shù)字化方法,在歐美、日韓、新加坡等發(fā)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(yè)對BIM的關注熱度迅速飆升,企業(yè)希望應用先進數(shù)字信息技術,提高企業(yè)素質和加強企業(yè)設計、施工、管理水平。BIM應用已成為國內建筑業(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)中的應用,總結了工程實踐經(jīng)驗和取得的成效,最后對持續(xù)提升BIM應用進行了展望。
2 協(xié)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(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 設計優(yōu)化
BIM為傳祺工程設計者提供協(xié)同設計平臺和可視化設計環(huán)境,相對傳統(tǒng)設計方法有著明顯優(yōu)勢和意義。
3.1 協(xié)同設計
BIM為設計者提供協(xié)同設計平臺,實現(xiàn)工程所有專業(yè)數(shù)據(jù)共享和傳遞。設計者在協(xié)同平臺進行協(xié)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(yè)溝通,實現(xiàn)專業(yè)間有效協(xié)調和避讓,高效解決專業(yè)間碰撞和不合理設計,從而優(yōu)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(yè)進行3D建模,使建筑空間信息表達直觀、清晰,實現(xiàn)可視化設計,充分體現(xiàn)變電站真實面貌。
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(yè)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(yōu)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(jié)省施工作業(yè)和縮短施工周期。
3.3 碰撞檢查
BIM軟件具有強大的碰撞檢查功能。傳祺站模型建成后,設計者對所有專業(yè)進行全面碰撞檢查,共發(fā)現(xiàn)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(jù)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(yè)內和專業(yè)間的碰撞問題,優(yōu)化設計方案,有效減少設計變更和施工返工。
3.4 創(chuàng)建電氣設備模型
設計者根據(jù)電氣設備廠家資料,利用BIM軟件創(chuàng)建設備模型,錄入詳細設備信息以及相關規(guī)程規(guī)范,在土建模型中放置電氣設備時,實現(xiàn)電氣間距校驗,有效提高設計效率和質量。
傳祺工程共創(chuàng)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(huán)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(shù)、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(yōu)化性特點以及強大的數(shù)據(jù)記錄和處理能力, BIM應用使傳祺工程施工更加合理、科學、經(jīng)濟、高效。
傳祺工程把傳統(tǒng)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(huán)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(fā)現(xiàn)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(yōu)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(jīng)濟、有效,使建造順序清晰、工程量明確、各專業(yè)間施工協(xié)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(xiàn)的問題,突出施工作業(yè)難點和危險點,優(yōu)化施工方案。利用優(yōu)化后的施工模擬動畫進行施工交底和施工協(xié)調,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(yōu)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(shù)量,極大地減少了工程變更和可能發(fā)生的糾紛;造價計算者基于傳祺站模型創(chuàng)建BIM數(shù)據(jù)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(jù)和造價控制目標;通過工程5D模擬,實現(xiàn)動態(tài)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(xiàn)場質量安全數(shù)據(jù)采集,將數(shù)據(jù)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(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文件轉變?yōu)殡娮游募?。傳祺站BIM竣工模型及其數(shù)據(jù)庫,存儲著建筑和設備所有信息以及建造和安裝過程信息,實現(xiàn)了真正的電子化移交。
7 經(jīng)濟效益
110kV傳祺變電站施工、驗收過程中,未發(fā)生由于距離不足、各專業(yè)設計文件矛盾、現(xiàn)場碰撞等原因引起的設計變更。
而廣州地區(qū)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(chǎn)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(yè)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(fā)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(guī)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(fā)展,進而實現(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踐,在可視化溝通、方案優(yōu)化、圖紙審核、技術交底、施工模擬、質量管理、數(shù)據(jù)庫搭建等方面的應用,BIM在工程建設的未來將發(fā)揮極大作用,可以明顯提高社會效益和經(jīng)濟效益。
參考文獻
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