謝 軍

(漳浦海峽發(fā)電有限公司，福建 漳州 363200)

福建三峽海上風(fēng)電國際產(chǎn)業(yè)園(以下簡稱產(chǎn)業(yè)園)是中國長江三峽集團(tuán)有限公司與福州市屬國有企業(yè)共同投資建設(shè)的海上風(fēng)電裝備制造基地。產(chǎn)業(yè)園位于福建省福州市江陰港城經(jīng)濟(jì)區(qū)，毗鄰天然深水良港江陰港，一期規(guī)劃用地約66.7 hm2，總建筑面積約21.4萬m2。規(guī)劃建設(shè)辦公生活區(qū)、風(fēng)機一廠、電機廠、結(jié)構(gòu)件廠、葉片廠、風(fēng)機二廠、檢測認(rèn)證中心等區(qū)域。旨在通過引進(jìn)并聚集國際、國內(nèi)知名的海上風(fēng)電設(shè)備研發(fā)、制造企業(yè)，形成海上風(fēng)電裝備技術(shù)研發(fā)、設(shè)備制造、檢測認(rèn)證、運行維護(hù)、遠(yuǎn)程控制為一體的世界級海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集群。產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)、運營，對于打造海上風(fēng)電“大國重器”，提升海上風(fēng)電裝備制造水平，降低海上風(fēng)電設(shè)備采購成本和運維成本，具有十分重要的作用。

按照高標(biāo)準(zhǔn)、高起點、智能、綠色的理念，產(chǎn)業(yè)園致力于打造立足福建、面向全國、輻射全球的海上風(fēng)電國際一流產(chǎn)業(yè)基地。產(chǎn)業(yè)園擬規(guī)劃建設(shè)集光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁為一體的智能微網(wǎng)；產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃之初，即倡導(dǎo)采用BIM技術(shù)，貫穿項目的各階段，基于BIM系統(tǒng)建設(shè)智慧園區(qū)；申請綠色建筑設(shè)計認(rèn)證、運營認(rèn)證。

BIM應(yīng)用貫穿項目的各個階段，涵蓋設(shè)計、施工、竣工運維等四個階段。BIM模型經(jīng)過四次迭代，分別是設(shè)計模型、施工深化模型、竣工模型和運維模型。各單體模型由建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、電氣模型、給排水模型和暖通模型等組成。產(chǎn)業(yè)園BIM系統(tǒng)包含2個平臺，即三維協(xié)同管理平臺、全生命周期管理平臺，最終實現(xiàn)三維數(shù)字化交付功能。其中各單體的建筑、結(jié)構(gòu)、機電模型共同構(gòu)筑三維協(xié)同管理平臺，BIM協(xié)同管理平臺、BIM+GIS運維管理平臺共同構(gòu)筑全生命周期管理平臺，見圖1。

1 BIM系統(tǒng)在設(shè)計階段應(yīng)用

1.1 設(shè)計階段BIM技術(shù)要求與工作流程

設(shè)計階段，參考現(xiàn)有BIM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并結(jié)合產(chǎn)業(yè)園項目的特點，編制了產(chǎn)業(yè)園BIM的技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)文件，詳細(xì)規(guī)定了建模精細(xì)度要求、模型構(gòu)件命名規(guī)則及交付要求，作為模型交付的技術(shù)指導(dǎo)參考文件。

產(chǎn)業(yè)園BIM采用Autodesk Revit應(yīng)用軟件為主，Navisworks碰撞檢查與漫游、PKPM結(jié)構(gòu)計算分析、族庫大師等應(yīng)用軟件為輔。鑒于產(chǎn)業(yè)園項目具有體量大、專業(yè)多、內(nèi)容復(fù)雜等特點，采用主流配置、高級配置等兩類計算機作為設(shè)計硬件平臺，其中單專業(yè)BIM設(shè)計使用主流配置電腦，模型整合和動畫渲染使用高級配置電腦。

項目啟動后，編制了設(shè)計工作流程(見圖2)，理清了設(shè)計階段BIM程序，為打造智慧產(chǎn)業(yè)園在設(shè)計階段提供了有力保障。

圖2 產(chǎn)業(yè)園BIM設(shè)計工作流程圖

1)BIM項目管理員創(chuàng)建樣板文件、中心模型和標(biāo)高軸網(wǎng)；

2)土建專業(yè)BIM設(shè)計人員創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)模型；

3)機電專業(yè)BIM設(shè)計人員在土建模型上進(jìn)行機電設(shè)計；

4)各專業(yè)BIM設(shè)計人員進(jìn)行管線綜合及碰撞檢測，根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整模型；

5)BIM分析人員進(jìn)行建筑性能分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整模型；

6)各專業(yè)BIM設(shè)計人員根據(jù)BIM模型出二維施工圖。

根據(jù)各專業(yè)初步設(shè)計成果，創(chuàng)建相應(yīng)的BIM模型，模型精度滿足LOD300以上。單體建筑各專業(yè)模型采用同一個項目原點和標(biāo)高軸網(wǎng)，以便模型整合和后期的模型校核與碰撞檢查。

1.2 設(shè)計階段主要BIM技術(shù)應(yīng)用成果

1)三維可視化。與傳統(tǒng)的CAD圖紙相比，建筑信息模型具有“所見即所得”的優(yōu)點。利用建筑信息模型可以將復(fù)雜建筑造型或內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過三維可視化的方式便捷、直觀地向項目參建人員展現(xiàn)。使得項目設(shè)計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行，提高了項目的溝通效率。

2)校核圖紙、提高設(shè)計質(zhì)量。三維設(shè)計建模過程中，對圖紙進(jìn)行復(fù)核，找到對應(yīng)的圖紙問題，生成對應(yīng)的錯誤檢查報告并反饋各專業(yè)設(shè)計人員。比如產(chǎn)業(yè)園大廈共發(fā)現(xiàn)60處土建問題的錯誤、26處機電問題的錯誤。

3)管線綜合、碰撞檢查與優(yōu)化。三維管線綜合與碰撞檢查主要應(yīng)用于機電專業(yè)模型，應(yīng)用BIM軟件檢查施工圖設(shè)計階段的碰撞，完成建筑項目設(shè)計圖紙范圍內(nèi)各種管線布設(shè)與建筑、結(jié)構(gòu)平面布置和豎向高程相協(xié)調(diào)的三維協(xié)同設(shè)計工作，以避免空間沖突，提高施工圖設(shè)計質(zhì)量。

通過BIM對產(chǎn)業(yè)園各單體建筑的機電管線模型以及場地管網(wǎng)模型進(jìn)行碰撞檢查，生成碰撞檢查報告，針對碰撞位置進(jìn)行管線優(yōu)化與調(diào)整，優(yōu)化后的模型用于指導(dǎo)機電安裝，可有效減少項目返工頻次，節(jié)約建設(shè)成本，提高管理水平。

4)虛擬漫游。設(shè)計階段采用相關(guān)軟件進(jìn)行建筑內(nèi)部虛擬仿真漫游，可依據(jù)指定的漫游路線制作建筑物內(nèi)外部虛擬動畫，項目參建各方相關(guān)人員不僅能直觀感受建筑物內(nèi)部空間布置效果，并可以進(jìn)行凈空凈高核查，輔助設(shè)計評審，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)計方案。

2 施工階段BIM應(yīng)用

BIM在施工階段的應(yīng)用主要包括三維可視化設(shè)計施工，三維可視化設(shè)計施工技術(shù)交底，三維校核圖紙，管線綜合碰撞檢查與優(yōu)化，虛擬漫游，施工方案可視化交底，鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字化加工，施工進(jìn)度模擬，孔洞預(yù)留優(yōu)化等。通過上述技術(shù)，BIM在施工階段具有以下優(yōu)點：設(shè)計方案比選、準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計意圖、減少返工頻次、指導(dǎo)現(xiàn)場施工、精確算量、直觀明了提高交底效率、有效實現(xiàn)工序交叉管理、節(jié)約施工成本、優(yōu)化工期節(jié)點。

比如，碰撞檢測在辦公生活區(qū)共發(fā)現(xiàn)了504個碰撞點，在發(fā)現(xiàn)碰撞問題后，對碰撞點進(jìn)行了調(diào)整，避免了這些部位的返工，節(jié)約工期20 d，節(jié)約成本至少120萬元；風(fēng)機結(jié)構(gòu)件廠、風(fēng)機一廠、配套廠及綜合站房在碰撞檢測中共發(fā)現(xiàn)608個碰撞點，通過BIM調(diào)整后，有效減少返工頻次，節(jié)約工期30 d，節(jié)約成本150余萬元。

2.1 圖紙會審與深化設(shè)計

利用碰撞檢查功能，找出碰撞問題，列出清單逐一解決，解決圖紙深化過程中的問題，提高圖紙質(zhì)量，減少由于施工圖紙問題造成的返工現(xiàn)象，有效實現(xiàn)施工質(zhì)量的預(yù)控。

2.2 可視化交底

搭建鋼筋模型生成鋼筋清單，利用BIM的可視化特點進(jìn)行現(xiàn)場交底。利用Lumion軟件進(jìn)行基坑開挖施工模擬，優(yōu)化施工流程，詳見圖3。鋼結(jié)構(gòu)數(shù)字化加工，安裝流程進(jìn)行可視化交底，詳見圖4。還可指導(dǎo)孔洞預(yù)留的準(zhǔn)確位置等。

圖3 基坑開挖施工模擬

2.3 施工進(jìn)度模擬

通過BIM模型中的任務(wù)管理器將編制好的進(jìn)度計劃進(jìn)行動態(tài)關(guān)聯(lián)，直接查看完成狀態(tài)和信息，為項目工期計劃制定提供可靠依據(jù)，同時也為工序交叉管理提供了有力依據(jù)。

2.4 凈高優(yōu)化

以原材料試驗樓為例，原材料實驗樓層1～4層最低標(biāo)高分別為2.9、2.6、2.6、2.6 m，按照最低標(biāo)高對各層機電管線進(jìn)行優(yōu)化，既滿足施工要求，又滿足凈高要求，1～4層標(biāo)高分別為3.4、2.78、2.78、2.84 m的管底標(biāo)高。

2.5 工程量精確計算

采用BIM可實現(xiàn)工程量精確計算。比如，產(chǎn)業(yè)園大廈以BIM模型為基礎(chǔ)進(jìn)行混凝土、砌體材料、設(shè)備管線等工程量進(jìn)行精確計算，提高材料下單數(shù)量的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)工程量精細(xì)化管理的要求。

2.6 有助于減少工作人員

通過BIM技術(shù)實現(xiàn)3D交底和車間預(yù)制化，弱化了現(xiàn)場安裝工人的技術(shù)要求，各個班組專業(yè)技術(shù)工種可縮減。比如，采用BIM對安裝模型的深化，使得各種管道可在車間集中式預(yù)制成為可能，可大大減少現(xiàn)場懸空焊接，從而減少施工人員。

3 BIM系統(tǒng)在運維階段應(yīng)用

運維管理平臺綜合了前期設(shè)計、施工和竣工各階段的成果，形成一個綜合性平臺，主要是采集現(xiàn)場各種設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，如安防管理、環(huán)境能耗、消防系統(tǒng)、被監(jiān)控設(shè)備的故障等實時數(shù)據(jù)，為運營期提供決策依據(jù)。

在此基礎(chǔ)上，燈光可以根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境自動調(diào)節(jié)照度；風(fēng)機可以根據(jù)室內(nèi)或地下車庫的空氣質(zhì)量自動調(diào)節(jié)風(fēng)量；某個區(qū)域出現(xiàn)不該出現(xiàn)的人，平臺會報警；若有火災(zāi)，平臺會根據(jù)各安全通道的擁擠程度，計算出更合理的路徑等。

運維管理平臺模型經(jīng)過設(shè)計模型、施工深化模型和竣工模型三個階段的不斷完善，可以準(zhǔn)確表達(dá)位置信息和數(shù)據(jù)信息。結(jié)合運營期需求，梳理運維設(shè)備詳細(xì)清單，在竣工模型基礎(chǔ)上，補充運維設(shè)備模型。設(shè)備模型編碼具有如下特點：設(shè)備編碼唯一、位數(shù)盡量少、具備可擴展性、與其他系統(tǒng)的接口問題等。參考有關(guān)規(guī)范，根據(jù)項目實際情況明確設(shè)備清單，制定編碼規(guī)則文件。

通過現(xiàn)場布置的大量傳感器和被監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)線，將數(shù)據(jù)信息采集到運維管理平臺。通過制定統(tǒng)一的接口協(xié)議解決各種數(shù)據(jù)接口問題。

產(chǎn)業(yè)園項目運維管理平臺具有以下功能：門禁系統(tǒng)(一卡通)，入侵報警系統(tǒng)，電子巡更系統(tǒng)，停車場管理系統(tǒng)(道閘管理)，電梯管理，視頻接入，環(huán)境系統(tǒng)，能耗系統(tǒng)，機房，水泵房設(shè)備，CO、CO2傳感器監(jiān)測及排風(fēng)機聯(lián)動，供配電的接口接入，消防系統(tǒng)監(jiān)控等，見圖5。

圖5 運維管理平臺功能圖

4 BIM在協(xié)同管理平臺的應(yīng)用

針對產(chǎn)業(yè)園項目研發(fā)的協(xié)同管理平臺，整合了設(shè)計成果，用于指導(dǎo)施工，為項目的推進(jìn)提供技術(shù)支撐。

設(shè)計階段，成果共享到平臺上，包括全專業(yè)設(shè)計模型、相關(guān)碰撞檢查優(yōu)化報告、匯報材料、項目變更單及月報等。

施工階段，根據(jù)平臺上的資料，施工方可以及時、準(zhǔn)確地理解設(shè)計意圖，編寫施工組織計劃，深化施工模型。先在計算機上驗證施工方案的可行性，提前發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

借助該平臺的模型展示功能，在不需要安裝客戶端軟件的情況下，即可通過桌面端瀏覽器、手機和平板電腦查看模型。并可對模型進(jìn)行任意剖切，查看建筑物內(nèi)部構(gòu)造，隨時查看任意構(gòu)件的屬性信息。

5 結(jié) 語

目前，產(chǎn)業(yè)園風(fēng)機一廠、配套廠、風(fēng)機結(jié)構(gòu)件廠已交付使用，辦公生活區(qū)、綜合站房已投運。BIM的應(yīng)用也將逐漸由設(shè)計、施工階段轉(zhuǎn)向運維階段，對BIM的應(yīng)用也將逐步深化，尤其是運維階段的應(yīng)用尚在起步階段，還需要探討與實踐。之前，運維企業(yè)僅僅使用BIM竣工模型，就可達(dá)到提升運維效率和降低運維成本的作用。隨著BIM的深化，借助BIM及相關(guān)技術(shù)搭建統(tǒng)一的數(shù)字化運維管理平臺，實現(xiàn)BIM運維階段的應(yīng)用，進(jìn)而提升項目在長期運營過程中的價值，進(jìn)一步提升運維效率和降低運維成本，提高物業(yè)管理效率與質(zhì)量。

BIM已在產(chǎn)業(yè)園項目中廣泛使用，產(chǎn)業(yè)園公司將以BIM系統(tǒng)為基礎(chǔ)打造智慧園區(qū)，為建設(shè)國際一流海上風(fēng)電基地智慧化、智能化提供支撐。