BIM中電力工程的應用探討
2國內企業對BIM的需求
在國際上,“BIM之父”——喬治亞理工大學的CharlesEastman教授,早在1975年就創建了BIM理念,并開始了為便于實現建筑工程的可視化和量化分析,提高工程建設效率為目標的理論研究和實踐探索。但由于當時計算機處理能力和新概念影響力等原因,在我國企業應用較少。雖然很多國內企業對此普遍抱有熱情,也想盡快完成本地實用化,但由于技術標準和人才等原因,直到2000年以后才有所突破。
BIM之所以受到各大企業的追捧,是因為看到了其在工程造價、設計、施工和運營管理等方面的巨大價值。尤其是在設計和施工上,據美國2009年出版的《商業房地產革命》著作中列舉了這樣一組數據:現有模式的生產建筑成本差不多是應該花費的兩倍;72%的項目超預算;70%的項目超工期;75%不能按時完成的項目,至少超出初始合同價格的50%。
做過工程項目的人都知道:“錯漏碰缺”(設計上的錯誤、遺漏、碰撞,缺陷等)聽起來很專業,改起來卻很花錢;“設計變更”變一次花一次錢。實際施工中,該預留洞口的地方沒有留,管線施工中的避讓時有發生,經常看到有些剛建好的地方拆了又重來。業主為此投入了巨大的開銷、時間和精力,既不利于成本控制,也不利于把控工期。為此,國際上知名主打BIM理念的軟件公司,與高校合作建立實驗室,并從設計之初就參與國內項目的建設。隨著南京青奧會議中心,上海中心大廈、上海迪士尼和“中國尊”等項目的相繼投運,可以想見會有越來越多的公司將BIM納入項目管理的范疇。
3電力企業的BIM探索
電力行業由于自身行業特點,計劃性強,而且對安全的要求相對較高,對新技術的應用必須先有一個穩定和成熟的過程。此前鮮有以BIM為核心來整體實施的電力建設項目,只是在電力工程造價,建/構筑物建模、分析等層面有所涉及。此外,出于對電力生產安全和變電站等建筑物結構特點的考慮,BIM理念和實施方法并未完全在電力建設方面發揮出重要作用。隨著近幾年一批BIM概念下的應用軟件問世,完善了如結構分析、碰撞檢查、工程量統計、施工模擬、可視化交底和運營管理等,涉及項目管理的全過程。
由于技術上的成熟度和在建筑行業的廣泛應用,一些電力企業于是也開始著手探索電力工程建設領域的BIM應用,謀求企業增效。將設計人員從繁重的繪圖、出圖工作中解放出來,降低不同專業間的碰撞問題,降低設計變更率;幫助施工單位快速領會設計意圖,把更多精力投入到現場預控和重要節點、關鍵部位的把握上;監理單位可借助產品模型,對項目過程實施管控;建設單位與運行單位則可從項目策劃、設計、施工到運行管理的各階段做到準確把控。
4BIM與電力工程
4.1過程應用
與建筑業相比,電力工程具有施工現場由于生產環節多、地域分布廣,現場環境各異以及工程個體間聯系性強等特點,對項目的整體協調性有一定的要求。眾所周知,BIM是一個由二維模型到三維模型的轉變過程,也是傳統施工中從被動“遇到問題,解決問題”到主動“發現問題,解決問題”的一個轉變過程。諸多方面都可以和BIM結合起來,以變電站的建設為例,預埋件的安裝是變電站土建施工的重點和難點,在設計時要嚴格把關且根據預埋件的大小和實際情況在圖紙驗收前做出合理、科學的設計。
變電站的土建施工原則是先地下后地上,預埋件的安裝是地上工程和設備的基礎,其安裝質量直接影響到工程美觀和設備投產后的使用性能。各種預埋件和預埋管道的施工工藝都是比較復雜的,因此施工單位要對圖紙要有深刻的理解,要精確的測量預埋件的中心線、高程和定位軸等數據,并且精準定位,通過BIM軟件可視化并協調這些施工;比如構支架基礎施工中對于復雜的鋼筋節點,在模型建立后進行觀察,找到鋼筋的碰撞點,對鋼筋的布置進行優化,也可以模擬模板支撐體系的受力狀況,以確保該體系的施工安全,體現了BIM的模擬性和優化性。綜上所述,應用BIM模型,可以為復雜的電力工程項目帶來傳統作業方式下無法比擬的便利。
4.2應用前景
作為中國第一座,也是當今世界上最先進的全地下筒形變電站——500kV靜安(世博)地下變電站,該項目采用國內最深的逆作法施工,過程中面臨著大件設備運輸吊裝風險大、高落差注絕緣油難度大、地下管線敷設復雜、交叉作業頻繁、施工環境惡劣、工期緊,質量要求高等難題。但通過結合BIM輔助項目建設多維集成管理的解決方案后,不僅實現了高效的項目合作與溝通,順利完成工程計劃與建造,還很好的進行了風險預測與過程控制。可以說,BIM為設計方解決了“設計內容是如何建造”的問題;為施工方解決了“施工是否組織合理”的問題;為建設方解決了“如何去管理和控制”的問題,為今后電力工程的項目建設提供了良好的借鑒經驗。
5結束語
目前,BIM理念及其實施方法在電力工程建設領域愈發受到重視,火電、風電、水電各有涉及,在土建、變電、輸電等施工現場作用明顯,從項目的可視化、模擬性,過程的協調性,以及貫穿始終的優化性上,都是以往所無法比擬的。相信通過以BIM、大數據、云計算、物聯網、智能移動等為代表的先進技術和概念的綜合應用,必將在電力工程項目上得到更為廣泛的應用。
參考文獻:
[1]王雪青,張康照,謝銀,等.BIM模型的創建和來源選擇.建筑經濟.2011,(9).
[2]劉睿,胡驍強,馬健,等.電力建設工程BIM建模[M].北京:中國電力出版社,2015.
[3]劉占省.BIM技術與施工項目管理.北京:中國電力出版社,2015.
[4]劉玉濤.建筑施工企業BIM經典案例分析.杭州:浙江工商大學出版社,2016.
作者:龐劍 單位:天津送變電工程公司
責任編輯:電力交易小郭
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