摘 ?要：BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，旨在提升管理水平、降低建造成本、提高施工質(zhì)量、縮短工期等，其在建筑行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣，得到越來(lái)越多建設(shè)單位和施工單位的重視。通過(guò)總結(jié)東莞市厚街環(huán)保熱電廠項(xiàng)目、長(zhǎng)沙市黑麋峰生活垃圾發(fā)電項(xiàng)目、汝南縣生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目等火力發(fā)電項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用成果，探索BIM技術(shù)在火力發(fā)電項(xiàng)目的應(yīng)用方向和方法，進(jìn)而引發(fā)對(duì)BIM技術(shù)在火力發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)展方向的思考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);火力發(fā)電項(xiàng)目;施工階段

中圖分類號(hào)：TP317.4;TB237 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）13-0117-04

Abstract：BIM technology，as a new technology，aims to improve the management level，reduce the construction cost，improve the construction quality and shorten the construction period. It is widely used in the construction industry，and has been paid more and more attention by the building units and construction units. Through the construction of Houjie environmental protection thermal power plant project in Dongguan City，the domestic waste power generation project of Heimifeng in Changsha City，and the biomass cogeneration project in Runan County. This paper summarizes the application results of BIM technology in thermal power generation projects，explores the application direction and method of BIM technology in thermal power generation projects，and then leads to the thinking of the development direction of BIM technology in thermal power generation projects.

Keywords：BIM technology;thermal power generation project;construction stage

0 ?引 ?言

BIM技術(shù)在中國(guó)發(fā)展到今天，除了給傳統(tǒng)建筑業(yè)帶來(lái)了沖擊外，也將和其他先進(jìn)科技結(jié)合，以“BIM+X”的模式將應(yīng)用領(lǐng)域從智慧工地向智慧城市的方向邁進(jìn)。BIM作為一種管理工具、一種技術(shù)手段已經(jīng)深入工程行業(yè)人心。然而，現(xiàn)階段由設(shè)計(jì)院牽頭的BIM正向設(shè)計(jì)的應(yīng)用市場(chǎng)還不成熟，以至于在項(xiàng)目建造過(guò)程中，BIM工作主要由施工單位或BIM咨詢單位完成。基于節(jié)能環(huán)保、電能短缺的需要，一座座火力發(fā)電廠拔地而起。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)的BIM技術(shù)應(yīng)用背景下，在我單位（湖南省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司）近五年內(nèi)作為施工總承包方承接的火力發(fā)電項(xiàng)目中，應(yīng)用BIM技術(shù)取得成效較好且具代表性的有：東莞市厚街環(huán)保熱電廠項(xiàng)目、長(zhǎng)沙市黑麋峰生活垃圾發(fā)電項(xiàng)目、汝南縣生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。以上三個(gè)項(xiàng)目在施工階段共同應(yīng)用BIM技術(shù)的環(huán)節(jié)主要有：碰撞檢查及優(yōu)化、機(jī)電深化出圖、施工模擬、協(xié)同平臺(tái)應(yīng)用等。以BIM技術(shù)在汝南縣生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目應(yīng)用為例，站在施工單位的角度談一下本人對(duì)BIM技術(shù)在火力發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)用后的一些想法，希望能給同行帶來(lái)一些幫助。

1 ?項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目位于河南省駐馬店市汝南縣產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)，西城大道以東、清源路以西，總投資4.3億元，占地200畝，以建設(shè)中國(guó)首個(gè)生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)智慧電廠為目標(biāo)。冷卻塔施工及鍋爐安裝施工為本項(xiàng)目重點(diǎn)分部工程;現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)多，對(duì)施工質(zhì)量、安全要求高;設(shè)計(jì)工藝獨(dú)特復(fù)雜，管網(wǎng)密集;安裝工作量巨大，專業(yè)性強(qiáng)，二維圖紙很難實(shí)現(xiàn)工作人員的無(wú)障礙溝通。

2 ?應(yīng)用過(guò)程

2.1 ?團(tuán)隊(duì)與策劃

成立BIM工作站，編制項(xiàng)目的BIM應(yīng)用目標(biāo)、BIM實(shí)施計(jì)劃，確定模型及其在施工過(guò)程中的應(yīng)用，維護(hù)與交付模型等。

2.2 ?軟硬件環(huán)境

軟件選用REVIT、CAD、3DS MAX、NAVISWORKS、Fuzor等主流BIM軟件;硬件選用高性能臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、無(wú)人機(jī)、三維激光掃描儀等。

2.3 ?項(xiàng)目應(yīng)用

2.3.1 ?建立高精度模型

如圖1所示，根據(jù)設(shè)計(jì)文件、設(shè)備圖紙、設(shè)備臺(tái)賬、施工記錄、試驗(yàn)檢驗(yàn)記錄、質(zhì)量驗(yàn)收記錄等，創(chuàng)建BIM設(shè)備族并添加相關(guān)運(yùn)維參數(shù);結(jié)合施工圖紙，完成如圖2所示的各專業(yè)模型、深化設(shè)計(jì)模型（LOD350）、施工過(guò)程模型（LOD400）、竣工驗(yàn)收模型（LOD500），滿足項(xiàng)目施工過(guò)程的BIM需求及后期運(yùn)維管理需求。

2.3.2 ?碰撞檢查及優(yōu)化

綜合各專業(yè)BIM模型并導(dǎo)入NAVISWORKS軟件進(jìn)行各單體、各專業(yè)間的碰撞檢查，發(fā)現(xiàn)碰撞問(wèn)題418處，以問(wèn)題報(bào)告的形式告知建設(shè)單位、監(jiān)理單位、設(shè)計(jì)單位、施工總承包單位，經(jīng)設(shè)計(jì)回復(fù)、復(fù)核形成完整的BIM碰撞檢查過(guò)程。運(yùn)用BIM技術(shù)提前檢查圖紙?jiān)O(shè)計(jì)問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)碰撞、優(yōu)化設(shè)計(jì)，提前發(fā)現(xiàn)并解決沖突，提高了圖紙質(zhì)量，減少了現(xiàn)場(chǎng)變更。

2.3.3 ?深化設(shè)計(jì)出圖

在建筑機(jī)電方面，通常要在碰撞檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)管道、風(fēng)管、橋架進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。但是在本項(xiàng)目工業(yè)機(jī)電設(shè)計(jì)中，管徑DN50以下管道未做繪制，僅依靠作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)施工，易導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)安裝錯(cuò)亂無(wú)序。通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)主廠房、鍋爐房、化水車間等單體進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，可以出具如圖3所示的詳細(xì)立體視圖、三維視圖輔助現(xiàn)場(chǎng)施工，并導(dǎo)出管道明細(xì)表協(xié)助物資采購(gòu)，最終廠房管路排布井然有序，避免了材料的浪費(fèi)。

2.3.4 ?施工模擬

自然通風(fēng)冷卻塔是本項(xiàng)目的重點(diǎn)分部工程，通過(guò)BIM模型結(jié)合專項(xiàng)施工方案，以三維技術(shù)交底、真實(shí)再現(xiàn)施工過(guò)程，將各施工細(xì)節(jié)通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)展現(xiàn)出來(lái)：（1）提高了施工人員的工作效率，使工程施工變得更加簡(jiǎn)單，能有效地將施工技術(shù)通過(guò)三維模型傳遞給施工人員;（2）能保證施工質(zhì)量，有了工程施工三維模型的幫助，能確保施工計(jì)劃的有序執(zhí)行，也可以避免一些安全事故的發(fā)生。

在安裝水冷壁前，根據(jù)專項(xiàng)施工方案，建立水冷壁吊裝BIM模型。如圖4所示，通過(guò)模擬水冷壁吊裝，嚴(yán)格把控水冷壁與鋼結(jié)構(gòu)、水冷壁與吊臂之間的安全距離，進(jìn)而選擇履帶吊的最佳工況，優(yōu)化了吊裝方案，使得整個(gè)吊裝過(guò)程更加順暢，在控制施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全方面發(fā)揮了良好的作用。

2.3.5 ?協(xié)同平臺(tái)應(yīng)用

如圖5所示，在施工過(guò)程中，通過(guò)BIM5D平臺(tái)有效協(xié)同瀏覽器端、PC端、移動(dòng)端，關(guān)聯(lián)BIM模型與項(xiàng)目各項(xiàng)資料，有利于調(diào)節(jié)項(xiàng)目進(jìn)度、把控成本及有效追蹤質(zhì)量、安全，提高了溝通效率，實(shí)現(xiàn)了信息的高效管理。

3 ?應(yīng)用總結(jié)

其一，通過(guò)搭建高精度全廠區(qū)模型，我們不僅實(shí)現(xiàn)了建筑的3D可視化效果，還實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的高度集成，保證各參建方接收的信息一致，消除“信息孤島”，提高溝通效率，并助力后期運(yùn)維管理。

其二，在施工前期對(duì)全專業(yè)模型的碰撞分析中，發(fā)現(xiàn)352處圖紙問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)、解決沖突，減少了現(xiàn)場(chǎng)變更。深化設(shè)計(jì)主廠房、鍋爐房、化水車間等單體管徑DN50以下的管線，節(jié)約人工和材料成本，直接縮短項(xiàng)目建設(shè)工期。累計(jì)節(jié)約施工成本約150萬(wàn)元，縮短項(xiàng)目工期約10%。

其三，通過(guò)模擬場(chǎng)地布置、冷卻塔施工三維交底、水冷壁吊裝方案比選等，輔助現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)工程師優(yōu)化施工方案，減少現(xiàn)場(chǎng)的二次搬運(yùn)，最大化地節(jié)省了人力、物力、財(cái)力，使施工過(guò)程更加合理、順暢，解決了現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)難題。通過(guò)應(yīng)用協(xié)同管理平臺(tái)，切實(shí)提升了項(xiàng)目精細(xì)化管理水平及綜合經(jīng)濟(jì)效益。

4 ?BIM技術(shù)在火力發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)展方向的思考

4.1 ?設(shè)計(jì)階段

在規(guī)劃局給定的建設(shè)范圍內(nèi)，使用BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)定位圖的平面布置;通過(guò)能量分析（使用CFD Viewer軟件）改變生產(chǎn)條件及影響因素，尋求最佳燃燒點(diǎn)，提高火力發(fā)電鍋爐的燃燒率;優(yōu)化水暖電設(shè)計(jì)，比如暖通專業(yè)的負(fù)荷計(jì)算、各專業(yè)間的碰撞檢查及優(yōu)化;計(jì)算機(jī)械設(shè)備的管線系統(tǒng)，分析、校核并優(yōu)化設(shè)備參數(shù)，減少能量損耗，輔助設(shè)備選型;優(yōu)化電廠生產(chǎn)工藝流程，尤其是優(yōu)化管路，減少材料用量，在不影響生產(chǎn)功能的前提下，降低工程總投資和運(yùn)維成本。

4.2 ?施工階段

除了一些常規(guī)應(yīng)用外，BIM技術(shù)還要和其他技術(shù)結(jié)合，比如BIM與安全技術(shù)結(jié)合，利用BIM三維的可視化特點(diǎn)快速識(shí)別危險(xiǎn)源，制定相應(yīng)的控制措施，以BIM動(dòng)畫(huà)的形式對(duì)施工管理人員和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，杜絕事故的發(fā)生;BIM與施工工法結(jié)合，優(yōu)化施工工藝，在保證施工質(zhì)量、安全的前提下，提高工作效率、降低成本;BIM與工廠化預(yù)制技術(shù)和模塊化安裝技術(shù)結(jié)合，在對(duì)BIM模型深化設(shè)計(jì)后，將模型交給廠家進(jìn)行工廠化預(yù)制加工，待預(yù)制件加工完成后，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行模塊組裝;BIM與發(fā)明創(chuàng)造或者實(shí)用新型技術(shù)結(jié)合等等。

4.3 ?運(yùn)維階段

在BIM模型中添加基礎(chǔ)信息、采購(gòu)信息、安裝信息、技術(shù)參數(shù)信息、維保信息，并添加運(yùn)維編碼以便識(shí)別篩選。將該模型與水暖電及鍋爐機(jī)組智能化系統(tǒng)銜接，以做到精準(zhǔn)監(jiān)控，進(jìn)行可視化運(yùn)維管理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，業(yè)主和運(yùn)維商在設(shè)備運(yùn)營(yíng)和維護(hù)上的耗費(fèi)占運(yùn)維總成本的67%，主要原因是日常維保時(shí)信息的獲取、統(tǒng)計(jì)、傳遞過(guò)程十分繁瑣，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化辦公，引用“BIM技術(shù)+運(yùn)維管理平臺(tái)”恰好可以解決這一難點(diǎn)。通過(guò)運(yùn)維平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能監(jiān)控，無(wú)死角監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，利于電廠節(jié)能減排;特別是在消防系統(tǒng)的運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急告警功能，避免火災(zāi)事故或者減少事故損失。

5 ?結(jié) ?論

BIM技術(shù)在火力發(fā)電項(xiàng)目的應(yīng)用具有相似性和可復(fù)制性。在用BIM技術(shù)解決項(xiàng)目重難點(diǎn)的同時(shí)，還要探索新的應(yīng)用點(diǎn)，助力項(xiàng)目建設(shè)。從設(shè)計(jì)到運(yùn)維全生命周期，以高精度模型為基礎(chǔ)，一模多用、一模到底，與管理平臺(tái)銜接。在施工階段用協(xié)同管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)成本、質(zhì)量、進(jìn)度、安全的高效管理;在BIM模型數(shù)字化交付后，在運(yùn)維階段用運(yùn)維管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的智慧運(yùn)維，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電廠的智慧建造和運(yùn)維。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張新勝.老港再生能源利用中心——亞洲最大生活垃圾發(fā)電廠BIM項(xiàng)目 [J].建設(shè)科技，2016（3）：42-43.

[2] 喬宇亮.基于BIM的工業(yè)廠房機(jī)電安裝綜合技術(shù)的研究與應(yīng)用 [J].中外建筑，2019（7）：73-75.

[3] 左悅.BIM+VR技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究 [J].現(xiàn)代信息科技，2019，3（5）：105-106.

作者簡(jiǎn)介：張慧明（1990.01—），男，漢族，湖南郴州人，給排水中級(jí)職稱，本科，研究方向：BIM信息化管理。