BIM技術在變電站數(shù)字化建模的應用分析

　　摘要：以某地110kV變電站工程項目為例，闡述引入BIM技術運用Revit研究BIM技術變電站數(shù)字化建模?；陔娏こ坦こ塘坑嬎惴椒ㄒ?guī)則，研究了BIM技術的變電站數(shù)字化建模流程與建設，并運用IFC4電氣數(shù)據(jù)標準擴張，移交可行性拓展IFC架構，證實變電站的數(shù)字建模的移交可行性。

　　本文源自集成電路應用,2020,37(11):20-21.《集成電路應用》雜志1984年創(chuàng)刊，是國家新聞出版總署批準，中國電子信息產業(yè)集團有限公司主管，上海貝嶺股份有限公司主辦，上海市集成電路行業(yè)協(xié)會、深圳市半導體行業(yè)協(xié)會協(xié)辦的電子電工、電力、半導體材料、集成電路等領域的綜合性學術期刊?，F(xiàn)為上海市集成電路行業(yè)協(xié)會會刊，屬國家一級刊物。是集學術性、應用性極強的集成電路產業(yè)權威中文雜志。

　　BIM作為JerryLaiserin等人提出的建筑信息模型，BIM技術由于具備了協(xié)調、優(yōu)化、模擬、可視、可出圖性以及強大的協(xié)同、計算等技術優(yōu)勢。所以在近年來獲得了廣泛應用。運用BIM技術的關鍵在于信息，前期建立信息模型不僅可以運用于施工、設計等階段[1]，還能夠有效幫助維護、運營及后期拆除等。建立BIM建模也能夠提供信息交流共享平臺，并結合各方需求成功匯聚相關信息，實現(xiàn)精細化管理。運用數(shù)字化技術貫穿工程項目的全生命周期，實現(xiàn)信息輔助工程本體移交管理，能夠經(jīng)建模查看與變電站的日常運維工作所需相滿足，這一思路自提出之后發(fā)現(xiàn)多個在電力系統(tǒng)的成功應用案例。

　　本次研究也將提出BIM技術建模對變電站的三維數(shù)字化移交可行性進行分析。

　　1、變電站建模思路與流程

　　變電站建筑組成共有兩大部分，一部分是變電站建筑體的各元素，譬如門、窗、梁、柱等元素，主要結構作為建筑配置鋼筋;另一部分作為變電站的附屬類建筑物結構，以及電氣系統(tǒng)等。(見圖1)作為本次變電站工程項目的BIM數(shù)字化建模流程。

　　2、變電站建模要點

　　(1)標高軸網(wǎng)。變電站BIM建模首先需要對軸網(wǎng)、標高進行繪制，確保能夠準確繪制變電站建筑物的基準、定位與標高，創(chuàng)建建筑物軸網(wǎng)避免影響模型準確性。建立變電站建筑的立體視圖，成功繪制標高能夠實現(xiàn)軟件自動以不停標為依據(jù)，成功繪制平面視圖及軸網(wǎng)。如果在變電站的BIM數(shù)字化建模中，并未自主成功創(chuàng)建平面視圖，那么軟件用戶就需要自主尋找視圖內的“添加平面視圖”這一選項，從而成功創(chuàng)建標高、軸網(wǎng)后，保證東西南北各軸線視圖方向，穿過標高顯示完整軸網(wǎng)[2]。

　　圖1建模流程

　　(2)主體建筑。變電樓作為變電站的主體建筑，主要包括了開關室、二次設備、電容器、值守間以及生活間等多個房間。設計首層開關底部電纜鋪設，還要注意變電站的電纜溝敷設，認識到電纜溝鋪設也作為建筑施設計總工程量的難點工程。對于大概估算的定額內，電纜溝取費子目作為復雜地面，取費基礎作為建筑物的軸線面積及尺寸，需要確保工程量統(tǒng)計標準一致于樓板。

　　(3)主體結構。變電站的主體結構應當完成構件配筋，通過運用Revit軟件運用速播插件對配筋工作即可快速完成，可以在軟件中將數(shù)字輸入其中，便可以構件配筋，粗略完成基礎梁、板與柱等變電站主體，然后根據(jù)實際情況進行針對性手動調整，即可達到設計需求[3]。但是運用該插件也存在根本缺點問題，就是無法繪制側向鋼筋，僅僅能夠手動完成屋頂及樓梯配筋，且均需要手動調整鋼筋的形狀、長度、彎鉤角度，而這也對于結構建模整體復雜度明顯增加。

　　(4)附屬建筑物。變電站附屬建筑物主要包括了蓄水池、泵房、事故油池，結合變電站項目的設計技術所需，需要繪制不同建筑樓層。在創(chuàng)建泵房時類似于變電樓創(chuàng)建，逐一繪制墻體后，可以運用“樓板”工具完成蓄水池，并對材質屬性進行修改，也可以手動添加事故油池，但是需要注意對于頂蓋、把手部位需要聯(lián)動模型變化[4]。

　　(5)族庫建設。對于Revit軟件應用中，圖元包括了墻、窗、門等基本圖形單位，均可以創(chuàng)族，作為參數(shù)類組件，能夠對有關參數(shù)自主調節(jié)，并且在項目中控制圖元參數(shù)的材質、位置以及尺寸等有關信息[5,6,7,8,9,10]。族作為Revit軟件內的重要設計基礎，越多的族參數(shù)就會形成越豐富的信息量。創(chuàng)建族共計5個基本命令，包括可以實現(xiàn)拉伸、融合、放樣、旋轉，可以運用以上指令完成各類族文件創(chuàng)建。

　　(6)統(tǒng)計工程量。通過在變電站BIM建模過程中運用BIM技術，盡管能夠自動化獲取項目的工程明細，但是仍然不可以將部分量視為取費基準。譬如2018版本的電力定額參數(shù)表內，對于梁板實現(xiàn)梁內搭接作為一類規(guī)定，可以運用Revit軟件實現(xiàn)自帶計算，加工信息實現(xiàn)反饋控制，并在完成設計后向Excel表內導入，之后進一步調整完善Excel表。對于前期已經(jīng)對定額標準細則有所熟悉后，以該定額標準成功建模，在設計階段就控制誤差獲得準確的建模工程量。譬如使對變電站樓板的邊界線進行調整，直接運用梁來取代梁板搭接部位，此種建模能夠與2018電力定額標準細則相符。相較之下后者控制了工作量，能夠依次完成工作但是對于設計人員要求較高。

　　3、基于IFC4擴張數(shù)據(jù)標準變電站數(shù)字化移交可行性

　　作為變電站數(shù)字化移交流程，變電站數(shù)字化移交過程中，需要注意以下技術要點：(1)對于IFC數(shù)據(jù)化標準框架，需要對電氣設施分類進行規(guī)范整理，并對IFC數(shù)據(jù)標準欠缺對象有效擴張。(2)基于IFC輸變電工程的設備編碼及分類，能夠滿足如今各系統(tǒng)應用的適用可靠性。(3)基于IFC的數(shù)據(jù)標準實現(xiàn)變電站數(shù)字化移交成果表達。(4)與變電站的工程項目全生命周期需求相符，能夠滿足數(shù)字化移交可行性及深度。(5)相關設施規(guī)則與需求交付。(6)輸變電工程應當在BIM建模設計、施工提供IFC數(shù)據(jù)存儲管理。(7)輸變電數(shù)字化工程移交能夠有效性評估檢驗。

　　4、結語

　　本次研究中通過提出BIM建模對IFC4最新電氣數(shù)據(jù)標準，以110kV變電站項目為例通過標高軸網(wǎng)、主體建筑、主體結構、附屬建筑物、族庫建設、統(tǒng)計工程量成功完成BIM變電站建模。與數(shù)字化移交標準相結合證實了基于IFC4數(shù)據(jù)標準的移交可行性?？偨Y提出在變電站數(shù)字化建模與電力工程計算規(guī)則，能夠有效減輕工作人員的工作力度，且開展變電站信息化工作。

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