浅谈 BIM技术在风电场全生命周期建设中的应用

岳为民

中国电力工程顾问集团新能源有限公司，北京 100120

摘要：BIM技术是一种应用于工程规划设计、施工、运维管理的数字化方法，通过BIM技术可以将工程项目以三维数字化模型进行呈现，具有建造虚拟化、成本透明化、质量可追溯、管理精细化等特点，这正是当前风电场全生命周期建设所急需的一种技术应用。

关键词：BIM技术；三维模型；全生命周期；风电场

一、BIM技术的概念

BIM (Building Information Modeling)，简称建筑信息模型。BIM技术是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。BIM也是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，同时又是一种应用于设计、建筑、管理的数字化方法。这种方法支持项目的集成管理环境，可以使项目在全生命建设周期中显著提高效率和大量减少风险。

本文以某200MW风电项目为例，从风电场的规划设计阶段、施工阶段、运维阶段等角度，论述BIM技术在风电场全生命周期建设中的作用。通过对BIM设计模式与传统设计模式进行对比，总结了采用BIM设计模式的优势。BIM技术在风电场全生命周期中的应用，是对风电场建设集成化管理的具体体现。通过提供并移交高品质的数字化设计成品，保证了风电场生产运行和维护的精细和高效。同时提出了BIM技术在风电场应用中的问题和推广建议，为推动BIM技术在风电场全生命周期的广泛应用提供参考。

二、BIM 技术在风电场全生命周期中的应用

2.1前期规划阶段

在风电项目的前期规划阶段，BIM应用的技术主要在于三维模型的建立，通过与GIS技术的相结合，将风电场建造后的整体效果更加直观的呈现到大家面前，使得业主可以对风电场的整体功能性进行更加精确的判断，在预防风险的决策上更加高效，能够实现对规划方案的提前预演功能。

2.2 中期设计阶段

（1）风机基础设计

风机基础设计主要应用Revit的插件Dynamo，Dynamo是Revit软件的可视化编程工具，它最大的优点是设计人员可以不用编写或只需编写很少的程序代码，就能完成风机基础的设计。风机基础三维设计，是将包含基础计算信息的表格直接通过参数化设计工具导入软件中，可以快速生成三维钢筋及基础形状，实现基础的快速三维建模，精确提取风机工程量，

实现协同设计和工程量、图纸一键输出等。实现基于建筑信息模型进行方案可视化、三维交底等功能，大大降低了基础设计过程中的人力和时间成本，提高了风电建设的工作效率和施工预算精度，降低了返工率。

（2）输电线路设计

本项目规划1回22kV送出线路，初步设计阶段，设计人员引用BIM技术，实现对输电线路铁塔、金具、绝缘子串、电缆沟等构件进行三维建模；实现对铁塔重量、基础混凝土量、导地线材料量、金具数量等材料量清单自动统计等。同时对输电线路三维设计进行了技术交底，在提高设计效率的同时也减少了人为设计误差。

（3）升压站设计

风场内新建1座220kV升压站，通过专业人员对各类电气设备和其它构筑物进行三维建模，在专业人员的设计协同配合下，以搭积木的方式迅速地搭建了全站的三维模型，并且在三维模型的直观视角下，进行了设计优化和改进。基本实现了可视化设计，达到了所见即所得的目的。同时，通过三维模型还生成了初设阶段所需的图纸和工程量，大大缩短了设计周期和避免了人工统计误差。

2.3项目施工阶段

1、施工策划

利用BIM软件，可通过将基于建筑、结构、暖通、水工、电气等各专业内容的BIM模型进行整合来进行场平布置。不仅能清晰表现出施工现场各构件之间的关系，而且通过施工模拟可排除施工过程中的碰撞冲突，降低由于施工协调引起的工期延误和成本增加，提高了施工生产效率，合理有效的安排施工工期 。

2、施工组织

施工方根据设计方提供的BIM模型，可以针对主要的建筑构件选择施工设备并确定施工方法，建立包括建筑构件、施工现场、施工机械、临时设施等在内的施工组织BIM模型。通过模拟施工过程、材料倒运堆放场地的布置、车辆进出现场线路等，直观、便利地协助施工方制定可行的施工组织方案，预先准确地评估临时设施的安全性。

3、施工模拟

相较于传统平面图纸，借助BIM技术将BIM模型和施工方案集成进行施工模拟，可以使风电场的施工过程变得智能化和可视化。通过在虚拟环境中对施工的重点或难点进行可建性模拟，可以及时发现现场布置中的不足和可能存在的风险，及时对施工方案和模型进行调整和优化。使原本在施工现场才能发现的问题尽早解决，以达到降低成本、缩短工期的目的。

4、进度管理

风电场的施工进度是一个高度动态的过程，贯穿于项目前期的投标、中期执行、后期移交全过程。BIM5D虚拟建造技术的出现，为解决施工进度动态化管理提供了一个良好的技术支撑和应用平台。通过将BIM设计模型与人力、材料、机械、成本等施工资源以及场地布置信息集成一体，将施工进度信息加载到BIM模型中进度协助管理，可以在三维场景中直观显示计划进度下的模型和实际进度下的项目实体。通过分析实际进度和计划进度的差异，并进行各项进度偏差指标的计算，掌握工程现有进度和计划进度的差别，提供进度的动态控制做参考，以满足整体项目的进度管理要求。

5、三维技术交底

在现场施工前，技术交底是必备环节，是施工有序进行的关键环节。传统交底方式依赖于设计图纸及施工方案的认为解读，比较考验施工技术人员的专业素养，容易出现理解上的偏差，影响后续施工质量。但借助于BIM技术，可以实现三维技术交底，能够将施工技术要求以直观的形式向施工人员展示，在施工协调上有较大优势，可直观了解孔洞预留与管线布置问题，而且还能够预估材料用量，对现场管理有指导价值。

6、成本管理

成本管理是风电场建设施工管理的关键环节，需要采用灵活、高效的成本分类统计和汇总手段。通过采用BIM建模生成建筑模型，模型内包含了所有构件信息，包括名称、尺寸、数量、造价等。通过接口软件将BIM三维模型与造价计算软件实现数据共享，可以把材料的数量直接用于成本统计，精确输出材料清单和工程量清单。

2.4、运维管理阶段应用

在风电场BIM智慧运维模型中，所有建筑构件或电气设备都集成了与之有关的设计信息、采购信息、质保信息、施工安装信息，并通过三维模型直接关联所有的图纸和资料。在检修安排、备件更换、故障处理时，可以在三维模型中方便地找到需要检修的设备位置，并从其模型关联中找到技术图纸、购置信息、质保信息、检修信息等，修理更换后再将信息添加到模型关联记录中，也给检修计划的制定带来便利。通过BIM智慧运维管理平台将BIM数据信息进行记录，制定有效的维护计划，可以减少设备故障概率，降低运行维护成本。

三、总结

BIM 技术作为一种创新性的计算机辅助设计工具，在工程建设上得到直接的应用，提高了综合效益。将其应用到风电建设工程中，提高了工程全流程管理的平台集成化、信息化水平，在控制项目成本、缩短施工工期、提高工程质量中起到重要的作用，为降低风电项目度电成本奠定了良好基础。随着时间的推移，新技术水平的提高，智慧风电场的功能也会不断的增加和丰富，我们将继续探索BIM技术在风电行业中的应用，为新能源建设发展提供更多的帮助。

参考文献:

[1]刘占省.王泽强.张桐睿.BIM 技术全生命周期一体化应用研究[J].2013

[2]陈宇.BIM在建筑生命周期中的应用[J]中国建筑工业出版社.2012

[3]赵望.张超.徐万松.BIM 技术在建筑工程施工中的应用研究[J].中国房地产业,2016.09.