BIM技术在风力发电工程项目建设全周期中的应用.pdf

20234创新企业增刊89随着社会经济发展，社会各界开始重视新能源的开发，风力发电作为自然界中的重要能量储备，如今已成为一种新型可再生能源被开发和利用，不但有利于生态环境保护，同时也符合我国当前的可持续性发展战略。在当前的风力发电工程建设中，信息化模型的建设已经成为一种必然趋势。作为计算机辅助工具，BIM技术被应用到工程建设中可显著提升工程项目的综合效益。在风力发电工程项目建设中，通过BIM技术的应用，可进一步推动风力发电工程的信息化发展1。BIM技术的概述在工程建设领域，三维图形技术已经被应用在工程项目规划、设计、施工与运维过程中，产品的三维图形化表达、处理与展示对项目的成功实施、效率提升发挥着非常关键的作用。在工程建设领域，三维图形技术的一个重要应用体现在BIM技术应用上。相比于传统的二维CAD设计，BIM技术以建筑物的三维图形为载体，进一步集成各种建筑信息参数，形成了数字化、参数化的建筑信息模型，然后围绕数字模型实现施工模拟、碰撞检测、5D虚拟施工等应用。借助BIM技术，能在计算机内实现设计、施工和运维数字化的虚拟建造过程，并形成优化的方案指导实际的建造作业，极大地提高了设计质量、降低了施工变更、提升了工程可实施性。目前，BIM技术已经被广泛应用在施工现场管理中。在施工方案制定环节，利用BIM技术可以进行施工模拟，分析施工组级、施工方案的合理性和可行性，排除可能的问题，如管线碳播问题、施工方案（深基坑、脚手架）模拟等应用，对于结构复杂和施工难度高的项目尤为重要。在施工过程中，将成本、进度等信息要素与模型集成，形成完整的5D施工模型，帮助管理人员实现施工全过程的动态实物量管理、动态造价管理、计划与实施的动态对比等，实现施工过程的成本、进度和质量的数字化管控。目前，BIM技术的应用逐渐呈现出与物联网、智能化设备、移动等技术集成应用的趋BIM技术在风力发电工程项目建设全周期中的应用 中国电力建设工程咨询有限公司 霍勇 熊伟 郭相势，发挥着更大的作用。在竣工交付环节，所有图纸、设备清单、设备采购信息、施工期间的文档都可以基于BIM模型统一管理，可视化的施工资料和文档管理为今后建筑物的运维管理提供了数据支撑。近年来，我国的风力发电事业发展迅速，有着很大的装机量，这在一定程度上也加剧了市场竞争，各方都加大控制风力发电工程建设成本，尽可能地减少开发费用，重视BIM技术在其中的应用，为风力发电工程建设周期缩短、建设成本控制提供了重要的技术支持。BIM技术在风力发电工程项目建设全周期的应用某风力发电工程项目位于高地坡，所处的环境较为复杂，附近有国家自然保护区和采矿采石区，同时在冬季存在着覆冰现象，属于山地风力发电厂。该风力发电工程项目的装机量为100MW，属于自营自建项目，投资较大，为了满足项目建设全周期的成本控制要求，分别在项目的设计、施工、运维等环节应用了BIM技术。下面，对BIM技术在风力发电工程项目建设全周期的应用进行详细分析2。风力发电工程项目设计阶段对BIM技术的应用通过将BIM技术和地理信息系统结合在一起来进行应用，能够显著地提升区域工程的管控能力；利用地理信息技术所具备的宏观尺度功能，来将对BIM技术的应用从传图1 风电场变电站三维模型90数智瞭望20234统的建筑扩展到地形，例如风力发电地形的模型创建；通过下载风力发电项目高程数据，利用相关的软件来换算成为地理坐标，从而生成为等高线，再将等高线导入相关软件来最终生成三维地形，实现初始地形模型的构建。风电场变电站三维模型如图1所示。通过将BIM技术和3D扫描技术的应用，来实现对3D坐标数据的有效获取，为3D模型的建立提供数据支持。3D扫描技术一般是通过无人机来进行搭载扫描，利用BIM技术来构建精确地形模型。通过将BIM技术和CFD技术的结合应用，来对风力发电项目的风资源图进行模拟计算，优化微观选址，从而调整风机的台数，缩小风力发电场区的占地面积，节约成本的同时也减少了工程量，提升了整体的施工进度3。风力发电工程项目施工阶段对BIM技术的应用传统模式下的风力发电工程项目建设施工场地布置策划是由编制人员依据现场情况及自己的施工经验指导现场的实际布置，一般在施工前很难分辨其布置方案的优劣，更不能在早期发现布置方案中可能存在的问题。施工现场活动本身是一个动态变化的过程，施工现场对材料、设备、机具等的需求也是随着项目施工的不断推进而变化的，布置不合理的施工场地甚至会产生施工安全问题。所以，随着工程项目的大型化、复杂化，传统的、静态的、二维的施工场地布置方法已经难以满足实际需要4。基于BIM模型及理念，运用BIM工具对传统施工场地布置策划中难以量化的潜在空间冲突进行量化分析，将现场的施工情况、周边环境和各种施工机械等运用三维仿真技术形象地表现出来，并通过虚拟模拟进行合理性、安全性、经济型评估，实现施工现场场地布置的合理、合规。同时，结合动态模拟从源头减少安全隐患，可方便后续施工管理、降低成本、提高项目效益。风力发电工程项目运维阶段对BIM技术的应用在风力发电工程项目中，应用BIM技术能够实现全周期的运行维护，结合项目特点来将所有的专业技术人员整合到同一个平台，加强他们相互之间的沟通交流，从而实现项目中的良好协作。可以说，在风力发电项目运维阶段通过应用BIM技术，不但能够推动运维工作的智能化发展，也能够促进风力发电工程项目的可持续性发展。例如，通过BIM技术和3D扫描技术的结合应用，针对特定的目标进行扫描，包括已经投入运行的机舱、升压站和风机叶片等，从而获得点云数据，对模型的建立进行完善。通过BIM技术和虚拟现实技术的结合应用来构建虚拟场景，实现交互场景漫游，提升运维工作人员的培训效果和工作效率5。BIM智慧运维管理平台架构图如图2所示。结语将BIM技术应用在风电工程中，将大大提高工程项目的集成化、信息化水平，在控制项目成本、缩短施工工期、提高工程质量的同时，将为工程项目带来了更安全、更低碳的管理手段，为新能源的发展提供更大的帮助，但BIM技术的应用才刚刚起步，需要在一定的时间内不断地完善，才能更好地服务于工程项目。参考文献1张晓星,赵云鹤.浅谈BIM技术在风力发电工程中的应用J.价值工程,2016,35(15):29-30.2孙振武.应用BIM技术的风力发电工程建设研究J.科技创新导报,2018,15(26):18-19.3郭骞,周冰时.BIM技术在风力发电工程中的应用J.建筑工程技术与设计,2021(11):196.4龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司.一种基于BIM的风力发电机组安装方法:CN202110994614.6P.2021-11-02.5肖剑,胥勇,丛欧,等.BIM技术在装配式风电混合塔架项目中的应用J.混凝土世界,2017(7):66-69.BIM智慧运维管理平台空间管理对各类用房进行调配管理维护管理对设施设备进行日常巡查、应急性维修和计划性维护应急处置管理对突发情况和事故等 进行处置环境管理对保洁、绿化等 进行管理其他管理对车辆、餐饮等进行管理资产管理对各类资产进行全生命周期管理能源管理对水电气热进行管理安防管理对安防系统、危险点等进行管理内部管理对档案、人员、材料、业绩进行管理图2 BIM智慧运维管理平台架构图