蔡新桃 渠懷迪

【摘 要】智慧電廠是電力行業(yè)邁向工業(yè)4.0的核心內(nèi)容之一，要求發(fā)電過程的數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化，而這四”化”實(shí)現(xiàn)的前提是電廠設(shè)計(jì)過程中必須做到信息三維模型化。BIM技術(shù)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的數(shù)字化模型屬性，將會(huì)在智慧電廠項(xiàng)目中廣泛使用。熱電廠項(xiàng)目中，目前的BIM軟件主要有revit和PDMS，本文簡(jiǎn)要介紹了BIM軟件的主要特點(diǎn)及與傳統(tǒng)二維軟件比較的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合BIM三維設(shè)計(jì)軟件在北海項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，系統(tǒng)的介紹了PDMS等BIM軟件在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中使用的流程及注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】BIM;PDMS軟件;熱電廠

建筑信息模型（Building Information Modeling）是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑資訊模型一詞由Autodesk所創(chuàng)的。它是來形容那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)。根據(jù)BIM的特點(diǎn)，其主要應(yīng)用在建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，主要的軟件為revit，但是隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，很多工程設(shè)計(jì)公司比較認(rèn)同將PDMS軟件也看作BIM軟件集合中的一種。

PDMS和revit等BIM軟件，它們均以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，高度參數(shù)化，并具有準(zhǔn)確、直觀、方便靈活等特點(diǎn)，因此BIM在電力、化工等行業(yè)的工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中應(yīng)用越來越廣。本文先介紹BIM軟件的特點(diǎn)及與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)相比的優(yōu)點(diǎn)，說明在現(xiàn)有項(xiàng)目中使用BIM軟件的必要性，再通過北海項(xiàng)目具體探討B(tài)IM在熱電廠項(xiàng)目中應(yīng)用。

一、BIM特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)

首先，BIM具有直觀性，BIM是一個(gè)虛擬的三維繪圖空間，可以從不同的角度查看模型中的元件，元件位置十分精確，設(shè)計(jì)和校審人員很容易查看模型中元件的布置是否合理。第二，BIM具有數(shù)據(jù)共享性，一是不同專業(yè)的人可以共享同一個(gè)項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫(kù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中以相應(yīng)權(quán)限操作沒有被他人占用的管線及設(shè)備等可以不受影響;二是不同項(xiàng)目可以共享一個(gè)數(shù)據(jù)總庫(kù)，只要對(duì)數(shù)據(jù)總庫(kù)進(jìn)行建設(shè)和支持，我們就可以在具體的項(xiàng)目庫(kù)中很容易的添加我們需要的數(shù)據(jù)，可以一勞永逸。第三，三維碰撞檢查，BIM能自動(dòng)地在元件和各專業(yè)設(shè)計(jì)之間進(jìn)行碰撞檢查，包括管道保溫層之間，管道與設(shè)備之間，管道和建筑結(jié)構(gòu)之間的各種碰撞，并能給出碰撞報(bào)表，在整體上保證設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。第四，BIM中的主要軟件revit和PDMS具有開放的開發(fā)環(huán)境，可通過接口將BIM等與其他軟件進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換;此外BIM還方便進(jìn)行二次開發(fā)，能開發(fā)和使用很多簡(jiǎn)化工具，并且能根據(jù)行業(yè)、公司、項(xiàng)目的要求定制出圖格式和風(fēng)格，已達(dá)到項(xiàng)目的出圖要求。

二、BIM軟件在北海項(xiàng)目中的應(yīng)用

北海項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為：一期配套熱電廠建設(shè)規(guī)模為1x234t/h循環(huán)流化床鍋爐及1x60MW抽凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組。

BIM在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的步驟主要有：建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù);建立基本模型，包括建筑結(jié)構(gòu)模型、設(shè)備模型、管道模型，支吊架模型;將不同軟件的模型整合到統(tǒng)一平臺(tái);出圖，包括出單管圖、管道布置圖和支吊架圖等;出材料，包括管道材料、支吊架材料、保溫材料等各種導(dǎo)入模型的需要統(tǒng)計(jì)的材料。下文主要按以上步驟探討B(tài)IM在北海項(xiàng)目中的應(yīng)用，提出項(xiàng)目實(shí)施過程中的心得。

2.1 建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)來源主要有兩部分，一部分是按照公司BIM管理規(guī)定自建的數(shù)據(jù)庫(kù)，另外一部分是購(gòu)買的軟件自身帶有的數(shù)據(jù)庫(kù)（如路草三維軟件數(shù)據(jù)庫(kù)），搭建項(xiàng)目框架時(shí)，要根據(jù)項(xiàng)目的需要選擇合適的數(shù)據(jù)DB或簇。完善的數(shù)據(jù)庫(kù)是三維項(xiàng)目成功必備的條件，一個(gè)完整準(zhǔn)確精細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)可以給后續(xù)的建模、材料統(tǒng)計(jì)、出圖帶來非常大的便利，不僅使模型美觀，還能將整個(gè)項(xiàng)目完全真實(shí)的再現(xiàn)。所以在做三維項(xiàng)目時(shí)，一定要將數(shù)據(jù)庫(kù)的建立放在首位。

2.2 基本模型的建立

2.2.1 結(jié)構(gòu)和建筑模型

結(jié)構(gòu)三維建模有三種方式：一種是用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件將內(nèi)容轉(zhuǎn)換為特定的格式文件導(dǎo)入到revit中，第二種是將特定的文件導(dǎo)入到PDMS中，第三種是在PDMS或revit軟件中直接建模。至于使用哪種方式比較簡(jiǎn)便，不同專業(yè)的人有不同的意見。因?yàn)榛痣娬臼枪I(yè)項(xiàng)目，側(cè)重點(diǎn)是電站的系統(tǒng)和工藝，結(jié)構(gòu)要為工藝和管道布置服務(wù)，所以筆者認(rèn)為將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容通過特定格式轉(zhuǎn)化導(dǎo)入到PDMS中，再根據(jù)需要在PDMS中局部修改這種方式最合適。

建筑模型，也可以分為PDMS中建模和revit中建模。因?yàn)镻DMS中的建筑建模缺少其他公司的二次開發(fā)，且操作不便，同時(shí)隨著revit的不但發(fā)展和完善，筆者認(rèn)為三維工程項(xiàng)目中用revit軟件來建筑建模將是一種趨勢(shì)。

2.2.2 設(shè)備、管道和支吊架模型

設(shè)備建模，熱電廠項(xiàng)目中主要是使用PDMS建模，有兩種方式，一種是讓設(shè)備廠家提供設(shè)備模型，設(shè)計(jì)人員導(dǎo)入到總模型中，第二種是設(shè)計(jì)人員建模。因現(xiàn)在的設(shè)備廠家均是采用三維設(shè)計(jì)，為了節(jié)省項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期和設(shè)計(jì)精度，筆者強(qiáng)烈建議由設(shè)備廠提供模型文件，最好在項(xiàng)目的相關(guān)協(xié)議中注明。對(duì)于設(shè)計(jì)人建模的部分，要善于總結(jié)和積累，將相似的設(shè)備模型制成標(biāo)準(zhǔn)模板，在不同的項(xiàng)目中調(diào)用，這樣可以節(jié)省大量的時(shí)間。特別是那些由于設(shè)備沒有訂貨而需要開天窗的項(xiàng)目中，用相似的設(shè)備模型代替這種方法更能體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

在電站三維設(shè)計(jì)中，管道建模是最重要的，PDMS軟件就是為了管道建模而生的。管道建模牽涉的內(nèi)容最廣，建模耗費(fèi)的時(shí)間和精力最多，熱電廠的設(shè)計(jì)體現(xiàn)到三維設(shè)計(jì)中很大一部分就是管道設(shè)計(jì)。筆者認(rèn)為，要做好管道建模設(shè)計(jì)，首要條件就是必須保證數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性和準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上需要設(shè)計(jì)者多積累綜合運(yùn)用各種軟件知識(shí)。

2.3模型的集成

BIM是軟件的集合，里面的軟件種類比較多，在一個(gè)三維設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，不同專業(yè)使用不同的軟件，比如土建專業(yè)使用的revit軟件、工藝專業(yè)使用PDMS軟件，最終需要將這些軟件建立的模型整合到一種軟件中，目前使用的較多的集成軟件為Navisworks。

2.4圖形和材料的輸出

圖形的輸出主要有ISO圖和平面圖的輸出。ISO圖的輸出難點(diǎn)是圖框的定制。圖框定制的越合理，圖紙的表示的內(nèi)容就越完整，圖面越美觀。平面圖的輸出，目前主要使用的是相關(guān)軟件公司的二次開發(fā)軟件，圖面有瑕疵，但是能夠滿足項(xiàng)目施工的要求。筆者認(rèn)為，設(shè)計(jì)單位和業(yè)主需要適應(yīng)軟件出圖的風(fēng)格和圖面，需要軟件公司和大家一起做到三維模型輸出的二維圖紙不再人為修改任何地方。

BIM中材料的輸出包括建筑結(jié)構(gòu)材料、管道材料、支吊架材料、保溫材料等各種材料。特別是現(xiàn)在總包項(xiàng)目越來越成為主流，為了節(jié)約材料和時(shí)間成本，對(duì)各種材料的統(tǒng)計(jì)購(gòu)買要求十分準(zhǔn)確，而BIM能夠?qū)⒉牧习凑?比1的比例精確的呈現(xiàn)。

三、結(jié)束語

BIM由于自身直觀性、數(shù)據(jù)共享性，軟件兼容性，設(shè)計(jì)精確性等特點(diǎn)，在以后的工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用會(huì)越來越廣。本文通過對(duì)北海項(xiàng)目BIM建模過程的探討，提出了自己在使用BIM過程中的認(rèn)為需要注意的環(huán)節(jié)及重點(diǎn)，為熱電廠三維設(shè)計(jì)提供參考。

【參考文獻(xiàn)】

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