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基于BIM技术的预制装配式变电站的工程应用管理研究

论文编号:lw201910212216228056 所属栏目:工程管理论文 发布日期:2019年10月22日 论文作者:www.51lunwen.com

1 绪论


1.1 选题背景

我国人口基数较大,电量消耗常年居于全球前列,新数据显示,2018 年,全国电力供需总体宽松。全社会用电量达到 6.8 万亿千瓦时,全口径发电量约7.0 万亿千瓦时,均比同期用电量有约 8.5%的提升。截至 2018 年底,全国发电装机容量将近 20 亿千瓦,增幅较大。全年发电设备平均利用小时数与全年火电设备平均利用小时数与同期相比分别增加 73 小时和 143 小时。因此,为保证中国最广大人民的用电需求,我国电力行业的建设发展至关重要。

2019 年,对于电力现货市场建设方案,国家能源局要求必须合理设计、统筹协调、健全运行机制、强化运营能力、规范运营平台、完善配套机制,这一系列电力改革举措要求体现出了国家对电力市场改革的决心,也标志着我国电力系统的运营建设和配套设施正在不断完善和提升。

随着我国电力迅速发展,结构模式不断完善,为了提高我国供电质量,“十三五”期间,国家计划增建 8000 座智能变电站。就目前我国变电站建设情况来看,由于对项目把控不够,协调不足,造成了大量不必要的浪费,这种粗犷型的发展模式面临着很多问题:

(1)项目用地估计不足,造成用地浪费,土地费用增加;

(2)传统模式的变电站建设成本较高,差不多超出预算花费的两倍;

(3)项目的最终建设成本往往超出预算;

(4)由于前期组织管理不善等因素,造成工期延长或后期施工阶段工期压缩;

(5)规划设计与项目实际脱离;

(6)噪音、粉尘、生产垃圾等对周边环境造成了一定污染;

(7)受到气候时节的影响,冬季无法施工或施工困难。

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1.2  研究意义

预制装配建筑采用在工厂生产将建筑物所需的所有构件进行批量化预制生产,这与相对于传统现浇钢筋混凝土和砌体建筑建筑现场施工养护的工艺完全不同,可不受天气、温度等影响因素限制。

根据预制装配式建筑与生俱来的特性,使其天然具备“高效、节能、环保、绿色、经济、安全、周期短”等诸多优点。远远超越了传统建筑建造模式。

另一方面,通过 BIM 技术的应用,利用 BIM 技术数据收集便利,便于转换输出,具备协同工作效应,更加立体直观,可视化等优良特点,可以在项目早期就了解方案的技术经济可行性,从而做出更加明智、更加有利于可持续发展的决策,进而节约成本,缩短项目交付时间,辅助施工管理,减少设计及施工管理失误率等等。从而打造出高效、精致、安全、经济的优质工程。

对于电力工程领域的变电站项目,将 BIM 技术与预制装配式技术二者有效的结合在一起并应用于变电站项目建设发展,不仅可以有效提高变电站项目的前期规划、建筑设计、生产和施工的效率,还可为该模式下变电站工程项目更深层次的发展提供参考。而且还可以在预制装配式变电站结合 BIM 技术应用的建设中,摸索出一条较为系统,标准,完整,可进行整合推广的精细化管理流程,对后期变电站项目的质量、成本、进度管理指导意义巨大。

现如今,我国电力工程行业正在处于高速发展过程中,正在逐渐朝向更加节能、更加环保、更加规范、更加智能的方向发展。因此,在未来变电站的建设中,将预制装配式技术与 BIM 应用技术的结合,对变电站的工程项目精细化管理研究是十分有意义的。

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2 BIM 技术和预制装配式技术理论分析


2.1 BIM 的技术理论分析

2.1.1 BIM 的基本概念

BIM 这一概念自上世纪六七十年代被提出至今,已过去近五十年,其含义亦被不断的完善,截至目前,BIM 技术具有了一个较为全面的定义。

BIM(Building Information Modeling)技术,采用通俗的语言来讲,即在在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中,被计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体,利用工程设计、建造、管理的数据化工具对建筑的数据化、信息化模型整合,并进行共享和传递的过程。BIM 技术的推广应用不仅提高了生产效率,同时也节约了建设成本,缩短了建设工期。

在这里,结合相关知识文献资料和个人经验,可以理解为:(1)BIM 是一个理念,提供了一个多元化的平台,使得更多的数据可以相互转化、融合;(2)BIM 作为一种传递媒介,向不同端口分享信息,使得信息得以更加直观、清晰的表达;(3)BIM 始终贯穿项目或者设施的全生命周期,在不同阶段,提供了一种可能性,使得不同主体或者不同专业能够实现协同作业,统一调整,统一反馈,统一归集,真正可以实现随机应变。

随着未来技术的不断革新和提升进步,BIM 技术应用必将越来越受欢迎,对传统意义的项目模式产生一定的冲击,促使未来行业不断向前发展。

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2.2 预制装配式技术理论分析

2.2.1 预制装配式技术起源与特点

(1)预制装配式技术起源

在我国古代,智慧的中国人民创造出了不用一钉一铆的木结构建筑,而是采用榫卯工艺实现构件的组装搭建,国外知道十六至十七世纪才实现这种工艺拼装,由此可知,这种“预制”和“装配”的技术产生应用比国外要早好几千年。 

二战以后,在我国装配式陷入低潮的时候,欧洲国家、日本、美国、法国、丹麦等[23]国家的装配式建筑却快速发展并一度领先我国现在的装配式建造技术。

(2)预制装配式技术特点

由预制装配式技术的起源发展可知,相比于传统意义的工程项目,预制装配式技术具有“安全,经济,绿色,美观,高效”等优良特性。也正是这种优良特性使得全球各国争相推广使用预制装配式技术,从而推动了预制装配式技术的长足有效发展。

(1)安全性

安全是工程项目管理的重中之重,关系到每一个人的切身利益,因此,项目建设的安全性在工程项目管理中作为首位。在预制装配式技术应用过程中,预制装配式建筑构件均采用工厂化生产制作,有效降低了各项目现场钢筋制作加工,
混凝土浇筑,砌块砌筑等现场施工作业所带来的不安全性风险,使得现场劳动人员的安全保障得到有效提升。

对于个人而言,房屋居住的安全性是每一个人心中切实关注的核心问题。在预制装配式建筑设计阶段,依据国家相关规范规程要求,施行“强节点,强锚固”的设计原则,对预制构件连接点进行加强处理,使得预制装配式建筑安全性能显著提升。同时,对于预制钢结构装配式建筑中,相对于传统建筑,材料更轻,抗震性能更好,进一步提升房屋的安全性,可靠性。

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3  构建基于 BIM 技术的预制装配式变电站应用管理框架体系 ............................ 24

3.1  管理目标的定位................................ 24

3.2  基于 BIM 技术的预制装配式变电站工程项目管理内容 ......................... 25

3.3  基于 BIM 技术的预制装配式变电站工程项目管理框架 ......................... 26

4  基于 BIM 技术的预制装配式变电站工程应用模拟 ........................... 33

4.1  工程概况................................ 33

4.2  变电站建模软件的选择——采用 SWOT 分析法 .................... 33

4.3 基于 BIM 技术的预制装配式变电站工程各阶段应用 ............... 36

5 基于 BIM 技术的预制装配式变电站应用效益评价 ...................... 48

5.1 应用评价分析 ......................... 48

5.1.1  常用评价方法分析及比选................................ 48


5 基于 BIM 技术的预制装配式变电站应用效益评价


5.1 应用评价分析

通过基于 BIM 技术的预制装配式变电站的应用研究,我们需要采用一种较为有效的方法对其成果进行评价,一般称之为效益评价,效益评价通常以其产物应用的实际效果为基础,通过诸多实际效果及各个效果的评价指标或者评价办法来实现,效益评价通常包含经济效益、社会效益、环境效益。由此亦可知,如若进行效益评价,需要建立相应的评价体系,评价办法及相关的评价指标,采用定量分析和定性分析两种结合方式对效益评价进行深入、完整的解析。

5.1.1 常用评价方法分析及比选

目前,随着科学研究的不断深入发展,对 BIM 技术、预制装配式技术、数字技术等科学信息技术的评价方法得到进一步的开发完善,平衡记分卡、定性评价方法、定量评价方法、综合评价方法、模糊数学评价方法等[28]均是常用科学信息技术效益评价方法[29]。各方法分析如下表 5-1 所示。

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6 结论与展望


6.1 结论

随着科学技术的快速发展进步,愈来愈多的新技术、新工艺、新方法不断应用到工程项目管理中去。希望新技术、新工艺、新方法在建筑行业、制造行业等其他领域应用的同时,对传统的变电站工程,也进行推广应用。本文主要结合现如今在我国发展较为成熟的 BIM 技术和预制装配式技术二者,大胆的应用在变电站工程项目中,从