BIM技术在水轮发电机组安装中的应用
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BIM技术在水轮发电机组安装中的应用
摘要：水轮发电机组是水电站的核心设备，而水电站水轮发电机组的安装是机组投产的一项关键工作，安装质量的好坏，直接关系到将来电站的安全经济运行。文章概述了BIM技术的主要特点，着重阐述了BIM技术在水轮发电机组安装工程中从设计、安装、运维全生命周期阶段的应用，为水轮发电机组安装工程提供一种全新的安装方式和思路。
3.1BIM技术在机组设计阶段的应用
由于BIM技术具有可视化、协调性等多种特性，可对机电设备精细化三维模型的创建、机电设备安装深化设计等的优化设计提供帮助，数据模型的可视化过程让种类繁多的数据显得更加直观，同时其数形对应关系又起到数据分类管理的作用。因此，基于BIM技术的机电设备精细化模型创建方便工程中的数据模型管理，对厘清各个安装模块之间的关系很有帮助。水轮发电机组的安装过程中，定子、转子、转轮、尾水管、主轴等大件设备的安装质量对机组运行安全性、稳定性的影响至关重要，同时安装难度也较大，采用BIM技术对设备模型进行创建，可为安装工作提供有力的指导作用。此阶段主要输出各设备、管路支架、电缆数量的空间位置分布和尺寸大小等关键数据，为项目后期的推进提供参考。在机电深化设计BIM应用中，可基于施工图设计模型创建机电设备精细化三维模型，完成相关管线综合布置以及工程量清单。机电设备安装的深化设计增大了机电产品精细化预制加工的可行性。机电产品的精细化预制加工包含产品准备过程、产品生产和成品管理等过程。此过程可根据设计相关文件和数据完善构建的数据模型，同时将各个施工阶段设计到的信息加以整合，将模型信息化，提高机组信息管理水平。
（2）协调性。协调是建筑业中的重点内容，不管是施工单位，还是业主及设计单位，都在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各个施工问题发生的原因及解决办法．然后作出变更，做出相应补救措施等来解决问题。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并提供出来。当然，BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设计布置的协调等。
（4）优化性。BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在信息。复杂程度较高时，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
（1）可视化。BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。建筑业也有设计方面的效果图。但是这种效果图不含有除构件的大小、位置和颜色以外的其他信息，缺少不同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化，由于整个过程都是可视化的，可视化的结果不仅可以用效果图展示及报表生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
（3）模拟性。模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟，也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于4D模型加造价控制），从而实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
2BIM技术及其特点
BIM（Building Information Modeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM具有以下几个特点：
3.2BIM技术在机组安装阶段的应用
关键词：BIM技术；水轮发电机组；可视化；安装
1概述
水轮发电机组由水轮机和水轮发电机联接组成的整体（简称机组）。机组是水电厂最重要的机电成套设备，也是水力发电站的核心。其选型、设计、制造、运输、安装和运行维护等均是水电站建设和管理的重要项目。其投资占水电站总投资的比重较大，如三峡水利枢纽左岸14台机组（不包括辅机）的静态中标价格接近8亿美元。其中,水轮发电机组的安装问题因其安装质量直接关系到水电厂能否正常运行而显得尤为关键。而在实际的水轮发电机组安装中，由于机组的组成零件数量和种类繁多，施工工序精细而繁琐，安装工艺相对较为复杂且对于专业技术要求较高，使得安装难度大，直接影响了安装质量和项目周期。BIM（Building Information Modeling）技术已在全球范围内得到业界的广泛认可并成功应用于建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，将其引入水轮发电机机组的安装，可进一步提升安装全过程的可视化、信息化水平，提高安装精度，缩短项目建设周期，减低施工成本。
（5）可出图性。BIM模型不仅能绘制常规的建筑设计图纸及构件加工的图纸，还能通过பைடு நூலகம்建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，并出具各专业图纸及深化图纸，使工程表达更加详细。
3BIM技术在水轮发电机组安装中的研究
BIM技术虽然已被广泛应用于工业设计（石油、化工、电力、医药等）和基础设施(道路、桥梁、市政等)领域，但是在水利工程领域还属于起步阶段，特别是在水轮发电机组安装中还较少应用[1-4]。本文将从BIM技术在机组设计、安装和运维全生命周期阶段的应用进行论述。
摘要：水轮发电机组是水电站的核心设备，而水电站水轮发电机组的安装是机组投产的一项关键工作，安装质量的好坏，直接关系到将来电站的安全经济运行。文章概述了BIM技术的主要特点，着重阐述了BIM技术在水轮发电机组安装工程中从设计、安装、运维全生命周期阶段的应用，为水轮发电机组安装工程提供一种全新的安装方式和思路。
3.1BIM技术在机组设计阶段的应用
由于BIM技术具有可视化、协调性等多种特性，可对机电设备精细化三维模型的创建、机电设备安装深化设计等的优化设计提供帮助，数据模型的可视化过程让种类繁多的数据显得更加直观，同时其数形对应关系又起到数据分类管理的作用。因此，基于BIM技术的机电设备精细化模型创建方便工程中的数据模型管理，对厘清各个安装模块之间的关系很有帮助。水轮发电机组的安装过程中，定子、转子、转轮、尾水管、主轴等大件设备的安装质量对机组运行安全性、稳定性的影响至关重要，同时安装难度也较大，采用BIM技术对设备模型进行创建，可为安装工作提供有力的指导作用。此阶段主要输出各设备、管路支架、电缆数量的空间位置分布和尺寸大小等关键数据，为项目后期的推进提供参考。在机电深化设计BIM应用中，可基于施工图设计模型创建机电设备精细化三维模型，完成相关管线综合布置以及工程量清单。机电设备安装的深化设计增大了机电产品精细化预制加工的可行性。机电产品的精细化预制加工包含产品准备过程、产品生产和成品管理等过程。此过程可根据设计相关文件和数据完善构建的数据模型，同时将各个施工阶段设计到的信息加以整合，将模型信息化，提高机组信息管理水平。
（2）协调性。协调是建筑业中的重点内容，不管是施工单位，还是业主及设计单位，都在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题，就要将各有关人士组织起来开协调会，找各个施工问题发生的原因及解决办法．然后作出变更，做出相应补救措施等来解决问题。BIM的协调性服务就可以帮助处理这种问题，也就是说BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并提供出来。当然，BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题，它还可以解决例如电梯井布置与其他设计布置及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设计布置的协调等。
（4）优化性。BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，还提供了建筑物变化以后的实际存在信息。复杂程度较高时，参与人员本身的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助。现代建筑物的复杂程度大多超过参与人员本身的能力极限，BIM及与其配套的各种优化工具提供了对复杂项目进行优化的可能。
（1）可视化。BIM提供了可视化的思路，让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前。建筑业也有设计方面的效果图。但是这种效果图不含有除构件的大小、位置和颜色以外的其他信息，缺少不同构件之间的互动性和反馈性。而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视化，由于整个过程都是可视化的，可视化的结果不仅可以用效果图展示及报表生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
（3）模拟性。模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段，BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验。例如：节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等；在招投标和施工阶段可以进行4D模拟，也就是根据施工的组织设计模拟实际施工，从而确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟（基于4D模型加造价控制），从而实现成本控制；后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
2BIM技术及其特点
BIM（Building Information Modeling）技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM具有以下几个特点：
3.2BIM技术在机组安装阶段的应用
关键词：BIM技术；水轮发电机组；可视化；安装
1概述
水轮发电机组由水轮机和水轮发电机联接组成的整体（简称机组）。机组是水电厂最重要的机电成套设备，也是水力发电站的核心。其选型、设计、制造、运输、安装和运行维护等均是水电站建设和管理的重要项目。其投资占水电站总投资的比重较大，如三峡水利枢纽左岸14台机组（不包括辅机）的静态中标价格接近8亿美元。其中,水轮发电机组的安装问题因其安装质量直接关系到水电厂能否正常运行而显得尤为关键。而在实际的水轮发电机组安装中，由于机组的组成零件数量和种类繁多，施工工序精细而繁琐，安装工艺相对较为复杂且对于专业技术要求较高，使得安装难度大，直接影响了安装质量和项目周期。BIM（Building Information Modeling）技术已在全球范围内得到业界的广泛认可并成功应用于建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，将其引入水轮发电机机组的安装，可进一步提升安装全过程的可视化、信息化水平，提高安装精度，缩短项目建设周期，减低施工成本。
（5）可出图性。BIM模型不仅能绘制常规的建筑设计图纸及构件加工的图纸，还能通过பைடு நூலகம்建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化，并出具各专业图纸及深化图纸，使工程表达更加详细。
3BIM技术在水轮发电机组安装中的研究
BIM技术虽然已被广泛应用于工业设计（石油、化工、电力、医药等）和基础设施(道路、桥梁、市政等)领域，但是在水利工程领域还属于起步阶段，特别是在水轮发电机组安装中还较少应用[1-4]。本文将从BIM技术在机组设计、安装和运维全生命周期阶段的应用进行论述。