浅析BIM技术在水泥行业电气工程中的应用

浅析BIM技术在水泥行业电气工程中的应用

滕震,尹小敏

南京凯盛国际工程有限公司，江苏省 南京市 210000

摘要：建筑信息模型（BIM）技术是3D软件的重要组成部分，是以模型的形式来存储建筑项目中信息的一种革新技术。BIM技术具备的可视化全厂漫游功能、模拟设计、装备细观和拆装功能、防碰撞检测功能、工程资料查阅等功能,从而广泛应用于大型水泥厂和电气工程中。本文将简述BIM技术的发展，为水泥行业电气工程中的应用提供技术参考, 使得BIM技术在水泥领域的应用得到不断发展并为行业带来先进的生产力。

关键词：BIM；水泥行业；电气工程；仿真研究；设计施工；

引言

随着时代的发展, 新工业革命将引领人类进入能源、生物、材料技术与信息技术、数字制造技术的创新融合, 也将使得产业、工业和社会发生巨大变革。在这种形势下, 我国水泥行业也肩负着不可推卸的责任, 为此行业需要以BIM技术为突破口, 通过建立参数化的虚拟仿真水泥工厂模型来对水泥工厂全寿命周期内进行数字化和信息化管理, 从而实现水泥工艺、信息和数字制造等学科交叉融合，打造中国水泥制造世界引领者的品牌形象。

水泥行业的电气设计工作目前主要是通过传统设计软件 AUTOCAD 完成，设计图纸为二维图纸，无法及时做到与其他专业的协同设计。随设计工作的变化，设备与材料的造价及物流和施工状况也会发生改变，但在二维设计中采购部门、物流部门和施工方无法实时了解相关的更新状态。在水泥行业EPC项目中应用BIM，必定会节约工程造价，缩短项目工期，提高工程服务质量。电气专业作为水泥EPC项目中不可或缺的一环，应紧跟时代步伐，将BIM应用于电气工作。

1 BIM技术在水泥行业电气方面的应用分析

1.1专业族库的开发及应用

基于BIM软件系统的电气族库开发，是电气设计、采购、物流、施工、维护的基础。

针对水泥工厂，我们通过建立一个三维专业族库, 可以极大节省设计时间, 这样在设计过程中，可通过调用族库中的模型, 结合改变族的参数即可直接在空间放置水泥厂需要的模型, 完成某一构件的设计。我们以Autodesk Revit软件为例,在建模过程中，它不仅仅是在 Revit 中将 2D 的电气设备绘制为3D，而是对于每个设备，我们均可以为其添加各个参数，方便项目各方在设计及运维过程中了解设备的各项信息。

举例来说，变压器是水泥厂中常见的电气设备，我们可以赋予模型具体参数，诸如电压等级、短路阻抗百分比、联接组别、重量、容量等。在模型中，根据不同规格、不同尺寸的变压器，我们可以通过调节参数，对基本图形进行拉伸、旋转、融合等操作，并完成尺寸设计、标高定位和设备安放等修改。在族的单元基本形态确定之后，还可以通过在族编辑器中通过编写公式以及条件语句的方式, 对其设定一系列的参数来实现对族的数字化控制和定义。更为直观地看到该设备的全貌变化过程。同时，将变压器各项电气参数填写在对应的信息栏，在点击该设备或输入该设备项目编码时，可随时调用其各项电气参数。

        图1 Revit中的变压器模型           图2 Revit中变压器的电气参数界面

图1为Revit中的变压器模型。图2为Revit 中变压器的电气参数界面，该参数会随着族库的完善而不断完善。

1.2与其他各专业配合，材料统计

水泥工程设计流程通常以工艺为主专业，工艺专业提出流程及布置方案后，土建专业为各设备布置提供架构，电气专业为各设备提供电源，并监控工艺流程的运行情况。基于BIM的设计，电气可与其他专业协同设计，将族库内各电气设备按照设计者的思路放置在三维设计环境中，并直接绘制电气配电设备至用电设备的路径。

在电气设计的同时，进行设备与材料的统计，该统计比人工统计更为准确，并且在更新设计的同时，可以做到设备与材料的同步更新，当其他专业或者设备的资料出现变更时，BIM 系统可以实时反馈对电气设计的影响，提醒设计者进行更新。比如当结构基础发生改变时，是否会与原电气管线的设计发生碰撞。在传统二维设计中常会出现一种情况，在设计过程中，时常会出现设备资料变更，但在电气设计中却没有随之更改；或者施工图已经提交，但是设备资料出现更新的情况，采用BIM系统可以协同设计管理进度与设备资料，则能避免现场施工与设计不符的情况发生。

1.3用于工程造价控制

在施工中采用BIM模型, 还可以基于平台精确高效地计算材料用量、用工量等, 方便开展工程预算。在BIM平台中集成土建、机电、结构等多专业的模型, 将其进度、清单、模型相关联, 形成资金曲线和资源曲线, 同时对物料进行实时动态追踪, 将项目实际清单BI平台预算清单进行比较分析, 可大大提高管理人员的工作效率和成本控制能力

举电缆为例，电气设计结束后，由于在电缆的族库中添加了型号、规格与长度等参数，可以通过系统自动统计出各型号规格的电缆量，提出采购请求，之后根据采购合同，填入对应的单位价格。与此同时，可实时更新电缆的物流信息，提高施工管理效率。

2 优化BIM技术在水泥行业电气工程策略

2.1建立精准的群组分类和内容组织

BIM技术可以帮助水泥行业电气工程进行精准的群组分类与内容组织。它可以使工程师可以根据构件的结构和特征，将构件及其细节进行模型化，以群组的形式便捷地分类和检索，同时，还可以详细分析每个构件的位置、功能等参数，为竣工系统设计者提供各种指导信息。此外，BIM技术还可以提供表格分析和图表展示功能，帮助电气工程人员完成细分、综合、检查等内容组织工作，更全面地理解建设过程。

2.2建立数据智能支持系统

BIM技术对于水泥行业电气工程来说，能够实现从设计到施工落地的一体化模型，通过分析与监测工程数据，实现更加精准的管理模式，大大降低工程风险。同时，在BIM中建立数据智能支持系统，能够为水泥行业电气工程项目提供一体化的把控，建立完善的施工执行过程，保证准确的实施效果。此外，BIM技术的应用能够大大提高施工效率，提高生产绩效，减少施工组织过程的浪费，实现更加科学有效的管理。

2.3加强BIM质量检查

BIM技术为水泥行业电气工程提供了质量检查的可能性。它为设计人员提供了一个全息平台，可以在设计过程中对整个项目进行综合、精细地检查。可以利用丰富的BIM模型信息，通过进行树木分析、空间分析、表面分析以及动态仿真来进行质量检查，从而更好地实现项目质量的可视化。此外，通过BIM服务，施工企业可以为质量检查提供远程支持，并在现场或离线对模型进行检查，确保每一步都及时准确完成，大大提高了质量检查的效率。

3结束语

BIM技术在水泥行业电气工程中的应用可以说是一种突破性的创新，它在设计、施工和运营等领域都具有重要的作用。通过建立一个完整的建筑建设仿真系统，实现信息的集中管理，让各类参与者精准认知整个建设过程，确保建筑施工结构及安全性。基于BIM技术，管理者可以更有效地实施改造，降低施工成本，加快完成时间，最大程度地保障建筑物的质量和安全性。因此，可以看出BIM技术在水泥行业电气工程中所起的关键作用，它的应用不仅可以加快施工的进度，而且可以充分保证施工的质量和安全性。

参考文献：

[1]吕东升.BIM技术在水泥工厂全生命周期中的应用[J].江苏建材,2022,(02):98-99.

[2]刘昊.BIM技术在水泥工程建设中的应用[J].江苏建材,2021,(05):52-53.

[3]黄帅.基于BIM的水泥工业项目土建工程概算编制研究[J].砖瓦,2021,(05):154-155.

[4]崔兵,尹越,李顺.BIM技术在水泥厂预热器塔架建设中的应用[J].土木建筑工程信息技术,2021,(04):46-52.