核电工程中BIM 技术的应用实践

文／张念喆、赵丹峰 中国核电工程有限公司 北京 100000

叶军楚、吴巍 中国核工业第五建设有限公司 上海 201500

引言：

BIM 技术在核电工程中的应用价值显著，一是通过BIM 技术实现核电工程的全生命周期管理，包括设计、建设、运营和维护等各个阶段的数据管理和协同工作；二是利用BIM 技术进行核电工程的3D 可视化模拟，实现对建筑、构件和设备等的精细化建模和管理；三是通过BIM 技术实现核电工程的信息集成和共享，促进各个部门之间的协同工作和信息交流；四是利用BIM 技术进行核电工程的安全管理和风险评估，提高核电工程的安全性和可靠性。BIM 技术在核电工程中的应用实践为核电工程的管理和运营提供了强有力的支持和保障。下文对此进行简要阐述。

1.核电工程特点

核电工程是一种高技术含量的大型工程，具有以下特点：第一，风险性高。核电工程是一种高风险的工程，工程需要经过严格的安全审查和评估，采用最先进的安全措施和技术，确保核电站的安全运行。此外，核电工程的设计和施工过程中，还需要考虑到可能出现的各种意外情况，采取相应的措施和应急预案，以确保核电站的安全性。第二，技术含量高。核电工程是一种高技术含量的工程，需要采用最先进的技术和设备。核电工程中涉及到的技术包括核反应堆的设计、核燃料的制备、辐射防护、核废料处理等方面，需要具备高度的专业知识和技能。此外，核电工程还需要采用最新的信息技术，如BIM 技术、人工智能等，以提高工程的管理效率和质量。第三，投资周期长。核电工程是一种大型投资项目，需要投入大量的资金和资源。核电工程的建设周期长，通常需要数年时间，涉及到的投资金额也非常庞大。此外，核电工程还需要考虑到其长期运营和维护的成本，包括人员、设备、燃料、安全措施等方面的费用。因此，核电工程需要进行全面的经济评估和风险分析，以确保其投资回报和长期运营的可行性[1]。

2.BIM 技术概述

BIM 技术是一种基于计算机互联网技术的三维立体化管理系统，其应用范围广泛，包括建筑、土木工程、机电工程等领域。BIM 技术通过数字化建模，实现对工程项目全生命周期的管理，包括设计、建设、运营和维护等各个阶段的数据管理和协同工作。BIM 技术可以将建筑模型的信息进行自动化、科技化的整理和处理，为工程设计者提供准确、可靠的信息数据，从而提高设计效率和质量。随着BIM 技术的不断创新和完善，其整理核电工程模型信息的技术越发自动化、科技化。BIM 技术能够有效结合高科技手段，处理分析信息并建立相应对核电工程设计有利的信息库。这样可以为设计核电工程模型的工作人员减轻工作难度，方便他们收集想要的信息数据，并节省大量的时间精力。同时，BIM 技术的信息更为准确，有助于核电工程设计者的信息收集及处理工作。将BIM 技术广泛应用到核电工程设计工作中，可以在最大程度上保证信息的准确度，并合理利用高科技手段以减轻工作人员的工作量。这有助于引导核电工程的发展逐渐趋向于科技化、自动化，提高核电工程的现代化发展水平，促进核电工程可持续性发展，进而促进社会经济水平的提升。BIM 技术的应用，对核电工程的发展具有重要的推动作用[2]。

3.BIM 技术的特点

3.1 视觉化和匹配性

BIM 技术可以帮助设计人员将核电工程的设计内容以三维模型的形式进行呈现，从而提高了设计效果的视觉化水平。这样一来，设计人员可以更加直观地了解核电工程的立体结构，便于后续工作的高效开展。另外，随着核电工程的不断发展和建筑结构的日益复杂，核电工程设计的难度也越来越大。而BIM 技术的出现，使得设计人员能够快速地设计出复杂的核电工程结构图，从而提高了设计效率。同时，BIM 技术还能够让核电工程设计内容与设计标准进行高效匹配，从而减少设计错误和施工问题的出现。BIM 技术的视觉化和匹配性特点，为核电工程的设计和施工提供了强有力的支持和保障，促进了核电工程的发展和进步。

3.2 模拟性和改善性

BIM 技术具有模拟性和改善性特点，能够帮助设计人员进行真实的辐射模拟，从而了解核电工程结构的辐射情况，并测算出核电工程的辐射防护效果。特别是在招投标工作中，设计人员可以利用BIM 技术进行有效的设计，从而提高方案的可行性。BIM 技术的改善性特点也非常明显，能够利用数据实现方案的及时修改，从而提高核电工程设计的数据化水平。设计人员可以通过BIM 技术对设计方案进行多次修改和优化，从而逐步实现最优设计方案。这样一来，不仅可以提高核电工程设计的质量，还能够节约时间和成本，提高工作效率。BIM 技术的模拟性和改善性特点为核电工程的设计和施工提供了强有力的支持和保障，为核电工程的发展和进步提供了重要的技术支持[3]。

3.3 实用性和完整性

BIM 技术的原理是利用数据实现高效、准确的设计，从而保证设计方案的质量，让方案更具有实用性。通过BIM 技术，设计人员可以利用数据进行精确的建模和分析，从而实现高效的设计和施工。其次，BIM 技术能够对设计中使用的每个几何图形都进行细致介绍，提高了设计信息的完整性。设计人员可以通过BIM 技术对核电工程结构进行详细的模拟和分析，从而了解核电工程结构的各个方面，包括材料、尺寸、构造等等。这些信息的完整性为后续方案施工提供了有利条件，可以减少施工过程中的错误和问题，提高工作效率和质量。

4.核电工程中BIM 技术的应用要点

4.1 在成本管理中的应用

在BIM 技术的基础平台中，设计人员可以清晰理解核电工程施工的进度和平台设计，直观掌握核电工程施工内容和投资成本信息，并能够根据核电工程施工进度设计具体的项目投资需求规划。同时，BIM 技术在现实运用过程中也能够充分发挥其模型集成性、仿真性等多功能优点，对施工管理的各阶段数据信息加以采集、综合并将大数据分析成果传递至管理部门之中，为管理者在宏观层面上对项目投资实施的统筹管理提供了信息技术支撑，达到对施工管理各阶段资金成本投入的有效控制，从而达到了节省施工成本投资的目的。以BIM 技术为基础的成本系统可以自动汇总核电工程项目成本核算数据，并对其进行归纳和分类，从而形成了多维度的参数成本参数信息库，以强化对核电工程项目管理过程的成本管控。BIM 技术在核电工程的成本管理中能够提高管理效率，降低成本，为核电工程的发展和进步提供了重要的技术支持[4]。

4.2 在进度管理中的应用

首先，BIM 技术可以实现施工管理可视化效果，能够模拟核电工程动态施工，确定适合节点搭配计划。通过数字化监控和4D 进度模拟处理，可以明确施工过程中潜在的安全隐患，在施工之前进行相应的调整。其次，BIM 技术可以提高信息利用率，三维可视化模型达到核电工程信息共享的效果，减小对项目信息过载、信息流失方面的影响。这样一来，可以更好地协调和管理工程进度，确保项目的顺利进行。BIM 技术可以达到构件生产精细化的目的，明确核电工程构件尺寸并提高核电工程构件工厂精细化生产的效率。通过应用BIM 技术模拟施工进度，可以借助4D 模型检查施工进度，明确建筑信息综合模型、模拟核电工程吊装过程、搭接过程，便于合理布置核电工程场地，提高施工效率。BIM 技术的应用可以优化核电工程的进度管理，实现高效施工[5]。

4.3 在质量管理中的应用

建模前，建筑项目各参与主体可以在BIM 平台上，对项目模型设计发表看法和意见，以共同参与设计的方式，促进各方交流与合作。同时，在模型数据库中完成对设计方案图纸的会审，这种方式既可以大大节约所需成本，又能保证项目设计效率和质量。通过BIM 技术完成对三维模型的碰撞优化，并将实际生产构件和BIM 模型数据库形成对比，确保生产构件是符合要求的。例如，在某核电工程中，采用BIM 技术实现对钢筋混凝土结构的施工质量管理。通过BIM 技术的应用，可以实现对施工过程中的质量控制，包括钢筋的数量、位置、间距等方面的精准控制，避免了施工中出现的质量问题，提高了施工的质量和效率。BIM 技术可以应用于施工工序管理。在BIM 技术的作用下，可以对各个施工工序完成相应的质量管理，在保证技术质量的同时，严控流程的规范性，建立工序质量控制点，对一些重点环节做到特别关注。

4.4 在安全管理中的应用

应用BIM 技术可以大幅度提高风险控制效果，有助于现场施工安全性的提升。BIM 技术在安全管理中的应用可以体现在以下几个方面：在核电工程施工作业前期阶段，应该规划与设定细致全面的制度体系，制度体系是创设在细致精确的信息数据前提下的。通过BIM 技术的应用，可以大范围收集与整合资料信息，借助计算机展开数据信息的处理，删除重复的、陈旧的信息。这样一来，可以有效打破时间与空间方面的限制与影响，全面性多角度地展示数据信息，为安全管理提供更好的支持。BIM 技术可以强化核电工程施工单位同行之间的交互沟通，降低不必要的时间资源耗费，规避工作中产生失误情况，确保核电工程有序顺利展开，有效解决以往施工作业方式导致的缺陷问题，强化工程安全管理，规避安全事故出现。BIM 技术可以应用于安全风险评估。通过BIM 技术的应用，可以对核电工程施工中可能出现的安全风险进行评估，并制定相应的风险控制措施，从而提高施工安全性。

5.核电工程中BIM 技术的应用实践

5.1 利用BIM 技术进行深化设计

为了进一步提高核电工程的质量和效率，可以采用BIM 技术进行深化设计。通过合理利用BIM 技术，可以对核电系统的各个管线进行数字化排布和模拟，从而制定出更加合理的施工方案和管线模型。通过BIM技术的应用，可以实现对管线碰撞、净高等方面的自动检查和优化，提高管线排布的合理性和准确性。相比传统的管线深化设计方式，采用BIM 技术进行深化设计可以大大提高工作效率和准确性，为核电工程的建设和运营提供更加可靠的技术支持。传统的管线深化设计方式主要是通过对CAD 图纸的叠加和调整来实现管线排布的优化。这种方式不仅工作内容复杂，而且工作效率较低。而采用BIM 技术进行深化设计，可以实现对管线的数字化建模和模拟，通过软件系统自动化地进行碰撞、净高等方面的检查和优化，从而大大提高工作效率和准确性。通过BIM 技术的应用，可以实现对施工方案和管线模型的数字化输出，为后续工程施工活动的开展提供指导和支持[6]。

5.2 利用BIM 技术优化安装方案

在传统的核电安装工程中，BIM 技术的应用主要是通过室内计算机辅助操作来实现的，但由于计算机难以运输到施工现场，导致BIM 技术的优势难以得到充分发挥。此外，项目施工人员需要在不同图层进行提前规划，增大了现场施工的难度。在项目施工过程中，各种外界因素的干扰和突发情况的出现，也会导致人力、财力和物力的浪费。为了解决这些问题，需要采用新的BIM 技术，结合网络信息和移动设备，实现对核电安装工程的全程跟踪和优化。

随着经济社会的发展和科学技术水平的提升，BIM 技术得以和网络信息相互结合，有效弥补了传统BIM 技术的缺陷。通过移动设备对BIM 模型的读取，可以实现对BIM 数据模型的动态化全程跟踪，及时了解核电安装的实时情况。此外，移动设备中存储有专业模型，可以对现场施工中涉及到的信息进行综合对比，提高物核电设施设备安装质量和效率。通过移动设备的应用，可以实现对安装方案的优化，提高安装工程的质量和效率。

5.3 利用BIM 技术进行施工布置

首先，BIM 技术可以对施工流程进行优化。通过BIM 技术，可以将施工过程进行数字化模拟和优化，提前发现施工中可能出现的问题，从而优化施工流程。例如，在模型中对设备进行组装和安装，可以预测施工过程中可能出现的问题和瓶颈，提前解决问题，避免施工延误和质量问题。其次，BIM 技术可以实现施工现场的综合管理。通过BIM 技术，可以将施工现场的各种信息进行数字化管理，包括施工进度、施工质量、施工人员、设备和材料等。通过数字化管理，可以实现对施工现场的实时监控和管理，提高施工现场的管理效率和质量。最后，BIM 技术可以优化库存管理。在核电工程施工中，需要大量使用设备和材料，因此库存管理非常重要。通过BIM 技术，可以实现对库存的数字化管理，包括库存量、库存位置、库存状态等。通过数字化管理，可以实现对库存的实时监控和管理，避免材料浪费和库存过多的问题，提高库存管理的效率和质量。例如，在某核电工程中，采用BIM 技术实现对设备和材料的数字化管理，通过数字化管理，可以实现对设备和材料的实时监控和管理，避免浪费和库存过多的问题，提高库存管理的效率和质量。

5.4 利用BIM 技术进行碰撞检测

BIM 技术可以实现核电工程线路的数字化设计和模拟。通过BIM 技术，可以将线路的各个构件进行数字化建模，然后通过模拟软件进行数字化模拟，以检查线路中可能存在的碰撞问题。通过数字化模拟，可以预测核电工程线路在实际施工中可能出现的问题，从而提前解决问题，降低施工风险。BIM 技术可以实现线路碰撞检查的自动化。通过BIM 技术，可以将线路的各个构件进行数字化管理，然后通过碰撞检查软件进行自动化检查。通过自动化检查，可以快速、准确地检查线路中可能存在的碰撞问题，从而提高线路碰撞检查的效率和准确性。BIM 技术在核电工程线路碰撞检查中的应用可以为建筑行业带来更多的机遇和挑战。随着BIM 技术的不断发展和完善，它将成为核电工程线路碰撞检查中不可或缺的重要工具。

结语：

综上所述，在核电工程中，BIM 技术的应用已经成为了一种趋势。通过BIM 技术的应用，可以实现对核电工程的数字化建模和模拟，提高工程的管理效率和质量。同时，BIM 技术还可以实现对核电工程的全程跟踪和优化，提高工程的安全性和经济性。在实践中，BIM 技术已经被广泛应用于核电工程的各个领域，取得了显著的成果。随着BIM 技术的不断发展和应用，核电工程的建设和运营将会迎来更加广阔的发展空间。未来，BIM 技术将继续发挥重要的作用，为核电工程的建设和运营提供更加可靠的技术支持。在全球范围内的核电工程建设和运营中，BIM技术将会发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。