BIM 技术在变电站土建全生命周期管理中的应用探索

一、引言

在 “ 双碳” 目标和新型电力系统建设的推动下，变电站作为电力输送与分配的关键节点，其建设与管理的重要性愈发凸显。传统变电站土建管理在信息传递、协同作业、决策支持等方面存在诸多局限，难以适应现代化电力工程建设需求。BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技术整合建筑工程各项信息，通过三维数字化模型对建筑全生命周期进行可视化呈现与管理，在建筑、市政等领域已展现显著成效。将 BIM 技术引入变电站土建全生命周期管理，能够实现信息的高效集成与共享，优化各阶段管理流程，提高项目整体效益。深入研究 BIM 技术在变电站土建全生命周期管理中的应用，对推动电力工程建设技术革新、提升行业管理水平具有重要的现实意义。

二、BIM 技术概述及应用优势

2.1 BIM 技术内涵

BIM 技术是一种基于数字化三维模型的综合性管理技术，它不仅包含建筑物的几何形状、尺寸等空间信息，还集成了材料性能、设备参数、施工进度、成本预算等多维度信息。通过建立三维信息模型，各参与方能够在统一的数据平台上进行协同工作，实现信息的实时共享与交互。BIM 技术具有可视化、参数化、协同性、模拟性和优化性等特点，可贯穿项目的规划、设计、施工、运营直至拆除的全生命周期，为项目管理提供全面、准确的数据支持和决策依据。

2.2 应用优势

从项目管理效率角度看，BIM 技术打破了传统管理模式下各参与方信息孤岛的局面。在统一的 BIM 模型平台上，设计、施工、运营等不同阶段的人员可实时获取和更新信息，有效减少信息传递误差和沟通成本，提升协同作业效率。在质量控制方面，BIM 模型能够对设计方案进行可视化展示和碰撞检测，提前发现设计中存在的问题，如管线碰撞、空间冲突等，避免施工过程中的设计变更和返工，从而保证工程质量。在成本管理上，BIM 技术可基于模型自动计算工程量，结合市场价格信息生成准确的成本预算，并在施工过程中实时监控成本动态，为成本控制提供有力支持。此外，BIM 技术还能对项目进度进行 4D 模拟，直观展示施工进度计划，及时发现进度偏差并进行调整，确保项目按时交付。

三、BIM 技术在变电站土建全生命周期管理中的应用

3.1 规划设计阶段

在变电站选址与场地分析环节，利用 BIM 技术结合地理信息系统（GIS），能够对地形地貌、周边环境、交通状况等进行三维可视化分析，综合评估不同选址方案的优劣，为科学选址提供依据。在方案设计过程中，设计师可借助 BIM 软件快速创建三维模型，直观展示设计效果，方便与业主沟通交流，及时获取反馈意见，优化设计方案。同时，通过 BIM 模型的参数化设计功能，可快速生成不同设计参数下的方案，进行多方案比选，提高设计质量。在施工图设计阶段，BIM 技术可实现各专业之间的协同设计，通过碰撞检测功能自动识别管线、结构构件之间的冲突，提前解决设计矛盾，减少施工中的设计变更，确保施工图的准确性和完整性。

3.2 施工建设阶段

施工进度管理是施工阶段的关键环节。基于 BIM 技术构建的 4D 模型，将施工进度计划与三维模型相结合，能够直观地展示施工过程中各工序的时间顺序和空间位置关系，便于施工管理人员合理安排施工进度，优化资源配置。通过实时跟踪施工进度，对比实际进度与计划进度，及时发现进度偏差并采取相应措施进行调整。在施工质量管理方面，利用 BIM 模型对复杂施工工艺进行三维可视化交底，使施工人员更清晰准确地理解施工要求，减少因理解偏差导致的质量问题。同时，借助 BIM 技术对施工过程进行实时监控，对关键工序和隐蔽工程进行记录和存档，为质量验收提供可靠依据。在施工安全管理上，BIM 技术可对施工现场进行三维建模，模拟施工过程中的安全隐患，如高空作业风险区域、临时设施布置不合理等，提前制定相应的安全防护措施，降低施工安全事故发生的概率。

3.3 运营维护阶段

在变电站运营维护阶段，BIM 模型成为设备管理的重要工具。模型中集成了设备的规格参数、安装位置、维护记录等信息，运营维护人员可通过 BIM 模型快速查询设备信息，制定科学合理的维护计划，实现设备的全生命周期管理。当设备出现故障时，能够快速定位故障设备，调取相关资料，提高故障排查和维修效率。在设施改造与扩建方面，基于原有的 BIM模型，可对改造和扩建方案进行模拟分析，评估其对现有设施的影响，优化改造方案，减少改造过程中的不确定性和风险。此外，利用 BIM 技术还可对变电站的能耗进行模拟分析，通过优化设备运行参数和管理策略，实现节能降耗的目标。

四、BIM 技术应用面临的挑战与应对措施

4.1 面临的挑战

目前，BIM 技术在变电站土建管理应用中，专业软件间的数据兼容性较差，不同软件创建的模型和数据难以实现无缝对接，导致信息传递不畅。同时，缺乏统一的 BIM 应用标准和规范，各参与方在模型创建、信息录入、协同工作等方面存在差异，影响项目协同效率。人才短缺也是制约 BIM技术广泛应用的重要因素，既懂 BIM 技术又熟悉变电站土建工程的复合型人才匮乏，难以满足项目需求。此外，BIM 技术的应用需要投入大量的软硬件设备和资金，且短期内难以看到明显的经济效益，部分企业应用积极性不高。

4.2 应对措施

为解决数据兼容性问题，应加强软件研发和技术创新，推动不同软件之间的数据接口开发，实现数据的无障碍传输和共享。行业主管部门应加快制定统一的 BIM 应用标准和规范，明确各参与方在项目全生命周期中的职责和工作流程，确保 BIM 技术应用的规范化和标准化。在人才培养方面，高校和职业院校应开设相关专业课程，企业应加强内部培训和外部交流，培养一批既精通 BIM 技术又熟悉电力工程业务的复合型人才。政府和企业应加大对 BIM 技术应用的资金支持和政策扶持力度，通过补贴、奖励等方式鼓励企业积极应用 BIM 技术，并探索建立 BIM 技术应用的经济效益评估体系，让企业看到应用 BIM 技术带来的实际收益，提高企业应用的积极性和主动性。

五、结束语

BIM 技术在变电站土建全生命周期管理中的应用，为电力工程建设管理模式的创新提供了有力支撑。通过在规划设计、施工建设、运营维护等阶段的深度应用，能够显著提升项目管理效率、质量和效益，推动变电站建设向数字化、智能化方向发展。尽管目前 BIM 技术应用仍面临数据兼容性、标准规范、人才短缺和资金投入等诸多挑战，但随着技术的不断进步、标准的逐步完善、人才培养体系的健全以及政策支持力度的加大，BIM技术在变电站土建全生命周期管理中的应用前景将更加广阔。未来，应进一步深化 BIM 技术与物联网、大数据、人工智能等新技术的融合，拓展其应用领域和功能，为电力行业的高质量发展注入新的活力。

参考文献：

[1] 刘琦,李铁军,李林瑶.数字孪生技术在 110kV 变电站全生命周期过

程中的应用[J].河南建材, 2025(2):151-153.

[2] 张剑楠.BIM 技术在变电站设计及建设管理中的应用探讨[J].

2024.

[3] 陈文鹏.BIM 技术在变电站建设中的应用分析[J]. 2024.