Ứng dụng mô hình thông tin BIM trong dự án Trạm biến áp và đường dây Truyền tải điện ( phần đầu )

Võ Ngọc Hoàn, Nguyễn Chí Hiếu, Lê Văn Dũng, Nguyễn Văn Nguyên

Công ty Tư vấn điện miền Nam- Chi nhánh TCT Điện lực miền Nam

TÓM TẮT

Mô hình thông tin công trình (BIM) là một tiến trình liên quan tới việc tạo lập và quản lý những đặc trưng kỹ thuật số trong các khâu Thiết kế - Thi công – Vận hành của các công trình. BIM đang là xu thế chuyển đổi số cho lĩnh vực đầu tư xây dựng, Tổng công ty Điện lực miền Nam đã áp dụng thí điểm vào dự án “Trạm 110kV Hiệp Thành và đường dây đấu nối trạm 110kV Hiệp Thành”. Đơn vị thực hiện là Công ty Tư vấn Điện miền Nam đã hoàn thành mô hình BIM ở giai đoạn thiết kế và đạt được những yêu cầu đề ra. Để có cơ sở lập phương án, lựa chọn vị trí Trạm – Tuyến đường dây, Công ty đã áp dụng công nghệ khảo sát bay UAV để có mô hình hiện trạng trực quan và rõ ràng. Nhằm áp dụng BIM đạt hiệu quả cao, qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu các phần mềm khác nhau, Công ty đã lựa chọn giải pháp đến từ hãng Autodesk vì sự đồng bộ, thông dụng và đáp ứng được mục tiêu đề ra. Bước đầu, tiến hành xây dựng các quy định thực hiện BIM tuân thủ theo các văn bản/quyết định của Bộ xây dựng và tiêu chuẩn ISO 19650. Tiếp theo, thiết lập môi trường dữ liệu dùng chung (CDE) trên nền tảng BIM Collaborate Pro (ACC), đảm bảo việc lưu trữ trung tâm và truy cập để thu thập – quản lý – cộng tác – chia sẻ giữa các thành viên tham gia từ Tư vấn – Ban Quản lý dự án – Chủ đầu tư. Sau khi chuẩn bị các thư viện, Công ty đã tiến hành mô hình hóa 3D đầy đủ thành phần xây dựng cũng như bố trí các thiết bị điện đảm bảo đúng yêu cầu thiết kế cho phần Trạm và Đường dây đấu nối. Mô hình được xây dựng và phối hợp giữa các phần mềm như: Autodesk Revit, Civil 3D, Advance Steel, Infrawork, Naviswork, Autodesk Inventor … Khi thực hiện mô hình cho Đường dây đấu nối, Công ty đã nỗ lực nghiên cứu việc mô hình trụ thép, bố trí móng trụ trên tuyến để tránh các công trình hiện hữu nhờ vào kết quả khảo sát bay UAV, và đặc biệt là công tác căng dây ngay trên mô hình 3D đảm bảo độ võng căng dây đã thực sự mang lại hiệu quả thiết kế trực quan và chuẩn xác hơn. Đây chính là thành quả lớn nhất mà Công ty đã nghiên cứu áp dụng – mô hình thông tin BIM cho công trình tuyến đường dây truyền tải.

Với kết quả đạt được từ dự án thí điểm trên, sẽ có cơ sở để tiến hành áp dụng BIM cho công trình truyền tải điện trong tương lai.

Từ khóa: BIM; Trạm 110kV Hiệp Thành.

Chữ viết tắt:

BIM: Building Information Modelling;

BEP: BIM Execution Plan;

LOD: Level of Development;

CDE: Common Data Environment.

GIỚI THIỆU

Hiện nay, việc ứng dụng công nghệ thông tin đối với các đơn vị tham gia vào hoạt động xây dựng công trình truyền tải điện là rất phổ biến, tuy nhiên còn đơn lẻ, chưa có tính liên thông giữa các đơn vị, trong quá trình lập kế hoạch – thiết kế – quản lý, điều hành thi công – nghiệm thu hoàn thành, khai thác vận hành công trình.

Và thực tế việc kiểm soát hồ sơ, lưu trữ các thông tin công trình còn nặng tính thủ công, thiên về giấy tờ lưu kho làm hạn chế khả năng tra cứu thông tin, chia sẻ thông tin… cũng như dễ thất lạc do tác động vật lý và trải qua thời gian dài lưu trữ.

Mặc dù hiện nay cũng đã thực hiện thiết kế 3D cho trạm biến áp, chủ yếu là thiết kế không gian 3 chiều, phối cảnh, minh họa… Tuy nhiên, thiết kế thường thiếu cập nhật mô hình thiết bị thực tế vì liên quan đến thiết kế của nhà sản xuất. Các hồ sơ thiết kế giao nộp, hồ sơ trình thẩm định, thẩm tra đều đang thực hiện theo phương pháp truyền thống (giấy), còn sản phẩm thiết kế 3D chỉ có đơn vị Tư vấn lập dự án có phần mềm quản lý được.

Để khắc phục những vấn đề nêu trên, một số đơn vị chủ đầu tư- tư vấn- nhà thầu trong và ngoài nước đã ứng dụng thành công mô hình thông tin xây dựng BIM (Building Information Modeling – gọi tắt ứng dụng mô hình BIM) vào công tác quản lý công trình xây dựng từ lúc lập kế hoạch cho đến khi hoàn thành, khai thác vận hành công trình (toàn bộ vòng đời dự án), mang lại hiệu quả to lớn.

Hiện nay trên thế giới có nhiều định nghĩa khác nhau về BIM. Một cách chung nhất có thể hiểu BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình thông tin kỹ thuật số cho các công tác từ thiết kế, thi công đến quản lý vận hành công trình. BIM cho phép thông tin và dữ liệu được sản xuất dưới dạng số hóa, tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình trao đổi, hợp tác giữa các bên tham gia.

Việc áp dụng mô hình BIM cho các công trình truyền tải điện là bước chuyển đổi số rất lớn mà chúng ta có thể chung tay thực hiện được. BIM là mô hình kỹ thuật số tổng hợp toàn diện các thông tin công trình được số hóa và trình bày qua hình ảnh 03 chiều đa luồng dữ liệu, cung cấp cho người dùng cách nhìn trực quan và cho khả năng tư duy gần với suy nghĩ tự nhiên của con người. BIM cho các bên tham gia dự án có thể xem xét và đánh giá hiệu quả của nó trước khi thực hiện, bên cạnh đó BIM giúp kiểm soát được các xung đột, tăng độ chính xác của bản vẽ thiết kế, giải quyết được các vấn đề liên quan ngay ở giai đoạn bắt đầu của dự án, đạt được kết quả tiết kiệm đáng kể về mặt thời gian, chi phí và năng lượng.

Với những ưu điểm và lợi thế mang lại cho các bên tham gia dự án, đặc biệt là Chủ đầu tư, có thể nói BIM ngày càng trở thành xu hướng tất yếu của ngành xây dựng để tối ưu hóa việc thiết kế, thi công và quản lý công trình.

NỘI DUNG – VAI TRÒ ỨNG DỤNG BIM TRONG CÁC DỰ ÁN NGÀNH ĐIỆN
1. Nội dung áp dụng BIM:

Xây dựng mô hình thông tin BIM cho toàn dự án bao gồm phần trạm và đường dây truyền tải, cụ thể là tất cả phần cơ sở hạ tầng, phần xây dựng trạm, đường dây và kể cả phần điện, thiết bị điện…v.v.

1. Vai trò khi Áp dụng mô hình BIM

1. Lợi ích khi Áp dụng mô hình BIM

Giúp chủ đầu tư kiểm soát và tối ưu chất lượng công trình trong từng giai đoạn phát triển dự án và có thể tận dụng cùng một mô hình ở tất cả các giai đoạn trong quá trình sử dụng công trình. Cụ thể:

GIẢI PHÁP TRIỂN KHAI BIM
1. Các phần mềm ứng dụng BIM:

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều phần mềm thiết kế 3D, có kết nối ứng dụng BIM, nhưng có thể phân chia ra hai hướng chính như sau:

Các phần mềm hỗ trợ 3D phục vụ công tác thiết kế điện trạm: hiện nay có thể nêu hai phần mềm chuyên dụng trong thiết kế nhất thứ là Bentley và Primtech (có bộ thư viện thiết bị của các nhà cấp hàng khá đầy đủ), có các môdul chuyên ngành cho công tác thiết kế nhất thứ như kiểm tra khoảng cách pha-pha, pha-đất, phạm vi bảo vệ chống sét, lực điện động giữa các dây dẫn, thanh cái …
Phần mềm hỗ trợ 3D phục vụ công tác thiết kế điện Đường dây: hiện nay có thể sử dụng phần mềm chuyên dụng trong thiết kế là PLS-CAD, Civil 3D...
Các phần mềm hỗ trợ 3D thiên về phần xây dựng: hiện nay hiệp hội xây dựng đang sử dụng nhiều phần mềm Revit, Civil, Advance Steel trong thiết kế. Nó cho phép thiết kế chi tiết trong công tác thiết kế kết cấu xây dựng công trình.
Và môi trường dữ liệu dùng chung (CDE: Common Data Environment).

Các phần mềm hiện nay để ứng dụng BIM là rất nhiều và cung cấp cho người dùng nhiều giải pháp hữu ích, tuy nhiên song song đó chính là chi phí bản quyền rất lớn, khó đáp ứng yêu cầu của Chủ đầu tư, các đơn vị tham gia dự án. Điều này, thôi thúc chúng tôi nghiên cứu và đưa ra các giải pháp nhằm chiết giảm chi phí tối đa (có thể giảm đi từ 3-4 lần phần thuê bao phần mềm) mà khi ứng dụng BIM vẫn mang lại hiệu quả tương đương, đó là:

Phần mềm hỗ trợ 3D phục vụ công tác thiết kế điện trạm: Revit, Civil 3D, Inventor...v.v.
Phần mền hỗ trỡ 3D phục vụ công tác thiết kế điện đường dây: Revit, Civil 3D, Inventor, InfraWorks...v.v.
Phần mền hỗ trỡ 3D phục vụ công tác thiết kế Xây dựng: Revit, Civil 3D, Advance Steel, ...v.v.
Môi trường dữ liệu chung (CDE): Autodesk Construction Cloud (ACC).

Hình 1: Phối hợp các phần mềm trên BIM

Hình 2: Quá trình trao đổi thông tin trên CDE

( Còn tiếp )