Xu thế thiết kế các công trình điện trong tương lai

Bản vẽ mặt bằng TBA truyền thống. Ảnh: Mai Phương/BNEWS/TTXVN

Những năm gần đây, nhờ sự phát triển nhanh chóng về khoa học và công nghệ, nhiều công nghệ mới đã phát triển và được ứng dụng vào trong xây dựng. Những công nghệ mới này, ở các mức độ khác nhau, giúp tăng năng suất lao động, tăng tính hiệu quả của công việc, giảm lãng phí trong đầu tư xây dựng.

Trong số đó, mô hình BIM (Building Information Modeling - Mô hình thông tin công trình) đã được ngành xây dựng của nhiều quốc gia và các chuyên gia đánh giá đang và sẽ là công nghệ chủ đạo của ngành xây dựng trong nhiều thập niên sắp tới, đồng thời có khả năng giúp lĩnh vực thiết kế, xây dựng và quản lý công trình, giải quyết được các vấn đề lãng phí, năng suất thấp và thiếu hiệu quả đang tồn tại phổ biến hiện nay.

Theo kinh nghiệm áp dụng của các quốc gia trong khu vực và trên thế giới, tuỳ thuộc vào mức độ áp dụng trong dự án đầu tư xây dựng và loại hình dự án, BIM có thể giúp tiết kiệm được từ 5 - 20% tổng chi phí đầu tư ban đầu và có thể giúp tiết kiệm được tới 30% tổng chi phí vận hành bảo trì trong giai đoạn sử dụng.

Tại Việt Nam, hiện nay BIM chủ yếu được  triển khai ở các công trình xây dựng có thiết kế và hệ thống kỹ thuật phức tạp.

Trong công trình điện, việc áp dụng mô hình BIM trong tư vấn thiết kế chưa được áp dụng rộng rãi. Đối với ngành truyền tải điện đây là cơ hội để từng bước tiếp cận khoa học, công nghệ tiên tiến, kinh nghiệm quốc tế phù hợp với điều kiện cụ thể của các đơn vị trong đầu tư xây dựng.

Đây là mô hình quản lý vận hành hiệu quả trong thời gian tới phù hợp với xu thế của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư và chiến lược phát triển của Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia (EVNNPT). Triển khai mô hình BIM góp phần nâng cao vai trò của chủ đầu tư quản lý dự án trong các công trình truyền tải điện.

Ban Quản lý dự án các công trình điện Miền Trung (CPMB) được giao nhiệm vụ triển khai xây dựng đề án mô hình thông tin công trình (BIM) cho các dự án lưới truyền tải điện 500kV, 220kV. Đây cũng là một nội dung rất quan trong việc giao cho CPMB thực hiện chiến lược chuyển đổi số.

Với mục tiêu năm 2021 duyệt đề án ứng dụng mô hình BIM trong các dự án lưới truyền tải điện; Năm 2022 sẽ hoàn thành triển khai xây dựng đề án ứng dụng mô hình BIM cho các dự án lưới truyền tải điện 500kV, 220kV. 

Thiết kế TBA 3D bằng công nghệ BIM. Ảnh: Mai Phương/BNEWS/TTXVN

Lãnh đạo CPMB cho biết đây có thể nói là xu thế thiết kế công trình điện trong tương lai, số hóa việc lưu trữ cũng như xử lý thông tin, để đáp ứng việc mô hình hóa trực quan các cấu kiện trong trạm biến áp (TBA) và đường dây truyền tải; thiết kế, xây dựng mô hình TBA và đường dây mang đầy đủ kích thước hình học cũng như thông tin vật liệu, cấu kiện trong một dự án…

Trước đây việc khảo sát thiết kế, khảo sát địa hình đều sử dụng giải pháp duy nhất là máy đo đạc điện tử và thiết bị đo GPS động RTK. Tuy nhiên giải pháp này có nhiều nhược điểm là chi phí triển khai trên diện rộng khá cao và tiêu tốn thời gian tương đối lớn.

Các công nghệ trên khó có thể thực hiện đối với khu vực đo vẽ có địa hình phức tạp, hoặc khi điều kiện môi trường làm việc tiềm ẩn nguy cơ cao ảnh hưởng đến người trực tiếp thao tác.

Việc áp dụng công nghệ bay chụp bằng máy bay không người lái (UAV) với đặc điểm của công nghệ là bay chụp theo từng dải bay là rất phù hợp để ứng dụng trong khảo sát địa hình các công trình dạng tuyến như các tuyến đường giao thông, tuyến đường dây tải điện... Việc kết hợp phương pháp đo truyền thống với phương pháp bay chụp sẽ đem lại hiệu quả và độ chính xác cao. 

Việc sử dụng công nghệ này giúp cho người thiết kế chọn được các phương án tuyến tối ưu, phù hợp cho thiết kế và giải phóng mặt bằng về sau. Công nghệ đưa ra mô hình 3D rất trực quan, các dạng dữ liệu sau khi xử lí dữ liệu ảnh bay chụp rất phong phú cho phép liên kết các phần mềm thiết kế 3D, có thể thực hiện đối với khu vực đo vẽ có địa hình phức tạp, hoặc khi điều kiện môi trường làm việc tiềm ẩn nguy cơ gây nguy hiểm tới sức khoẻ con người. 

Trong thiết kế sẽ sử dụng phần mềm thiết kế 3D Autodesk Revit, là phần mềm phổ biến đang được triển khai sử dụng để xây dựng mô hình BIM 3D, mô hình này có nhiều tính năng vượt trội là sự tham gia của nhiều nhân viên thiết kế cùng thực hiện trên 1 file trung tâm.

Mỗi nhân viên thực hiện trên 1 hạng mục độc lập, không ảnh hưởng đến nhân viên khác. Người quản lý có thể giám sát được tiến độ và mức hoàn thành của từng cá nhân. Người thiết kế có thể thống kê vật tư vật liệu trong dự án bằng các bộ lọc và thống kê đa dạng, được tùy biến đa dạng (tên thiết bị, dạng thiết bị, chất liệu thiết bị, công thức tính toán...). 

Triển khai bản vẽ khoa học, sắp xếp theo thứ tự dựa theo tiêu chuẩn áp dụng ban đầu cho dự án làm cho các bản vẽ triển khai mang tính đồng nhất. Đồng thời, có thể xuất file ra nhiều định dạng để sử dụng cho nhiều phần mềm khác nhau trong hệ thống của Autodesk cũng như các phần mềm khác tùy thuộc mục đích người dùng như: kiểm tra tọa độ, kiểm tra khoảng cách, kiểm tra va chạm…

Đối với chủ đầu tư – đơn vị quản lý dự án, BIM giúp người kiểm tra hiểu tốt hơn các phương án thiết kế, từ đó giảm thiểu các rủi ro phải xử lý các yêu cầu thay đổi có liên quan đến thiết kế, đem lại hiệu quả đầu tư tối ưu nhất, kiểm soát tốt tiến độ đề ra, kiểm soát được các khối lượng xây lắp, vật tư thiết bị được bóc tách trực tiếp từ mô hình thông tin công trình và hơn hết là loại bỏ các xung đột về thiết kế ở trong quá trình xây dựng (chậm tiến độ thi công, các chi phí đập đi làm lại).

Theo CPMB, mô hình BIM là một phương pháp để tối ưu hóa quá trình thiết kế thi công và vận hành của công trình xây dựng. BIM cung cấp công cụ để lên kế hoạch toàn diện và nâng cao khả năng điều hành, quản lý đối với cả vòng đời dự án ở trình độ công nghệ tiên tiến.

Trạm biến áp 220kV Krông Ana là TBA đầu tiên tại Việt Nam áp dụng mô hình BIM trong đầu tư xây dựng, quản lý vận hành. Ảnh: Mai Phương/BNEWS/TTXVN

BIM cung cấp cho ban quản lý dự án một mô hình trực quan, cùng với các yếu tố tích hợp như tiến độ thi công, biểu đồ nhân công, biểu đồ phát triển giá thành công trình… giúp cho Chủ đầu tư/Ban quản lý dự án thực hiện công việc một cách dễ dàng và có sự chuẩn bị tốt về huy động nguồn vốn, theo dõi kế hoạch nhân lực hay các kế hoạch tổ chức thi công ngoài công trường, kiểm soát chi phí trong quá trình thực hiện.

BIM là cơ sở để Chủ đầu tư/Ban quản lý dự án điều phối việc phối hợp thực hiện dự án giữa các nhà thầu và các đơn vị liên quan; giúp xử lý và lường trước các tình huống có thể xảy ra tại công trường. Việc ứng dụng BIM thông qua việc tiêu chuẩn hóa tất cả các công đoạn thực hiện, cách thức chuyển giao dữ liệu… bằng các hướng dẫn, quy định, các file mẫu.

Trong đó, các quy trình dễ được kiểm soát xuyên suốt nhờ ứng dụng chặt chẽ các tiến bộ công nghệ thông tin, phần mềm. Nhờ đó các Ban quản lý dự án sẽ theo dõi, giám sát việc thực hiện thiết kế, thi công thuận lợi hơn, chính xác hơn, giúp giảm thiểu lãng phí và tăng hiệu quả thực thi.

Cuối năm 2021, CPMB phối hợp với các đơn vị liên quan đóng điện máy biến áp AT1 thuộc dự án Trạm biến áp 220kV Krông Ana và đấu nối. Đây là trạm biến áp 220kV đầu tiên tại Việt Nam áp dụng mô hình thông tin công trình (BIM) trong đầu tư xây dựng, quản lý vận hành. 

Việc hoàn thành triển khai BIM là nhiệm vụ rất quan trọng, góp phần hoàn thành nhiệm vụ chuyển đổi số của CPMB được Tập đoàn điện lực Việt Nam và Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia giao. Cũng có thể xem đây là dự án khởi điểm ứng dụng công nghệ BIM để triển khai cho nhiều dự án tiếp theo trong tương lai.

“Việc ứng dụng BIM sẽ làm thay đổi nhận thức, phương thức làm việc truyền thống trước đây và thay vào đó là  số hóa việc lưu trữ cũng như xử lý thông tin, ứng dụng trí tuệ nhân tạo, hệ chuyên gia để ra quyết định về phía Chủ đầu tư – đơn vị quản lý dự án và các cấp có thẩm quyền.

Đây chắc chắn sẽ là xu thế thiết kế công trình điện trong tương lai, phù hợp với chiến lược phát triển của EVNNPT và của CPMB trong thời gian tới”, ông Nguyễn Đức Tuyển, Giám đốc CPMB khẳng định./