變電土建三維設(shè)計(jì)解決方案

變電土建三維設(shè)計(jì)解決方案:近年來(lái),變電站設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)邁入三維設(shè)計(jì)階段。三維設(shè)計(jì)對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率起到特別重要的作用。主要探討了變電土建專業(yè)如何在信息化時(shí)代背景下實(shí)現(xiàn)自身的三維設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:信息化時(shí)代;三維設(shè)計(jì);變電土建

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速進(jìn)展,對(duì)電網(wǎng)的建立速度及技術(shù)水平提出了更高的要求。電網(wǎng)建立要求遵循“數(shù)字化電網(wǎng)”的建立理念,變電站等電力工程采納三維技術(shù)進(jìn)展工程設(shè)計(jì)已經(jīng)成為不行避開(kāi)的進(jìn)展趨勢(shì)[1]。三維設(shè)計(jì)在協(xié)同設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)共享、碰撞檢查、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面具有無(wú)可比較的優(yōu)勢(shì),能夠顯著提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率,為工程后續(xù)的選購(gòu)、設(shè)備安裝和施工供應(yīng)依據(jù),也利于與運(yùn)維系統(tǒng)無(wú)縫連接[2]。

1變電土建三維設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)變電站設(shè)計(jì)已經(jīng)全面進(jìn)入三維設(shè)計(jì)階段。變電站的電氣一次、暖通等工藝專業(yè)由于主要為布置設(shè)計(jì),類似“搭積木”,所以通過(guò)三維設(shè)計(jì)的可視化等特點(diǎn)可有效避開(kāi)自身設(shè)備的軟碰撞,提高工藝專業(yè)的設(shè)計(jì)效率。但是對(duì)于以計(jì)算設(shè)計(jì)為主的土建專業(yè)和以規(guī)律設(shè)計(jì)為主的電氣二次專業(yè)而言,三維軟件自身無(wú)法完成相應(yīng)的計(jì)算和規(guī)律設(shè)計(jì)工作。因此,目前電氣一次、暖通等布置類專業(yè)在三維設(shè)計(jì)方面應(yīng)用的成熟度相對(duì)較高,而土建、電氣二次等專業(yè)的應(yīng)用則相對(duì)滯后。本文依據(jù)試點(diǎn)工程閱歷,提出一種基于Bent-ley平臺(tái)的變電土建三維設(shè)計(jì)流程及解決方案。

2變電土建三維設(shè)計(jì)流程及解決方案

2.1變電土建三維設(shè)計(jì)流程

變電土建三維設(shè)計(jì)流程主要包括以下幾點(diǎn):1)土建專業(yè)包括總圖、建筑、構(gòu)造、水工、暖通5個(gè)專業(yè),主設(shè)人負(fù)責(zé)流程中各工序的協(xié)作及了解主要工作內(nèi)容和完成狀況,并進(jìn)展專業(yè)間設(shè)計(jì)資料的提交及接收。2)主設(shè)人接收到其他專業(yè)的提資后,經(jīng)評(píng)審確定初步的整體設(shè)計(jì)方案,并公布給相關(guān)設(shè)計(jì)人進(jìn)展協(xié)同設(shè)計(jì)。3)設(shè)計(jì)人采納專業(yè)軟件建立計(jì)算模型并完成分析計(jì)算。4)設(shè)計(jì)人依據(jù)計(jì)算結(jié)果建立相對(duì)應(yīng)的三維模型,完善三維設(shè)計(jì),同時(shí)將設(shè)計(jì)詳圖匯總并自校,自校后提交給各級(jí)進(jìn)展數(shù)字化校審,如有修改準(zhǔn)時(shí)公布新的協(xié)同設(shè)計(jì)資料。5)設(shè)計(jì)人將完成的圖紙匯總成冊(cè),建立名目并完成打印。

2.2變電土建三維設(shè)計(jì)解決方案

Bentley變電站三維設(shè)計(jì)解決方案內(nèi)嵌多專業(yè)設(shè)計(jì)模塊,各專業(yè)模塊間的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以通過(guò)ProjectWise協(xié)同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)共享,Bentley三維設(shè)計(jì)軟件模塊功能見(jiàn)表1。本文以Bentley軟件為三維設(shè)計(jì)核心軟件,具體論述變電土建三維設(shè)計(jì)解決方案。2.2.1三維總圖解決方案BentleyPowerCvili軟件可以進(jìn)展地形、道路以及土方的三維總圖設(shè)計(jì)。BentleyPowerCvili和AECOsimBuildingDesigner在三維總圖設(shè)計(jì)中的工作流程如圖1所示。PowerCvili軟件可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地三維數(shù)字模型的建立,站址規(guī)劃三維布置如圖2所示,邊坡自動(dòng)設(shè)計(jì),進(jìn)站道路按地勢(shì)準(zhǔn)確擬合如圖3所示。2.2.2三維建筑、水工、暖通解決方案AECOsimBD是BentleyBIM解決方案的核心產(chǎn)品,它的作用是建立建筑、水工、暖通專業(yè)的三維信息模型。圖4為變電三維建筑專業(yè)的設(shè)計(jì)流程。應(yīng)用“三維技術(shù)”設(shè)計(jì)理念,可從建筑空間布局、建筑圍護(hù)材料優(yōu)選、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑造型設(shè)計(jì)等方面優(yōu)化變電站建筑設(shè)計(jì)。圖5為基于AE-COsimBD軟件制作的三維建筑模型。2.2.3三維構(gòu)造解決方案針對(duì)三維構(gòu)造中需要進(jìn)展構(gòu)造計(jì)算的模型(如建筑物框架、構(gòu)架等),目前解決的思路主要有以下3個(gè)方向。1)計(jì)算模型與三維模型完全獨(dú)立該模式主要解決三維模型從無(wú)到有的問(wèn)題。在這種模式下,設(shè)計(jì)人員首先仍舊按常規(guī)二維設(shè)計(jì)流程進(jìn)展構(gòu)造計(jì)算,隨后在三維軟件平臺(tái)進(jìn)展二次建模。該模式下,計(jì)算模型與三維模型之間完全獨(dú)立,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)信息的關(guān)聯(lián)與共用,大大降低了土建立計(jì)人員的工作效率及模型的利用率。2)計(jì)算模型與三維模型單向流通常用構(gòu)造計(jì)算分析軟件(如PKPM、YJK等)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員多年的使用,已特別成熟。該模式以Bentley等三維設(shè)計(jì)軟件為集成平臺(tái),通過(guò)打通各構(gòu)造計(jì)算軟件與三維軟件平臺(tái)之間的接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與模型的單向流通。該模式一方面能夠充分利用現(xiàn)有成熟的構(gòu)造設(shè)計(jì)軟件,大大提高構(gòu)造三維設(shè)計(jì)的效率;另一方面可有效避開(kāi)三維軟件平臺(tái)的臃腫問(wèn)題。此外,目前3D3S等構(gòu)造分析軟件的后處理模塊已經(jīng)能夠生成帶有梁柱節(jié)點(diǎn)等細(xì)部模型的三維模型,有效解決計(jì)算模型與三維裝配模型不完全等同的問(wèn)題。3)計(jì)算模型與三維模型雙向流通該模式需要三維軟件和構(gòu)造計(jì)算軟件格式互通或三維軟件集成構(gòu)造計(jì)算功能。若采納格式互通,針對(duì)土建構(gòu)造計(jì)算軟件而言,其往往屬于不同的軟件公司,而每個(gè)軟件公司都擁有自己的一套數(shù)據(jù)文件格式。因此,模型雙向流通過(guò)程中很簡(jiǎn)單引起數(shù)據(jù)的喪失。若采納三維軟件集成構(gòu)造計(jì)算功能,則會(huì)導(dǎo)致三維軟件平臺(tái)過(guò)于臃腫,對(duì)計(jì)算機(jī)等硬件性能要求過(guò)高。因此,這種模式雖然理論上可行,但是目前階段實(shí)施起來(lái)難度較大。綜合來(lái)看,計(jì)算模型與三維模型單向流通的模式在當(dāng)前階段是一種行之有效的土建三維構(gòu)造解決方案。該模式下三維構(gòu)造設(shè)計(jì)流程如圖6所示。圖7為YJK構(gòu)造計(jì)算軟件通過(guò)自身軟件接口導(dǎo)入Bentley平臺(tái)的計(jì)算模型,圖8為3D3S變電構(gòu)架軟件通過(guò)IFC國(guó)際通用文件格式將計(jì)算模型導(dǎo)入Bentley平臺(tái)的結(jié)果,可以看出,計(jì)算模型能夠完整地導(dǎo)入到三維軟件平臺(tái)之中,實(shí)現(xiàn)與三維軟件平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合。

3結(jié)論