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发布时间：2017-09-16 11:14所属平台：学报论文发表咨询网浏览： 次
目前，随着科学技术的进步发展，三维设计逐渐应用到了抽水蓄能电站中，其设计中对于立体可视化，多专业配合优化及建筑工程都起到了重要作用。基于此，本文将对三维设计在抽水蓄能电站设计中的使用优势进行阐述，对建筑工程的三维设计的实施方式进行探讨，以
目前，随着科学技术的进步发展，三维设计逐渐应用到了抽水蓄能电站中，其设计中对于立体可视化，多专业配合优化及建筑工程都起到了重要作用。基于此，本文将对三维设计在抽水蓄能电站设计中的使用优势进行阐述，对建筑工程的三维设计的实施方式进行探讨，以广东清远抽水蓄能电站为例，将三维设计具体实施情况进行介绍。
关键词：抽水蓄能电站,建筑工程,三维设计
1 引言
随着BIM技术的日趋成熟，建筑信息模型已经越来越广泛地被运用于大型建筑工程的设计中。所谓BIM是指基于先进三维数字设计解决方案所构建的可视化的数字建筑模型(即Building Information Modeling，简称BIM)，它是通过利用数字建模软件，把真实的建筑信息参数化、数字化以后形成一个模型，以此为平台，从设计师、工程师一直到施工单位和物业管理方，都可以在整个建筑项目的全生命周期进行信息的共享和改进。而对于抽水蓄能电站这种有较多专业参与的大工程来说，这种利用BIM技术的三维协同设计体现出了前所未有的优势，本文正是基于实际工程中以Bently软件为设计平台实现三维协同设计的。
2 BIM在抽水蓄能电站设计中的优势体现
对于建筑设计来说，早已引入了三维设计，但对于复杂的水利工程例如抽水蓄能电站来说，厂房建筑功能、形体、结构太复杂，内部涉及的专业太多，外部地形和各功能建筑关系紧密错综复杂，原本用于建筑三维设计的软件和做法已不能满足。此时BIM的优势便体现出来了，下面以抽水蓄能电站通过Bentley的多个软件实现的BIM设计过程中所体现的优势加以说明。
(一) 多专业协调性
一个抽水蓄能电站的厂房设计涉及了水工、建筑、电气一次、二次、给排水、通风空调、水机、金结等等多个专业的土建、设备、管线、桥架等等，三维协同设计通过“文件参照”的方式实现多专业的配合。这样既防止了不同专业间的互相干扰，另一方面各专业可以同时设计，并且互相参考，大大减少了设计时间。
(二) 工程全生命周期管理的可操作性
BIM在抽水蓄能电站的运用除了厂房的设计外，更能指导工程全生命周期的设计和管理工作。从地质勘探、测绘地形开始，以实现了三维设计，为后续的设计工作提供了三维的基本资料。更可模拟征地移民的状况，实施模拟以及管理，厂房的内部三维设计以及生活区、地面的水工建筑等配套也是三维设计的重点。而基本设计完成后，通过BIM可模拟整个工程的施工过程，组织施工方案，以及为业主日后对厂房、建筑的管理运营提供参考依据以及管理方案。
(三) 设计的优化性
原本在二维图纸上，各专业的设计都是各做各的，会出现很多碰撞或交叉的情况，这样加大了现场施工的难度。利用三维协同设计，本专业与其他专业的碰撞情况可以一目了然，复杂区域更可通过Bentley的软件进行碰撞检查，由此增加了设计的准确性，优化了设计，统一出图标准。
对于原本建筑专业来说，二维与三维的实现是分开的，通过三维推敲方案出效果图，最终用CAD二维出施工图，这个过程中相当于二次绘图。而运用Bentley的相关软件，从建模开始就是一个方案设计和绘制施工图的过程，最终模型出来了，相当于基本的平立剖也完成了，只需要切出需要的图纸，另外对模型加工渲染便可制作出效果图。在这样的理想状态下，方案、效果图、施工图三者是一个连续的过程，提高了设计的效率也减少了工作量。
3 抽水蓄能电站设计中建筑专业三维设计的实施方式
在抽水蓄能电站这种大型工程的设计中，建筑专业的实施主要分为两类：其一是生活区的配套建筑，相当于普通的民用建筑;其二是厂房内部有关建筑专业所需负责设计的部分，辅助装修设计等。第一类普通的民用建筑在此也不多做赘述;第二类由于设计多专业，建筑结构、功能复杂，更需要三维协同设计，也有特定的实施方式。
在抽水蓄能电站中上文提到的第二类设计实施方式主要为：参考水工结构的三维模型，针对建筑专业的设计需要并与机电、给排水等其他专业协调，并进行碰撞检查，作建筑专业的三维设计。接着分两部分：(1)针对立面效果或装修需要进行修改模型，贴材质、打灯光作后期处理，渲染效果图;(2)出细部设计，出施工图。由此完成建筑专业的三维设计。
4 实际工程应用
下面即以广东清远抽水蓄能电站的三维设计实施为例，阐述建筑专业的三维协同设计在实际工程中的运用情况。
4.1 项目总体介绍
广东清远抽水蓄能电站(以下简称清蓄)位于广东省清远市清新县太平镇境内。本工程总装机容量为1280MW，安装4台单机容量320MW的可逆式水泵水轮机组。枢纽建筑物主要有上水库、下水库、输水系统、厂房系统和场内永久公路等五大部分。厂房系统由地下的主副厂房、主变洞、母线洞、尾水闸门室、高压电缆洞、交通洞、排风洞、进风出渣洞、排水廊道、自流排水系统以及地面开关站等组成。
4.2 清蓄三维协同设计实施方式
针对清蓄的设计和施工情况，三维协同设计分3类型进行，对本已出图部分根据原有图纸进行重新建模，未作设计未出图部分根据工作流程运用三维设计，单纯民建部分则根据实际情况配合全场三维设计需要建模渲染。以下为这三种情况的解决方式举例。
(1)针对已出图施工中的部分
例如清蓄地下厂房副厂房部分，水工专业CAD已经出图并且已经施工部分则在AECOsim中建模，而接下来的建筑专业以及机电各专业等在此基础上建模、检查碰撞、修改，最终出图指导施工。
(2)针对未出图施工的部分
又如清蓄开关站，水工专业部分CAD图纸已出，但还未进行施工，其他专业还未出图，则可以通过Bentley的相关软件各专业进行建模，讨论建筑立面方案，检查碰撞，最终出图指导现场施工。
(3)针对单纯民用建筑部分
清蓄厂区内还有生活区的民用建筑，例如管理中心、办公楼、车间、仓库等，这些建筑涉及的专业较少，传统的设计手段基本能满足设计需要，因此则通过Bentley相关软件进行建筑建模、方案讨论，配合全场三维设计的需要，渲染效果图。
5 总结
综上所述，BIM 三维协同设计为抽水蓄能电站等大型水电工程的设计提供新的设计手段，其立体可视化、多专业配合、工程全生命周期管理、设计优化性、可出图性等优势明显。而对于建筑专业来说，BIM 技术除了一般的民用建筑自身三维设计用于方案讨论、出效果图外，更重要是体现在这些大型项目中与其他专业的配合，优化设计的基础上缩短了设计周期，也能更直观的体现了设计成果。
另一方面三维协同设计引入水电行业的时间不算太长，在实施的过程中也发现一些有待成熟和改进的地方。例如出图需要大量的定制工作，在前期需要投入的工作量等。但总体来说，三维协同设计对于抽水蓄能电站等大型水电工程的设计来说是一个不可阻挡的趋势。
[1]bentley 公司. 中南院基于bentley 三维可视化协同设计解决方案.2010
[2]广东省水利电力勘测设计研究院. 广东清远抽水蓄能电站地下厂房消防工程招标文件.2013
[3] 广东省水利电力勘测设计研究院. 广东省水利电力勘测设计研究院三维设计五年规划(2013-2017).2013
[4] 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院. 抽水蓄能电站标准化三维协同设计.2012
推荐期刊：建筑科学与工程学报秉承科学精神，以促进学术交流，推动科技进步，提高工程建设水平为宗旨，全面反映建筑科学与工程领域最新研究成果，传播建筑设计的新理念，报道建筑科学与工程领域新理论、新技术、新材料、新工艺，介绍大型重点工程的设计与施工技术。
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《试析抽水蓄能电站的建筑工程三维设计》