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电力土建专业基于三维信息模型的设计探讨

发布时间:2015年12月01日 17:12 来源:ChinaBIM网
摘要:

随着信息化时代的到来,电力行业已经步入三维设计阶段,但是电力土建专业的三维设计水平却滞后于工艺专业。结合土建专业的设计流程,本文主要探讨电力土建专业如何在信息化时代背景下实现自身的三维协同设计,并充分利用三维模型实现工程信息在电力工程中的传递。

   作者:杜晓巍1  李红星2 史宏伟3
   (1.西北电力设计院;2.西北电力设计院;3.西北电力设计院)
 
  前言
 
  在工程设计行业内,从历史发展来看,设计手段实现了两次大的变革。一是上世纪九十年代中期,随着计算机技术的普及,原始的人工手绘设计逐渐发展为在计算机上进行二维布置设计;二是随着计算机硬件及软件技术的不断发展,二维布置设计逐渐被三维布置设计及自动化出图所取代。
 
  在大力发展信息化的时代背景下,数字化电厂的概念逐渐进入工程设计的领域内。数字化电厂是采用数据库的形式对物理电厂进行客观的反应,并应覆盖电厂的整个生命周期。因此单独的三维设计已远远不能满足数字化电厂的要求,而作为信息化电厂载体的三维模型则成为更多信息的综合体,并非三维设计初级阶段的可视化模型。
 
  本文旨在论述电力行业土建专业三维协同设计中,如何让三维模型获得更多的信息,并将三维模型信息应用于设计、建造、运营的各个阶段,充分延续三维模型的“生命力”。
 
  1、电力土建专业三维设计现状
 
  目前国内电力工程设计行业已经步入了三维设计的进程中,电力行业中工艺专业已经开始在不同的三维设计平台中进行系统设计及布置设计,基本上在三维平台中可以实现管道的数字化布置及出图,最终能够实现整体工艺设计的数字化移交。
 
  土建专业在电厂设计中与工艺专业关系非常紧密,土建专业在电厂设计中服务于工艺,而工艺设备又依附于土建,二者相互支持又相互制约。而由于种种自身及外部的条件的制约,土建专业在电厂数字化设计中的应用已经远远滞后与工艺专业,并且在整个电力工程领域信息化设计也是比较滞后的。
 
  根据目前电力行业中的土建专业的设计现状,土建三维协同设计大体分为两类状况。
 
  第一类,由于上游工艺专业三维设计平台自身的条件约束,土建专业在工艺专业设计平台中建立的三维模型只能实现空间的占位,用于工艺专业的管道布置及设计;其结构自身的信息(如结构配筋、混凝土强度等)无法在模型中集成,结构模型无法导出至结构计算软件中进行结构计算,并实现结构模型的出图。在这种模式中,设计人员需要在工艺专业三维设计平台中建模,同时需要在结构计算软件中建模,并根据布置模型及计算模型的结果在二维平台中(AUTOCAD)绘制成品施工图。施工完成后设计人员需要对工艺专业三维设计平台中的土建模型进行更新。
 
  从上面的表述中我们不难发现:这种模式中土建专业设计人员实际上在工程设计中建立了三个三维模型,分别是用于工艺检碰土建布置模型、用于土建自身计算用三维计算模型、土建自身出图用出图模型。三种模型在不同的设计阶段分别建立,并且相互较为独立,没有实现信息的关联与共用,大大降低了土建设计人员的工作效率及模型的利用效率。我们可以将这种三维模型称为:全独立无关联模型。
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  第二类,由于结构自身计算软件的条件约束,土建专业需要在工艺专业设计平台中建立的三维模型,该模型可以导入到土建的计算软件中用于土建计算(会伴随一些信息的缺失)。土建专业计算完成后,计算模型的修改无法导回至工艺专业设计平台中,无法实现模型的自动更新,需要在工艺设计平台中人工更新三维模型。土建专业出图可以在工艺专业设计平台中实现,但是仅仅局限于结构杆件的布置信息,无法完全实现集成结构全部信息,如结构混凝土杆件配筋信息等。根据以上表述,我们不难看出这种情况,土建设计人员所建立的三维模型利用率有所提高,但是土建三维模型信息化程度不高,信息流动性属于单向流动,无法完成信息模型的双向流动。我们将这种三维模型称为:半独立三维模型。
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