水电站水力机械专业BIM设计及应用14

水电站水力机械专业BIM设计及应用

摘要：在水电站的建设过程中，水力机械是完成水电站基本功能的重要设施，

在设计和使用过程中，水力机械应当满足水电站的基本功能需求和我国在水力建

设中的设计理念。随着新技术的发展以及信息技术在水电站运行过程中的参与，

借助计算机技术我国水电站的水力机械设计和优化工作得到了很大的优化。截至

目前，行业内尚未形成系统的水电站BIM设计规范和标准，也未有针对水电站BIM设计的软件推出。本文通过作者在实际项目中的工作梳理，对BIM技术在水

电站水力机械专业的应用进行总结。主要介绍如何制定科学、合理、统一的标准

来指导、规范BIM设计过程，开发专业特有的BIM设计系统和资源库。本文首次制定了水电站水力机械BIM设计的流程规范，技术标准等。为大幅提高设计效率

和设计质量奠定基础。

关键词：水力发电；水电站；水力机械

1水电站水力机械BIM设计模块的定制开发及基础建设

1.1基础设置的定制

AutodeskRevitMEP中的出图设置与水电站水力机械专业的制图规范有较大不同，故需要对其设计界面以及基础设置进行定制，避免设计人员每次运用此软件

时的重复设置工作，从而提高整体设计效率。

参考已发布的具有法律效力的水力机械专业制图规范（如：《水力发电工程CAD制图技术规定》DL5127、《水利水电工程制图标准》SL73.4、《水电水利工

程水力机械制图标准》DL5349等）中的要求，将软件中诸如填充图案、线形线宽、尺寸标注、字体、字高、轴网、剖切、符号、注释等多达五十余个出图基础设置

进行替换。经过实践，与传统CAD设计相比，目前使用BIM模型生成的二维图纸效率更高，更加清晰直观，图纸质量、效果得到全面升级[1]。

1.2专业设置的定制

在某电站的BIM设计工作中发现，AutodeskRevitMEP中虽然具备管线设计建

模功能且有完整的管线设计逻辑，但是所建立的管线模型参数均为建筑行业标准

中的参数。管路系统、管路附件、管路连接件、设备等图元均不符合水电站水力

机械专业的诸多标准。模型几何参数不正确，会导致后续三维模型交付以及剖切

生成的二维蓝图失真，无法达到各方对设计成果的交付要求，所以要对软件进行

专业的设置定制和开发。

然后定义管路的真实材质与系统类型等，先将管路材质分为不锈钢、复合不

锈钢、碳钢Q235A、碳钢Q235B等。再将管路系统根据用途分为技术供水、检修

排水、渗漏排水、消防、低压气、中压气、供油、回油等，并赋予与工程现场实

际色号一致的表层颜色，这样管路系统无论从内部非几何属性信息还是外部几何

信息都与现实完全一致[2]。

1.3专业BIM族库的建设

在以AutodeskRevitMEP平台进行BIM设计实施过程中，专业库中族的数量和

质量直接影响着模型及图纸的品质，是实施BIM设计标准化的重要基础工作。在

推广和应用BIM设计过程中，需要大量创建和积累族。由于水电站水力机械系统

复杂、设备众多，建族是一个庞大的工程，由此将会耗费大量的时间和人力，很

大程度上给BIM设计的推广和应用制造了障碍。个人创建的族库，从共享的角度看，不仅会导致不同设计人员重复创建相同族图元的情况，还会在使用他人创建

的族图元时，由于不明白创建逻辑和参数涵义，导致无法修改该族图元等问题。

2水力机械BIM设计标准的制定

2.1水力机械BIM样板文件的制定标准及管理维护规定

专业BIM设计样板文件是专业设计人员进行创建族图元、创建三维设计模型、剖切以及三维制图等工作的基础文件。样板文件因设计主体专业领域的不同，会

有很大的定制性和针对性。使用AutodeskRevitMEP软件进行水电站水力机械专业

的BIM设计工程师，直接根据该软件默认的系统项目样板文件设计出的成果不符

合水电站水力机械专业的技术要求和行业成果交付规范[3]。

首先，设计人员在首次使用时需要花费大量的时间进行繁琐的设置工作。其次，在未有统一标准与规范的约束下，会导致本专业不同设计人员的基础设置不

一致，从而使BIM设计成果出现五花八门的乱象。因此，合理完善地制定统一的

规范标准来指导、约束样本文件的定制工作，对提高专业整体的BIM设计效率意

义重大。

2.2水力机械BIM建模和BIM出图的标准及管理规定

BIM设计成果交付分为两部分，模型交付和图纸交付。模型交付就是指专业

三维模型数字化、信息化的移交，目前国家暂无水电站水力机械专业模型交付的

标准规范出台，所以直接导致无论设计单位还是业主方都很难评判三维模型的质

量以及性能是否达到要求，故难以验收。

在设计行业，目前唯一具有法律效力的设计成果还是2D图纸，2D图纸是设

计人员和业主、施工单位进行交流的习惯方式，也是施工单位组织施工的重要依据，国家也有完善的2D图纸交付制度。BIM出图就是指通过剖切三维模型或转

换视角生成的与三维模型有关联性的2D图纸交付。目前国家仅有CAD制图的标

准规范，所以直接带来的后果就是BIM技术在2D图纸成图方面出现了尺寸标注

不清晰、细部尺寸不到位、图纸表达不规范、设计过程无参考的现象。如何通过

三维模型生成符合现有交付标准并且能够指导现场施工的图纸一直以来都是困扰

着大家的一个问题。

2.3水力机械BIM设计校核、审查导则

手工制图到2DCAD的升级，从设计流程、设计逻辑和设计思路的角度看，并

没有本质上的不同，仅仅是提高了绘图的效率。BIM技术虽然是由CAD技术发展

而来，但是它的意义却远比CAD更为深远。从2DCAD到3DBIM的升级，不仅仅

只是设计工具的升级，而是无论从设计思维到设计逻辑再到项目全生命周期管理

的理念，都有颠覆性的改变。因此，我们的校审规则和方式方法也应该符合BIM

设计的特点。

结束语

面对水电设计行业史上的又一次技术革新，应提炼BIM设计全过程中的关键

环节，重点总结并编写具有指导意义的标准规范。在变革之初，对专业BIM设计

发展方向的规划和管理尤为重要，首先解决如何去做、怎么去做、应做成怎样等

基本问题，将思路统一起来。在水电站的机械设备的优化设计过程中，设计人员

要了解优化设计工作对于水力发电效率以及发电过程的安全性的影响，设计人员

要从多个方面进行水电辅助机械设备的设计，降低水电站运行中的成本，方便设

备的检修过程，推动我国水力发电事业的建设。

参考文献：

[1]水电站工程水力机械设计与优化分析[J].谢豫.建材与装饰.2018（25）

[2]简析水电站辅助水力机械系统的设计技术[J].王坤为.江西化工.2013（04）

[3]越南华纳水电站水力机械设计特点[J].高世旺.江淮水利科技.2017（06）