基于三維設(shè)計的變電站綜合管線深化設(shè)計研究

陸鳳怡+陳明蘭+張楠

摘 要：城市戶內(nèi)變電站的綜合管線比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維設(shè)計無法滿足檢測管線碰撞的需求，所以，特引入了三維軟件。將該軟件應(yīng)用于工程中，快速解決了變電站中綜合管線沖突的技術(shù)難題，明確了綜合管線的走向，為戶內(nèi)變電站的施工提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：戶內(nèi)變電站；綜合管線；三維設(shè)計；設(shè)計原則

中圖分類號：TM632+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.21.125

1 概述

對于現(xiàn)代城市的中心地區(qū)，變電站多以戶內(nèi)站甚至是地下站的形式建設(shè)。戶內(nèi)變電站與戶外變電站相比，不僅占用的場地小，還需要增加風(fēng)管、消防等眾多輔助設(shè)備，因此，戶內(nèi)變電站的管線就越來越密集，空間交叉頻繁。而在安裝設(shè)備和相關(guān)管線時，由于空間有限，經(jīng)常出現(xiàn)管線相互交叉、擠占空間的情況，需要拆改，所以，在有限的空間里，在滿足各技術(shù)要求的前提下，如何布置眾多管線就成了變電站施工過程中的一大難點。綜合管線設(shè)計就是在施工前合理布置各種管線的位置，并查看管線之間是否相互碰撞，從而有效解決管線的空間分配問題。如今，人們常常使用傳統(tǒng)的二維CAD平面作圖，但是，這種作圖方式很難立體地展現(xiàn)出管線的復(fù)雜部位，而且設(shè)計人員根據(jù)經(jīng)驗分析管線間的碰撞情況時，不僅費時費力，還會有疏忽。鑒于此，根據(jù)目前三維軟件的特點和發(fā)展情況引入了三維設(shè)計。引入這種設(shè)計方式后，可以有效避免不同專業(yè)間管線的碰撞。

2 變電站綜合管線的設(shè)計原則

變電站綜合管線主要包括電氣專業(yè)設(shè)備及線路、給排水（包括消防）管道及線路、通風(fēng)空調(diào)設(shè)備及管道和通信線路。

針對錯綜復(fù)雜的管線，在設(shè)計過程中，應(yīng)遵循以下原則：①以電氣設(shè)備和管線為主，其他管道和線路均應(yīng)避讓，并且滿足相關(guān)規(guī)范、操作和檢修的要求；②壓力管道避讓無壓管道；③可彎管道避讓不可彎管道；④小管道避讓大管道；⑤附件少的管道避讓附件多的管道；⑥風(fēng)管盡可能貼梁底安裝；⑦在綜合設(shè)計時，應(yīng)充分考慮電氣設(shè)備的運輸通道。總之，各專業(yè)管線的布置總則是，盡可能錯開、并排、向上、緊湊安裝，而且必須留有足夠的檢修空間和運輸設(shè)備的空間。

在戶內(nèi)變電站中，綜合管線設(shè)計中常出現(xiàn)的問題有：①母線橋與風(fēng)管碰撞；②電纜支架與風(fēng)管或消防管碰撞；③警傳室內(nèi)消防箱與配電箱碰撞；④配電箱與吊車梁碰撞。

3 綜合管線三維技術(shù)概述

綜合管線三維設(shè)計技術(shù)是運用三維手段建立建筑、管線和設(shè)備的模型。在建立模型的過程中，要不斷調(diào)整、細(xì)化，優(yōu)化各專業(yè)管線的走向和設(shè)備排布，從而達(dá)到將各專業(yè)管線模擬可視化的目的，消除施工中發(fā)生的碰撞等不確定因素。這種設(shè)計的具體做法是：①將CAD 圖紙導(dǎo)入三維軟件中，也可直接在三維軟件上建模；②建立各專業(yè)模型，并疊加，之后軟件就會自動顯示出碰撞點的位置、坐標(biāo)；③通過三維漫游檢測進(jìn)行動態(tài)分析，調(diào)整綜合管線的布置情況，在模擬中達(dá)到合理安排施工布局的目的。

4 工程實例

4.1 工程概況

以廣州市110 kV斗園變電站工程項目為例，該站為地上3層、地下1層，建筑基底面積1 024 m2，總建筑面積2 945 m2，建筑高度16.5 m。該站的總規(guī)模為3×63 MVA，110 kV出線3回，10 kV出線48回。該站的地下室部分是所有管線的中樞場所，所有的電纜、風(fēng)管、水管都是從地下室分散至各層，因此，地下室的管線也是最密集、施工難度最大的部分。

4.2 三維設(shè)計在綜合管線中的應(yīng)用

在相關(guān)應(yīng)用中，具體的實施步驟是：①先深化設(shè)計各專業(yè)的平面布置圖，主要包括電氣設(shè)備布置，建筑、結(jié)構(gòu)繪制，電氣、暖通、消防、給排水、電纜專業(yè)管道路徑布置，設(shè)備等參數(shù)的計算和復(fù)核。②初步疊加各專業(yè)的管線，分析重點復(fù)雜區(qū)域的管線情況。在深化設(shè)計前，組織一次深化設(shè)計的協(xié)調(diào)會，明確復(fù)雜關(guān)鍵處各專業(yè)管線的走向、位置，并加強(qiáng)配合。③應(yīng)用三維軟件對各專業(yè)建模，并疊加各專業(yè)的模塊。④利用軟件分析全站的管線、檢查碰撞。⑤調(diào)整碰撞部位。⑥在復(fù)雜的關(guān)鍵位置，利用三維軟件繪制剖面圖，確定并標(biāo)注各專業(yè)管線的標(biāo)高和定位。⑦如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)管線定位存在問題，應(yīng)及時返回到三維軟件中調(diào)整。這樣，既可以直觀展現(xiàn)各管線之間的相對定位，又能統(tǒng)籌考慮整個管線系統(tǒng)。

4.3 綜合管線深化設(shè)計體會和建議

變電站綜合管線主要涉及電氣、建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、消防和電纜等專業(yè)。由于涉及的專業(yè)比較多，所以，需要各專業(yè)積極響應(yīng)配合。變電站的電氣設(shè)計人員應(yīng)全盤考慮，提前預(yù)判可能出現(xiàn)的問題。對于管線相對交錯復(fù)雜的位置，應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃。在遵循設(shè)計規(guī)范原則、滿足各施工工藝要求的前提下，只有各專業(yè)努力配合，才能使綜合管線設(shè)計達(dá)到最理想的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

戶內(nèi)變電站空間有限，綜合管線交叉頻繁，工作人員過去一直忽視變電站內(nèi)各路管線的布置，所以，到了施工時，經(jīng)常遇到碰撞問題，給隨后的改造或擴(kuò)建工程帶來了很多問題。由此可見，一個變電站綜合管線的優(yōu)化程度會直接影響整個變電站。因此，必須統(tǒng)籌規(guī)劃變電站內(nèi)的綜合管線。而傳統(tǒng)的二維制圖方法需要人為判斷管線之間的碰撞，單憑設(shè)計人員的經(jīng)驗，不僅準(zhǔn)確率低，而且主觀性強(qiáng)?；谌S設(shè)計的綜合管線設(shè)計具有良好的應(yīng)用價值和發(fā)展前景。使用三維設(shè)計的優(yōu)勢在于能夠更加全面、直觀地展示各專業(yè)復(fù)雜管線的走向、布置情況，同時，強(qiáng)大的空間分析功能突破了二維平面中的空間束縛，可以更加準(zhǔn)確地判斷各專業(yè)管線的相對位置和碰撞情況，為變電站綜合布線創(chuàng)造良好的條件。

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〔編輯：白潔〕