S水電站地下廠房三維參數(shù)化設(shè)計(jì)摘要過(guò)去的水利水電工程項(xiàng)目施工建設(shè)中，廠房建筑群的設(shè)計(jì)由于主要參考二維CAD圖紙，難免會(huì)產(chǎn)生工作效率較低，理解溝通能力差，參數(shù)信息提取困難的問(wèn)題。尤其是2D的圖紙?jiān)诠こ痰恼麄€(gè)施工及管理等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列麻煩，使工程效率降低、成本變高，過(guò)去主要依靠二維圖紙的來(lái)達(dá)到工程建設(shè)，已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今日益精細(xì)化與便捷高效化的要求。疫情過(guò)后的危機(jī)時(shí)代，經(jīng)濟(jì)增速放緩、人力資源飽和、加之國(guó)家新出臺(tái)的碳中和政策對(duì)建筑行業(yè)都造成了一定影響，也對(duì)行業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，建筑轉(zhuǎn)型已成大勢(shì)。國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用已經(jīng)表明，BIM技術(shù)對(duì)提升設(shè)計(jì)效率、降低建設(shè)成本、保證質(zhì)量安全等方面都體現(xiàn)出了優(yōu)越性。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是水布埡水電站地下廠房三維設(shè)計(jì)，依靠BIM技術(shù)理念結(jié)合所給水布埡水電站資料信息，借助三維設(shè)計(jì)軟件AutodeskRevit進(jìn)行三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，建立水布埡水電站地下廠房的建筑信息模型。具體設(shè)計(jì)思路是在建立定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，通過(guò)Revit軟件分別完成水布埡水電站地下廠房建筑群以及部分地下建筑物模塊的三維設(shè)計(jì)，所有單獨(dú)模塊的設(shè)計(jì)成果在Revit設(shè)計(jì)平臺(tái)上進(jìn)行統(tǒng)一整合，生成三維信息模型，最終設(shè)計(jì)成果通過(guò)Lumion進(jìn)行渲染。此篇畢業(yè)論文主要分為三大部分，共七章。第一部分包括第一、二章，第一章主要從各個(gè)方面介紹BIM技術(shù)，第二章對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象與設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)介，為詳細(xì)設(shè)計(jì)階段做前期準(zhǔn)備。第二部分為第三、四章，為本篇論文的著重點(diǎn)，其中詳細(xì)介紹了三維參數(shù)化設(shè)計(jì)建模的過(guò)程，并通過(guò)圖片展示表現(xiàn)設(shè)計(jì)方法與效果。最后一部分包括第五、六、七章，包括水布埡三維參數(shù)化設(shè)計(jì)成果實(shí)現(xiàn)章節(jié)以及問(wèn)題及思考章節(jié)，部分成果展現(xiàn)在附錄部分中，第七章為個(gè)人對(duì)于BIM技術(shù)的一些結(jié)論與展望。關(guān)鍵詞：水電站廠房；三維設(shè)計(jì)；BIM；Revit目錄TOC\o"1-3"\h\u150551緒論 1144011.1研究意義 1163091.2BIM的定義和產(chǎn)生 115821.3BIM在水利工程中的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì) 2183581.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 25011.4.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 2239771.4.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 3221212研究設(shè)計(jì)方法 417942.1水布埡工程背景資料 4105872.1.1地理位置及主要工程特性指標(biāo) 4224842.1.2水電站建筑群組成及廠房類型 4138342.2設(shè)計(jì)平臺(tái) 581812.3設(shè)計(jì)方法 5205473廠房三維設(shè)計(jì) 7169253.1建立定位系統(tǒng) 7157283.2主廠房三維設(shè)計(jì) 833943.2.1主廠房上部結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì) 9315203.2.2主廠房下部結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì) 15290473.3上下游引水出水管道設(shè)計(jì) 2317453.3.1上游引水管道設(shè)計(jì) 23299733.3.2尾水管道設(shè)計(jì) 2564013.3.3其余部分設(shè)計(jì) 25133173.4洞室及豎井設(shè)計(jì) 2655853.4.1母線洞及母線豎井設(shè)計(jì) 26169803.4.2其他廊道及洞室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27183713.5地面建筑物三維設(shè)計(jì) 30216333.6廠內(nèi)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 31238924三維模型的渲染與漫游 33253804.1三維模型的渲染 33103734.2三維模型漫游 34278705成果實(shí)現(xiàn) 36224176問(wèn)題與思考 37206567結(jié)論與展望 38226217.1結(jié)論 38195007.2展望 3825705參考文獻(xiàn) 4024905附錄 43PAGEPAGE271緒論1.1研究意義過(guò)去的水利水電工程項(xiàng)目施工建設(shè)中，廠房建筑群的設(shè)計(jì)由于主要參考二維CAD圖紙，難免會(huì)產(chǎn)生工作效率較低，理解溝通能力差，參數(shù)信息提取困難的問(wèn)題。尤其是2D的圖紙?jiān)诠こ痰恼麄€(gè)施工及管理等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一系列麻煩，使工程效率降低、成本變高，過(guò)去主要依靠二維圖紙的來(lái)達(dá)到工程建設(shè)，已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今日益精細(xì)化與便捷高效化的要求。而被譽(yù)為建筑業(yè)變革的革命性力量的建筑信息模型BuildingInformationModel（BIM）并不是一個(gè)實(shí)現(xiàn)實(shí)物的工具而是一種理念，這種理念可以貫穿使用于整個(gè)建設(shè)運(yùn)行環(huán)節(jié)中，建筑信息模型的建立為工程人員提供了完美的3D可視化效果，將復(fù)雜的水工建筑物直觀化，補(bǔ)充了二維圖紙的短板。因此，BIM技術(shù)在水利工程項(xiàng)目中的推廣還有很大的增長(zhǎng)空間，十四五新階段中國(guó)家也明確了BIM在工程建設(shè)中的重要地位。在信息化的社會(huì)，水利工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用是趨勢(shì)所在，是提高水利水電工程行業(yè)效率和質(zhì)量的必然方向。21世紀(jì)，BIM技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)理念，雖然前景廣闊，但是在我國(guó)的水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用還不夠成熟，依然有很大的運(yùn)用空間和突破節(jié)點(diǎn)，BIM技術(shù)的研究發(fā)掘能為我國(guó)水利行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新動(dòng)力。疫情過(guò)后的危機(jī)時(shí)代，經(jīng)濟(jì)增速放緩、人力資源飽和、加之國(guó)家新出臺(tái)的碳中和政策對(duì)建筑行業(yè)都造成了一定影響，也對(duì)行業(yè)發(fā)展提出了更高的要求，建筑轉(zhuǎn)型已成大勢(shì)。國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用已經(jīng)表明，BIM技術(shù)對(duì)提升設(shè)計(jì)效率、降低建設(shè)成本、保證質(zhì)量安全等方面都體現(xiàn)出了優(yōu)越性。在水利工程項(xiàng)目建設(shè)愈加復(fù)雜，產(chǎn)值難以大幅增長(zhǎng)的今天，盡可能地降低成本，已經(jīng)成為最關(guān)鍵的要求之一。如今的工程建設(shè)中，項(xiàng)目管理可依賴的資料信息無(wú)法支撐起日漸精細(xì)化的要求，而建筑信息模型則是效率和精確的代名詞，可以有效輔助施工的運(yùn)轉(zhuǎn)?！笆奈濉睍r(shí)期，國(guó)家政策制定者們也看到了BIM變革性的力量，相繼出臺(tái)了相關(guān)政策扶持BIM技術(shù)的研究發(fā)展，全力打造智能高效的建筑行業(yè)環(huán)境。綜上所訴，BIM技術(shù)必將成為未來(lái)水利水電工程建設(shè)的新驅(qū)動(dòng)力。1.2BIM的定義和產(chǎn)生BIM意為建筑信息模型，是繼CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）技術(shù)后新的建筑行業(yè)變革性技術(shù)。美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)（NationalBuildingInformationModelingStandard，NBIMS）將其定義為是設(shè)施物理和功能特性的數(shù)字信息表達(dá)，為該設(shè)施從概念到拆除的全壽命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程，并且在項(xiàng)目不同階段，不同利益相關(guān)方通過(guò)在BIM獲取或更新信息，以實(shí)現(xiàn)各自職責(zé)的協(xié)同工作。進(jìn)入21世紀(jì)，Autodesk公司在BIM定義的基礎(chǔ)上首次研發(fā)出了實(shí)現(xiàn)BIM理念的操作軟件，并將其向世界推廣，之后其概念在全球范圍內(nèi)逐漸得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。1.3BIM在水利工程中的應(yīng)用和優(yōu)勢(shì)1.設(shè)計(jì)規(guī)劃階段：設(shè)計(jì)階段：BIM技術(shù)除了可以實(shí)現(xiàn)精確的建立三維模型之外，還可以從模型本身出發(fā)生成各種剖面圖和平面圖紙，并且可以在圖紙上獲取參數(shù)信息。此外，BIM技術(shù)下的主流設(shè)計(jì)軟件可以詳細(xì)地統(tǒng)計(jì)工程模型材料的使用量，這些數(shù)據(jù)導(dǎo)出后可以為工程預(yù)算提供參照，通過(guò)各種軟件的協(xié)同配合，BIM技術(shù)大大提高了設(shè)計(jì)效率以及中標(biāo)概率。2.施工管理階段：水利水電工程施工階段由于涉及到各種學(xué)科知識(shí)，其中主要是水利水電專業(yè)知識(shí)，故其施工建設(shè)較為復(fù)雜，工藝繁多，工程質(zhì)量常有瑕疵。而B(niǎo)IM技術(shù)可以模擬施工過(guò)程，并在建筑信息模型的基礎(chǔ)上指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)，做進(jìn)度預(yù)測(cè)等，減少因?yàn)樾畔⒔换フ`差產(chǎn)生的返工整改等不必要的損失，BIM技術(shù)為水利工程的完工和運(yùn)營(yíng)提供了信息保障。1.4國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.4.1國(guó)外研究現(xiàn)狀（1）基于軟件開(kāi)發(fā)的研究BIM作為一種技術(shù)理念，在不同的國(guó)家有不同的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外一些起步較早的國(guó)家例如早已制定出較為完善的標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)由于對(duì)這一方面的研究起步較早，時(shí)間較長(zhǎng)，并且首先將其應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，所以關(guān)于BIM的應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相當(dāng)成熟。而B(niǎo)IM應(yīng)用較為成熟的當(dāng)屬于美國(guó)，它是較早啟用建筑研究與實(shí)踐的國(guó)家，并已開(kāi)始使用。目前，美國(guó)的Autodesk公司、Bentley公司以及匈牙利的Graphisoft公司是BIM設(shè)計(jì)軟件市場(chǎng)的三家實(shí)力較強(qiáng)的軟件開(kāi)發(fā)公司，他們所開(kāi)發(fā)的Revit系列軟件和ArchiCAD軟件是當(dāng)前BIM設(shè)計(jì)中較為熱門的平臺(tái)。（2）基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究1995年，IAI（IndustryAllianceforInteroperability）率先提出了面向建筑對(duì)象的IFC信息模型標(biāo)準(zhǔn)。從1997年發(fā)布IFC的第一個(gè)完整版本一直到當(dāng)前的最新版本TFC2X4，基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的研究一直在進(jìn)步。在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)研究方面，美國(guó)也起步較早，在21世紀(jì)初就開(kāi)始了相關(guān)研究并頒布了應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。目前，美國(guó)所使用的BIM標(biāo)準(zhǔn)有IFC標(biāo)準(zhǔn)、NBIMS和COBIE等標(biāo)準(zhǔn)。2010年左右，英國(guó)、挪威、澳大利亞也逐漸頒布了關(guān)于BIM的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1.4.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀目前為止，我國(guó)BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用最為廣泛的依舊是北部地區(qū)，根據(jù)我國(guó)當(dāng)前BIM的應(yīng)用范圍以及行業(yè)需求等方面來(lái)看，它未來(lái)在我國(guó)的發(fā)展將是以非常迅速的勢(shì)頭持續(xù)下去，但各種顧慮以及標(biāo)準(zhǔn)政策的不完善一直制約著我國(guó)的許多建筑學(xué)者。第一，技術(shù)型人才不足，亦或者技術(shù)不過(guò)硬，達(dá)不到招聘者的要求；第二，我國(guó)進(jìn)入計(jì)算機(jī)信息時(shí)代較晚，所以相比西方發(fā)達(dá)國(guó)家BIM的一套體系不夠完善，并且經(jīng)歷實(shí)踐的洗禮不夠，在行業(yè)應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題；第三，BIM成本難以估計(jì)，資金不夠充足；第四，我國(guó)缺乏系統(tǒng)化，專業(yè)化的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括BIM應(yīng)用能力評(píng)估準(zhǔn)則、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，BIM實(shí)施管理標(biāo)準(zhǔn)等，而國(guó)外英美等國(guó)已經(jīng)形成成熟的專業(yè)體系。無(wú)論如何，我國(guó)政府與學(xué)者們依舊在為BIM技術(shù)在研究和應(yīng)用方面努力尋求突破。我國(guó)當(dāng)前主要還是依賴于國(guó)外公司所開(kāi)發(fā)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑信息模型，市面上所發(fā)行的各種軟件都各有優(yōu)劣，隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷提高，我相信未來(lái)我國(guó)在BIM的軟件開(kāi)發(fā)一定會(huì)有所成就，我本人也希望通過(guò)本次對(duì)水布埡水電站的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，掌握一定的BIM知識(shí)以及主流軟件的使用，并了解有關(guān)BIM技術(shù)的研究應(yīng)用在我國(guó)當(dāng)前及未來(lái)的發(fā)展走向。

2研究設(shè)計(jì)方法2.1水布埡工程背景資料2.1.1地理位置及主要工程特性指標(biāo)水布埡水電站壩址位于清江中游的巴東縣水布埡鎮(zhèn)，上距恩施117km，下距隔河巖92km,距清江入長(zhǎng)江口153km，是清江梯級(jí)開(kāi)發(fā)的龍頭樞紐。水庫(kù)正常蓄水位400m，相應(yīng)庫(kù)容43.12億立方米，總庫(kù)容45.8億立方米，裝機(jī)容量1840MW，是以發(fā)電為主，并兼顧防洪、航運(yùn)等的水利樞紐工程?；炷撩姘宥咽瘔巫畲髩胃?33m，為目前世界上最高的面板壩，壩頂高程409m，壩軸線長(zhǎng)660m，壩頂寬12m。圖1.1水布埡水利樞紐布置2.1.2水電站建筑群組成及廠房類型水布埡地下電站布置在其右岸，上游為引水式構(gòu)造，未設(shè)有調(diào)壓室等建筑。電站建筑物包括：引水渠、進(jìn)水口、引水隧洞、主廠房、安裝場(chǎng)、母線洞、尾水洞、尾水平臺(tái)、尾水渠、500KV變電所、交通洞、通風(fēng)洞和廠外排水洞等。引水隧洞采用一機(jī)一洞，平均洞長(zhǎng)387.9m，圓形斷面直徑為8.5～6.9m；地下廠房尺寸為165.5m×21.5m×51.47m（長(zhǎng)×寬×高），水輪發(fā)電機(jī)安裝高程為189.0m；尾水洞與進(jìn)水洞相同地給每臺(tái)機(jī)組銜接一道尾水隧洞，平均洞長(zhǎng)313.18m，圓形斷面直徑為11.5m。水布埡水利樞紐工程為一等大(1)型水利水電工程。水布埡工程地下廠房位于右岸，主要為三層結(jié)構(gòu)，包括發(fā)電機(jī)層、電氣夾層與水輪機(jī)層，用于布置電氣與水力機(jī)械設(shè)備。2.2設(shè)計(jì)平臺(tái)本次設(shè)計(jì)對(duì)象水布埡水電站主體部分為地下廠房結(jié)構(gòu)，在此之外還有一部分地面建筑物設(shè)計(jì)任務(wù)，主要設(shè)計(jì)平臺(tái)為BIM技術(shù)下的軟件Revit2020和Lumion8.0。由于水布埡是地下廠房布置方式，所以其建筑物與常見(jiàn)的地面水電站有所差別，除了洞室布置較為復(fù)雜外，其水布埡地形條件與建筑分布較為特殊，水電站構(gòu)造成熟。本次設(shè)計(jì)主要使用國(guó)內(nèi)較為主流的Revit軟件平臺(tái)進(jìn)行整體廠房以及機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備等構(gòu)件的三維設(shè)計(jì)，并將它們拼接起來(lái)，形成較為完整的建筑信息模型，最后利用Revit三維建模成果導(dǎo)入Lumion軟件進(jìn)行渲染，更好地展現(xiàn)直觀、真實(shí)的效果，并將三維模型呈現(xiàn)出來(lái)，在此過(guò)程中也可能會(huì)使用到其他軟件和插件。2.3設(shè)計(jì)方法水布埡水電站三維設(shè)計(jì)主體是地下部分建筑群，其中主要任務(wù)是主廠房的設(shè)計(jì)，本次地下廠房的設(shè)計(jì)依據(jù)主要為地下廠房各層的平面圖、沿機(jī)組中心線的剖面圖以及樞紐布置圖等二維設(shè)計(jì)圖紙。同時(shí)，還根據(jù)所給資料對(duì)廠區(qū)的主要上下游進(jìn)出水管、豎井系統(tǒng)、洞室系統(tǒng)等進(jìn)行建模。完成結(jié)構(gòu)部分后還需根據(jù)廠房實(shí)際合理安排布置機(jī)械、電氣設(shè)備。完成整體設(shè)計(jì)后，可根據(jù)需要利用Lumion軟件對(duì)部分結(jié)構(gòu)或整體進(jìn)行渲染。整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分為廠房模型，設(shè)計(jì)思路為先完成地下主廠房框架的建模，再根據(jù)結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系完成附屬洞室以及地面建筑物的建模，最后完成各類構(gòu)件的制族建模并將其布置到廠房各層。在建模過(guò)程中族的運(yùn)用十分關(guān)鍵，族是構(gòu)成Revit建筑模型的單元，可以簡(jiǎn)化理解為建筑項(xiàng)目樣板中各種各樣的單元成分。Revit作為熱門建筑三維設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)自帶了部分族系，Revit該部分的族系內(nèi)容豐富，可以很方便的調(diào)用。對(duì)于這類常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)建模流程為：調(diào)用族系、調(diào)整參數(shù)、導(dǎo)入項(xiàng)目、放置構(gòu)件。而水利工程與民用建筑有區(qū)別的部分作為非常規(guī)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其類型采用族樣板進(jìn)行自建，建模流程為：從已有族庫(kù)中調(diào)用樣板。從二維圖紙中提取參數(shù)。使用各種功能創(chuàng)建模型。完成模型導(dǎo)入項(xiàng)目之中。按照?qǐng)D紙信息布置構(gòu)件。非常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)中，除了本身類別明顯可以直接從原有族中直接修改參數(shù)外，一般情況下均使用公制常規(guī)模型樣板進(jìn)行建立。廠房模型建立后，為加強(qiáng)廠房模型的實(shí)際表現(xiàn)效果需要將整合后的廠房模型導(dǎo)入Lumion，可利用渲染圖片與制作漫游視頻的功能，以達(dá)到豐富工程資料和保證工程精細(xì)化的目的。圖2.1設(shè)計(jì)流程示意圖

3廠房三維設(shè)計(jì)3.1建立定位系統(tǒng)Revit三維建模的第一步要對(duì)所建模型進(jìn)行定位，在定位系統(tǒng)中，標(biāo)高限制了模型的Z值，軸網(wǎng)則限制了模型的平面位置。在立面視圖中設(shè)立關(guān)鍵標(biāo)高，建立起高程系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)二維圖紙中的側(cè)面視圖，標(biāo)高不僅可以作為樓層層高的參照，還可以作為窗臺(tái)和其他構(gòu)件的定位。軸網(wǎng)用于為構(gòu)件定位，在Revit中軸網(wǎng)建立的同時(shí)也確定了一個(gè)不可見(jiàn)的工作平面。軸網(wǎng)與標(biāo)高系統(tǒng)的建立，使得三維模型可以精準(zhǔn)定位。表3.1關(guān)鍵高程表關(guān)鍵標(biāo)高名稱實(shí)際高程（m）主廠房頂拱230.47橋機(jī)軌頂220.00發(fā)電機(jī)層206.50電氣夾層200.50水輪機(jī)層195.10水輪機(jī)安裝高程189.00交通操作廊道高程181.80尾水管底板底高程169.00在進(jìn)行水布埡水電站進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)時(shí)，在創(chuàng)建建筑樣板項(xiàng)目rvt文件之后，首先依據(jù)二維圖紙上的標(biāo)高在立面視圖中創(chuàng)建關(guān)鍵標(biāo)高，如表3.1所示的關(guān)鍵高程，安裝特殊構(gòu)件時(shí)還可另外創(chuàng)建其他高程，以達(dá)到限制Z值的目的。在創(chuàng)建標(biāo)高之后，點(diǎn)擊產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)標(biāo)高樓層平面視圖，進(jìn)行導(dǎo)入CAD圖紙操作，注意導(dǎo)入CAD圖紙時(shí)確保尺寸對(duì)應(yīng)，然后在圖紙的基礎(chǔ)上建立起軸網(wǎng)系統(tǒng)，以達(dá)到控制廠房框架邊界以及機(jī)組尺寸的目的。圖3.1部分高程系統(tǒng)3.2主廠房三維設(shè)計(jì)水布埡水電站地下廠房主要框架由發(fā)電機(jī)層、電氣夾層、水輪機(jī)層以及水輪機(jī)綜合體即廠房下部結(jié)構(gòu)組成。對(duì)于地下廠房的建模，此次設(shè)計(jì)主要分為三步進(jìn)行，第一步在建立的標(biāo)高及軸網(wǎng)定位系統(tǒng)下，搭建樓板、結(jié)構(gòu)柱、梁以及墻體等，完成廠房模型的基本框架；第二步制作機(jī)械與電氣設(shè)備的模型，根據(jù)二維圖紙以及查閱水電站課本等資料了解到設(shè)備的形式與結(jié)構(gòu)，在Revit的新建族功能中制作，并依據(jù)圖紙將其放置于框架中；第三步制作水輪機(jī)綜合體和下部結(jié)構(gòu)，然后將其載入rvt項(xiàng)目中并根據(jù)圖紙信息準(zhǔn)確安裝，最終完成主廠房的整體框架。水布埡地下廠房段整體由主廠房和安裝場(chǎng)組成，由于水電站廠房的水工建筑結(jié)構(gòu)與普通土木建筑有所差別，考慮到施工安裝順序以及工序流程等，將廠房的三維設(shè)計(jì)建模分為三大部分任務(wù)。第一任務(wù)是建立廠房的建筑框架模型，根據(jù)說(shuō)明報(bào)告以及相關(guān)圖紙明確框架構(gòu)件的尺寸類型，按照常規(guī)建筑建模要求進(jìn)行正確搭建。第二任務(wù)是完成水工結(jié)構(gòu)模型建模，此類模型在Revit中不能直接調(diào)用并修改參數(shù)，如轉(zhuǎn)子、蝸殼、尾水管等，需利用新建族功能實(shí)現(xiàn)。第三任務(wù)是完成地下廠房的水道和交通系統(tǒng)建模，主要包括引水、尾水隧洞、交通洞、母線廊道、母線豎井、交通豎井以及場(chǎng)外排水洞等結(jié)構(gòu)，其中部分可以通過(guò)搭建樓板墻及屋頂?shù)葘?shí)現(xiàn)，但主要還是依靠自建常規(guī)模型功能。由于廠房整體框架明顯，可將其分為上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)兩大板塊完成參數(shù)化設(shè)計(jì)任務(wù)。3.2.1主廠房上部結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)水布埡廠房上部結(jié)構(gòu)中，主體是梁板柱以及門墻等建筑框架模型，但此外仍有部分例如拉伸屋頂與巖錨吊車梁與支撐梁等非常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)模型。3.2.1.1常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)建模水布埡地下廠房的常規(guī)結(jié)構(gòu)以建立好的定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)。在平面上首先進(jìn)行區(qū)域劃分，包括安裝場(chǎng)段與機(jī)組段和加長(zhǎng)段，分析各段模型中構(gòu)件的主要類別。在立面上，首先把關(guān)鍵高程所處平面上的建筑結(jié)構(gòu)建立完成，再對(duì)相鄰高程平面內(nèi)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、構(gòu)建模型并將各層面連接起來(lái)，從而在三維中完成三段區(qū)域模型的組裝和對(duì)接。1.發(fā)電機(jī)層平面設(shè)計(jì)（高程▽206.50m）發(fā)電機(jī)層主要由主廠房和安裝場(chǎng)和加長(zhǎng)段構(gòu)成。發(fā)電機(jī)層的空間十分開(kāi)闊，兩側(cè)結(jié)構(gòu)柱高，樓板所占面積較大。機(jī)組段布置有吊物孔、樓梯以及電氣柜，安裝場(chǎng)位于主廠房右端，為保證機(jī)組安裝與檢修的空間，建筑結(jié)構(gòu)模型較少，連通進(jìn)廠交通洞，廠房布置的結(jié)構(gòu)柱間距與安裝場(chǎng)及加長(zhǎng)段有所不同，并且布置有兩層墻體，除了防潮墻之外還有一層噴護(hù)墻，墻與樓板之間有空氣流通縫隙。在建模過(guò)程中，利用豎井功能可以挖空樓板并布置吊物孔，利用模型線功能可以畫(huà)出橋式起重機(jī)的限制線和安裝場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)子、定子等設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)的放置示意線。發(fā)電機(jī)層的平面圖及軸測(cè)圖如圖3.2和圖3.3。圖3.2發(fā)電機(jī)層平面圖圖3.3發(fā)電機(jī)層軸測(cè)圖（隱藏部分墻柱）2.電氣夾層平面設(shè)計(jì)（高程200.50m）電氣夾層整體結(jié)構(gòu)與發(fā)電機(jī)層相似，在第一機(jī)組右端布置有10KV配電室和蓄電池室，并且其中布置有排風(fēng)管道等構(gòu)件，在左側(cè)布置有衛(wèi)生間和檢修、配電設(shè)備，每個(gè)機(jī)組段都配有配電盤(pán)室。這一層房間設(shè)備較多，布置較為繁瑣，因此在建模過(guò)程中須對(duì)照?qǐng)D紙建立分隔房間，并放置構(gòu)件。水輪機(jī)層的平面圖、軸測(cè)圖分別見(jiàn)圖3.4和圖3.5。圖3.4電氣夾層平面圖圖3.5電氣夾層軸測(cè)圖（隱藏墻體）3.水輪機(jī)層平面設(shè)計(jì)（高程195.10m）水輪機(jī)層整體結(jié)構(gòu)較電氣夾層變化不大，在機(jī)組右端設(shè)有油罐室和油處理室。電氣夾層和水輪機(jī)層安置擺放的機(jī)械設(shè)備較多，梁柱等布置也較為麻煩，建模工作量較大，需要對(duì)各設(shè)備進(jìn)行一定程度的了解，并將各設(shè)備擺放在相應(yīng)位置。水輪機(jī)層的平面圖、軸測(cè)圖分別見(jiàn)圖3.6和圖3.7。圖3.6水輪機(jī)層平面圖圖3.7水輪機(jī)層軸測(cè)圖4.主廠房參數(shù)核驗(yàn)水布埡地下廠房常規(guī)建模主體部分在于水輪機(jī)層、電氣夾層與發(fā)電機(jī)層，其中電氣夾層與水輪機(jī)層框架基本相同，樓層布置的設(shè)備也較多，完成三層建模后可切換樓層平面視圖或者導(dǎo)出CAD圖紙進(jìn)行比對(duì)參數(shù)信息，保證模型的準(zhǔn)確性。本次建模過(guò)程中保證模型的精確，依據(jù)圖紙上所給的數(shù)字信息和文字說(shuō)明在Revit中修改模型類型和參數(shù)。例如墻、柱、梁和樓板等都有不同的尺寸和類型布置，但其他例如門的參數(shù)和類型大多沒(méi)有具體說(shuō)明，便可在自帶族庫(kù)中直接調(diào)用后載入安裝。其中較為繁瑣的是墻體與梁柱的布置，由于主廠房面積較大，故需要布置較多此類構(gòu)件，并且需保證它們布置正確，嚴(yán)格按照建筑規(guī)范形成框架，所以需對(duì)布置的起點(diǎn)終點(diǎn)修改以保證放置點(diǎn)位準(zhǔn)確。其他例如樓梯的建立首先需要根據(jù)CAD圖紙?jiān)跇翘莶贾锰巹?chuàng)建豎井洞口，草圖樓梯需要手動(dòng)調(diào)整梯面高度、寬度、梯面數(shù)量并設(shè)置合適的欄桿扶手，而在創(chuàng)建多層樓梯時(shí)可直接點(diǎn)擊編輯樓梯，進(jìn)行選擇標(biāo)高并連接或者斷開(kāi)標(biāo)高操作即可。圖3.8樓梯安裝效果圖3.2.1.2非常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)建模廠房中非常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)模型主要有吊車梁和拉伸屋頂。由于吊車梁和拉伸屋頂因工程實(shí)際而定，故不能直接調(diào)用現(xiàn)有的族系。但其類別在常規(guī)建筑常見(jiàn)，可以利用Revit帶有的族樣板文件創(chuàng)建族并以族文件類型載入到項(xiàng)目中。1.吊車梁建模首先在打開(kāi)的項(xiàng)目文件中選擇“新建-族-公制結(jié)構(gòu)框架-梁和支撐”進(jìn)入族文件，吊車梁截面形狀與常規(guī)梁結(jié)構(gòu)不同，但不存在截面變化，故可采用拉伸命令進(jìn)行操作。拉伸命令是用于通過(guò)拉伸二維形狀來(lái)創(chuàng)建三維實(shí)心形狀。結(jié)合梁的形狀特點(diǎn)，在拉伸中根據(jù)CAD圖紙畫(huà)出截面的二維形狀，并通過(guò)規(guī)定拉伸起點(diǎn)與終點(diǎn)控制梁的長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)吊車梁的創(chuàng)建。創(chuàng)建過(guò)程中通過(guò)移動(dòng)命令可將梁移動(dòng)到參照標(biāo)高處，在布置時(shí)便于使梁頂與確定好的“橋機(jī)軌頂”高程對(duì)齊。另一根吊車梁可直接用鏡像命令拾取樓板中心線進(jìn)行對(duì)稱布置。（a）吊車梁截面圖（b）吊車梁效果圖3.9吊車梁的拉伸成型2.廠房拉伸屋頂建模水布埡地下主廠房屋頂分為兩部分，上部是150mm混凝土噴護(hù)屋頂，下部則是150mm防潮屋頂，屋頂?shù)膭?chuàng)建通過(guò)拉伸實(shí)現(xiàn)，根據(jù)二維圖紙確定拉伸的輪廓以及尺寸。 （a）（a）屋頂側(cè)面效果圖（b）屋頂拉伸輪廓圖圖3.10屋頂?shù)睦斐尚?.廠房支撐梁建模廠房拱頂支撐梁模型的創(chuàng)建與吊車梁方法類似，先是在CAD圖紙中測(cè)量出拉伸截面的尺寸，再根據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度確定拉伸起點(diǎn)和拉伸終點(diǎn)。支撐梁拉伸輪廓圖 （b）支撐梁效果圖圖3.11支撐梁拉伸成型3.2.2主廠房下部結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)廠房下部結(jié)構(gòu)主要包括帶軸連接的發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)、尾水管以及外部的混凝土塊體機(jī)墩，混凝土塊機(jī)墩中又布置排水廊道以及交通廊道等，可通過(guò)創(chuàng)建空心形狀實(shí)現(xiàn)。而Revit軟件中沒(méi)有類似的現(xiàn)有族系，故下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)只能通過(guò)自建族系來(lái)實(shí)現(xiàn)，這一部分主要是水輪機(jī)等水工結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合水電站等課本上的知識(shí)和二維圖紙理解其構(gòu)造，并依據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)出三維模型，主要用到的操作有拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣以及放樣融合等。圖3.12下部結(jié)構(gòu)解剖圖（部分）3.2.2.1建模對(duì)象與功能選擇水輪機(jī)綜合體的建模首先需要新建公制常規(guī)模型，整體建模順序?yàn)椋?.機(jī)械結(jié)構(gòu)建模：主要順序?yàn)轫斏w→轉(zhuǎn)軸→轉(zhuǎn)子→外殼→轉(zhuǎn)輪→葉片→座環(huán)→蝸殼→尾水管。2.混凝土塊機(jī)墩建模3.廊道挖空布置其中較為復(fù)雜的是第一步與第二步的設(shè)計(jì)，放樣融合主要針對(duì)蝸殼與尾水管操作，旋轉(zhuǎn)拉伸主要用于水輪機(jī)上半部的轉(zhuǎn)軸等構(gòu)造，而葉片的布置需要通過(guò)陣列功能實(shí)現(xiàn)。建模過(guò)程中經(jīng)常遇到Revit軟件的布爾功能相對(duì)受限，通過(guò)放樣融合功能一次性繪制蝸殼結(jié)構(gòu)通常提示無(wú)法創(chuàng)建的問(wèn)題。故需要分塊拼接混凝土機(jī)墩，同時(shí)常常出現(xiàn)空心形狀無(wú)法顯示的問(wèn)題，需要使用剪切功能選擇機(jī)墩和空心進(jìn)行分離并顯示。在建模時(shí)需要按照CAD圖紙尺寸進(jìn)行參數(shù)控制，可通過(guò)導(dǎo)入CAD圖紙、繪制參照線、模型線等輔助功能建模。3.2.2.2水輪發(fā)電機(jī)建模水布埡水電站采用立軸混流式水輪機(jī)，主體部分包括頂蓋、轉(zhuǎn)輪、座環(huán)與蝸殼結(jié)構(gòu)。其中頂蓋、轉(zhuǎn)子可由簡(jiǎn)單的拉伸得到，轉(zhuǎn)軸和外殼等也可以通過(guò)導(dǎo)入對(duì)應(yīng)尺寸的CAD圖紙鎖定后拾取線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到，總體較為簡(jiǎn)單，但應(yīng)需注意尺寸對(duì)應(yīng)正確。圖3.13發(fā)電機(jī)上部結(jié)構(gòu)圖1.轉(zhuǎn)輪、葉片及座環(huán)的創(chuàng)建轉(zhuǎn)輪部分可先用旋轉(zhuǎn)功能繪制轉(zhuǎn)輪一側(cè)截面輪廓，再繪制轉(zhuǎn)軸即可實(shí)現(xiàn)。葉片部分通過(guò)比對(duì)二維圖紙中的輪廓進(jìn)行繪制，并通過(guò)放樣實(shí)現(xiàn)厚度從而形成三維模型，最后通過(guò)陣列實(shí)現(xiàn)快速環(huán)繞布置。圖3.14葉片放樣輪廓圖2.座環(huán)及固定導(dǎo)葉設(shè)計(jì)由于Revit軟件的拉伸功能支持環(huán)狀輪廓，故可用座環(huán)拉伸創(chuàng)建座環(huán)上環(huán)，再使用拉伸創(chuàng)建帶圓型出水口的下環(huán)。而固定導(dǎo)葉的創(chuàng)建與轉(zhuǎn)輪葉片類似，可先進(jìn)行放樣在進(jìn)行環(huán)繞半徑陣列布置。 圖3.15座環(huán)整體效果圖3.蝸殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水輪機(jī)結(jié)構(gòu)中，蝸殼的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一方面需要與座環(huán)邊界吻合，另一方面需要根據(jù)圖紙進(jìn)行多段拼接，并保證外殼完美融合。在蝸殼的設(shè)計(jì)中，根據(jù)圖紙將蝸殼分為四段進(jìn)行拼接，前三段使用放樣融合功能，對(duì)每一個(gè)輪廓進(jìn)行編輯后放樣可實(shí)現(xiàn)拼接，其中每一段放樣融合需要注意的是輪廓并不是一個(gè)圓形，還需考慮與座環(huán)的拼接，此外還需精確角度的大小和半徑的長(zhǎng)度，對(duì)于直線段蝸殼，可直接采用放樣功能建造。在四段蝸殼建模拼接完成之后，會(huì)出現(xiàn)第一段蝸殼插入直線段蝸殼進(jìn)水管道的問(wèn)題，此時(shí)需要在直線段蝸殼中創(chuàng)建空心拉伸消去插入的蝸殼，實(shí)現(xiàn)整段蝸殼模型的融合，以及進(jìn)水道的順通。圖3.16蝸殼放樣融合操作圖圖3.17蝸殼分段示意圖4.水輪發(fā)電機(jī)模型拼接發(fā)電機(jī)部分包括機(jī)架、轉(zhuǎn)子、定子等，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不高，均可以通過(guò)拉伸和旋轉(zhuǎn)功能建出，布置時(shí)進(jìn)行空心旋轉(zhuǎn)，體現(xiàn)內(nèi)部發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)軸通過(guò)拉伸功能建出，實(shí)現(xiàn)水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的連接。圖3.18帶軸發(fā)電機(jī)與水輪機(jī)結(jié)構(gòu)3.2.2.3尾水管建模水布埡下部結(jié)構(gòu)中尾水管建模分為三段，第一段承接座環(huán)出水口，第二段為將圓形管道過(guò)渡為矩形管道，第三段為尾水?dāng)U散段。放樣融合編輯輪廓時(shí)時(shí)需注意與座環(huán)出水口半徑尺寸正確對(duì)應(yīng)，保證尾水出水順暢，再根據(jù)橫剖圖、縱剖圖得到路徑信息并正確繪制路徑，且由于放樣融合無(wú)法形成環(huán)形輪廓，故只能先建出一側(cè)模型，在通過(guò)鏡像繪制另一側(cè)管道模型，最后完成三段尾水管道的建模。圖3.19尾水管放樣融合示意圖 圖3.20尾水管模型效果圖3.2.2.4混凝土塊體機(jī)墩建模由于Revit軟件中的族文件在導(dǎo)入項(xiàng)目或其他族文件后是作為整體構(gòu)件存在，故本身的空心圖元無(wú)法與其他文件中的圖元進(jìn)行剪切等互動(dòng)操作，故在建模過(guò)程中決定將交通廊道、排水廊道和操作廊道等與混凝土塊體機(jī)墩在同一族文件中建成。考慮到水布埡地下廠房布置的四臺(tái)機(jī)組裝機(jī)容量一致，機(jī)組的機(jī)墩結(jié)構(gòu)也是相同的，但由于機(jī)組在廠房中的位置區(qū)別，中間兩臺(tái)2、3號(hào)機(jī)組構(gòu)造完全相同，1、4號(hào)機(jī)組因?yàn)樘幵谕鈧?cè)，故廊道布置不能直接打通至外部，故需單獨(dú)修改并另存為新族，此外注意的是由于廠房加長(zhǎng)段中檢修集水井的存在，四號(hào)機(jī)組混凝土機(jī)墩長(zhǎng)度尺寸也有所不同，需更加以修改。圖3.21機(jī)組布置示意圖（隱藏墻體）需要注意的是，混凝土塊體雖然材質(zhì)相同，但其各塊銜接部分與尺寸均有區(qū)別。同時(shí)由于蝸殼與尾水管的復(fù)雜曲面以及其內(nèi)部留有的空心部分，需要嚴(yán)格貼合水輪發(fā)電機(jī)模型設(shè)計(jì)澆筑的混凝土機(jī)墩模型。其中較為麻煩的是蝸殼與尾水管部分的分塊建模，由于Revit建模自由度不高，常會(huì)出現(xiàn)放樣失敗提示，故蝸殼周圍部分只能通過(guò)分為多塊模型然后拼接完成，最后將材質(zhì)設(shè)置為機(jī)墩材質(zhì)，將發(fā)電機(jī)水輪機(jī)結(jié)構(gòu)與混凝土塊體準(zhǔn)確合并即可得到下部結(jié)構(gòu)綜合體。完成混凝土塊的建模和拼接之后，需要進(jìn)行廊道挖空布置，四臺(tái)機(jī)組混凝土機(jī)墩塊體中都布置有排水洞、交通豎井、樓梯豎井和進(jìn)人井，這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要通過(guò)創(chuàng)建空心拉伸等實(shí)現(xiàn)，部分內(nèi)部廊道空心效果圖如圖3.22與圖3.23所示。完成三步建模后即可得水輪機(jī)綜合體如圖3.24所示。圖3.22機(jī)墩排水廊道空心示意圖圖3.23機(jī)墩豎井及交通廊道等空心示意圖圖3.24整體機(jī)墩外形圖完成下部結(jié)構(gòu)三維設(shè)計(jì)后載入項(xiàng)目文件中拼接并分別布置后，就可得到水布埡地下廠房的主體部分三維模型，如圖3.25所示。圖3.25主廠房軸測(cè)圖3.3上下游引水出水管道設(shè)計(jì)水布埡地下廠房建筑群除了主廠房外仍布置有母線洞、交通洞、場(chǎng)外排水洞等較多建筑，在完成主體廠房建模之外，還需對(duì)這些洞室進(jìn)行設(shè)計(jì)建模并根據(jù)圖紙上的位置安放，尤其是上游引水管道與下游出水管道的布置，由于它們都是每段截面形式都有所不同，故需分段建模并拼接，最后將上游引水管道與蝸殼進(jìn)水口相連，將下游出水管道與尾水管相連，形成基本完整的地下模型。3.3.1上游引水管道設(shè)計(jì)水布埡水電站上游引水管道由多段拼接而成，其中截面形式有多種，進(jìn)而需要按照?qǐng)D紙嚴(yán)格設(shè)計(jì)，對(duì)于彎曲段可以通過(guò)放樣繪制路徑實(shí)現(xiàn)，可參考圖3.26路徑效果，截面過(guò)渡段通過(guò)放樣融合實(shí)現(xiàn)，根據(jù)圖紙參數(shù)可以放置參照線定位建模。圖3.26彎曲連接段放樣路徑圖圖3.27連接蝸殼進(jìn)水處示意圖末端連接蝸殼進(jìn)水管道處由于是與平面接觸，故需利用空心拉伸形狀將彎曲管道末端削平，如圖3.27所示，完成各管道的建模并拼接后效果如圖3.28所示。圖3.28引水管道整體示意圖3.3.2尾水管道設(shè)計(jì)水布埡水電站尾水管道與上游引水管道類似，由四段不同的管道構(gòu)成，基本通過(guò)放樣與放樣融合操作就可以完成各段模型的建立并將其拼接，建模時(shí)設(shè)立了參照線保證了管道的長(zhǎng)度與坡度。擴(kuò)散段放樣融合示意圖 （b）尾水隧洞輪廓圖圖3.29尾水管道部分建模示意圖3.3.3其余部分設(shè)計(jì)進(jìn)水塔與尾水平臺(tái)的建造由于沒(méi)有詳細(xì)的CAD圖紙，只有詳細(xì)的標(biāo)高，設(shè)計(jì)信息不足以建造精細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故只在建立了對(duì)應(yīng)標(biāo)高后搭建了樓板墻體等結(jié)構(gòu)，并挖空墻體以銜接管道出水口。3.4洞室及豎井設(shè)計(jì)完成主廠房與進(jìn)出水管道的建模后，地下電站的水流路線輪廓已經(jīng)明了，根據(jù)水電站的特點(diǎn)，還需要完成母線洞以及剩余部分洞室廊道的建立。除此之外，地下廠房與地面連通的母線豎井也需要在廠房基礎(chǔ)上完善，在將母線洞、交通洞連接到廠房以及各洞室相互銜接時(shí)，需要格外注意墻體的輪廓和挖空，保證洞室內(nèi)空間的連通。圖3.30墻體不規(guī)則輪廓示意圖3.4.1母線洞及母線豎井設(shè)計(jì)在水布埡地下廠房的布置中，母線洞進(jìn)人地板高程與標(biāo)高為200.50m的電氣夾層對(duì)應(yīng)，四條母線洞銜接廠房后直接與母線豎井相連并直通地面500KV變電所，母線洞中布置有電纜溝，在進(jìn)行建模時(shí)需按圖紙給定輪廓建模。3.4.1.1母線洞建模母線洞由于截面形式固定，且四條母線洞無(wú)尺寸布置等差別，故首先考慮新建常規(guī)模型，并通過(guò)陣列方式布置，在新建常規(guī)模型中，點(diǎn)擊前視圖，再根據(jù)二維圖紙中的截面形式和尺寸設(shè)計(jì)母線洞輪廓，最后根據(jù)橫剖圖確定拉伸長(zhǎng)度，完成建模后將其載入到廠房項(xiàng)目中，陣列布置好即完成母線洞與廠房的銜接。圖3.31母線洞拉伸長(zhǎng)度示意圖3.4.1.2母線豎井建模母線豎井結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可通過(guò)放置樓板和墻體實(shí)現(xiàn)，但要在其中布置樓梯，同時(shí)給母線留出空間，并且銜接電纜溝，水布埡母線豎井較長(zhǎng)，底部連接標(biāo)高200.50m的母線洞，頂部直通標(biāo)高317.50m的地面。3.4.2其他廊道及洞室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水布埡水電站地下主廠房周圍布置有較多場(chǎng)外排水洞，它們圍繞在廠房周圍，除此之外，還有與母線豎井連接的交通廊道，通向地面的交通豎井和與主廠房連通的交通洞，這些洞室中較為復(fù)雜的是交通廊道的布置，由于交通廊道直接銜接母線豎井，所以要保證輪廓正確與連通順暢。3.4.2.2場(chǎng)外排水洞建模場(chǎng)外排水洞建模較為簡(jiǎn)單，由于圖紙中給出了明確的截面輪廓和尺寸，所以只需通過(guò)新建常規(guī)模型并編輯輪廓和拉伸長(zhǎng)度完成，最后載入項(xiàng)目中，再進(jìn)行復(fù)制和放置，總體與母線洞的做法類似，難度不大。圖3.32場(chǎng)外排水洞輪廓圖水布埡地下廠房交通洞布置在廠房安裝場(chǎng)右側(cè)，直接通到廠房?jī)?nèi)部，由于交通洞的路徑為曲線形式，截面輪廓無(wú)變化，所以在新建常規(guī)模型中繪制參照線后，點(diǎn)擊放樣功能后再依據(jù)參照線繪制路徑，從平面圖紙上獲取輪廓信息并編輯輪廓后完成放樣生成模型載入到廠房項(xiàng)目中，在與廠房右側(cè)安裝場(chǎng)銜接時(shí)需要對(duì)齊樓板高度與墻邊界，最后將與交通洞接觸的墻體重新編輯，留出與洞室內(nèi)輪廓吻合的空間，保證交通暢通無(wú)阻。圖3.33交通洞模型效果圖3.4.2.3交通廊道與交通豎井建模水布埡地下廠房交通廊道布置在母線豎井旁并與之銜接融合，由于要保證交通廊道的城門式輪廓，還需保證電纜溝的連通以及與交通豎井的連通，于是通過(guò)搭建多塊樓板和墻體來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便在側(cè)面留出空間連接母線洞與電纜溝。同理適用于交通廊道截面擴(kuò)大處的搭建，最后銜接垂直相交的交通廊道時(shí)，需要在與之垂直段的一側(cè)進(jìn)行空心拉伸，挖空部分結(jié)構(gòu)，形成城門式空心通道，保證交通廊道暢通。除此之外，交通豎井與母線豎井類似，不過(guò)需要布置電梯等豎井結(jié)構(gòu)，并且在建模時(shí)需要編輯下部墻體，保證與交通廊道的連通。圖3.34母線豎井與交通廊道銜接處效果圖圖3.35交通廊道側(cè)面挖空效果圖3.5地面建筑物三維設(shè)計(jì)水布埡水電站地面結(jié)構(gòu)包括500KV變電站以及管理樓，其中管理樓結(jié)構(gòu)與主廠房框架類似，都是通過(guò)搭建樓板墻柱等實(shí)現(xiàn)，不再過(guò)多說(shuō)明。管理樓分為五層，一層標(biāo)高315.40m，布置有接待室，配電裝置室，直流電源室等，二層標(biāo)高319.20m，主要布置辦公室和實(shí)驗(yàn)室，三層標(biāo)高為322.80m，布置有氣體消防室和電纜室等，四層標(biāo)高326.40m，布置有會(huì)議室，中控室布置在標(biāo)高為331.20m的第五層。其中標(biāo)高為326.40m的第四層管理樓與右側(cè)連通，從三維視角隱藏墻體可以清晰看到右側(cè)布置的主變器等部分設(shè)備，如圖3.36所示。管理樓每層都布置有很多房間，故需按照?qǐng)D紙利用墻體準(zhǔn)確分隔每個(gè)房間，并布置好門窗豎井，而且梁柱較多，布置較為繁瑣，可以通過(guò)導(dǎo)入對(duì)應(yīng)尺寸的CAD圖紙進(jìn)行輔助建模，根據(jù)各樓層中不同房間的布置，利用“房間”功能可以分隔并標(biāo)注房間名，最后可在顏色方案中完成各類房間的配色，部分樓層平面圖及房間配色效果如圖3.37與圖3.38所示。圖3.36500KV變電所樓層軸測(cè)圖（隱藏墻）圖3.37管理樓第一層平面圖圖3.38管理樓第四層平面圖3.6廠內(nèi)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)在完成主要部分的建筑模型建立之后，為了體現(xiàn)更真實(shí)的體現(xiàn)水電站的內(nèi)部環(huán)境，還需要根據(jù)圖紙上給明的設(shè)備信息及尺寸等完成機(jī)械與電氣設(shè)備等部分細(xì)小構(gòu)件的建模。對(duì)于常用的電氣或機(jī)械設(shè)備，Revit的自帶族庫(kù)之中已經(jīng)擁有，可以將其打開(kāi)并根據(jù)圖紙資料修改基本參數(shù)后載入到項(xiàng)目中放置，使其滿足水布埡電站的使用需求。對(duì)于較為特殊的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)用“公制常規(guī)模型”類型族文件自建使用，也可以分零件創(chuàng)建最終拼接成型，在此過(guò)程中需要參考相關(guān)書(shū)籍資料了解部分設(shè)備的主要構(gòu)造，避免設(shè)計(jì)出錯(cuò)。建模完成后，可以在屬性中修改模型的材質(zhì)，使其貼合實(shí)際效果，圖3.39至3.42為設(shè)計(jì)過(guò)程中自建的部分模型效果圖。圖3.39低壓空氣機(jī) 圖3.40配電柜圖3.41母線電纜 圖3.42壓力油罐

4三維模型的渲染與漫游4.1三維模型的渲染模型的渲染是指在三維模型創(chuàng)建完成之后，對(duì)其進(jìn)行材質(zhì)貼圖，燈光和場(chǎng)景布置的操作，利用渲染軟件將模型外觀修改，讓三維模型如實(shí)物般呈現(xiàn)出來(lái)，達(dá)到模型實(shí)際效果，實(shí)現(xiàn)三維可視化。三維建模渲染軟件在許多行業(yè)中都有應(yīng)用，較為常用的有3DSMax和Lumion軟件，此次設(shè)計(jì)使用Lumion8.0渲染軟件，其操作較為方便且功能強(qiáng)大。在使用Lumion軟件渲染水布埡廠房模型之前，需要在Revit中將模型導(dǎo)出為fbx格式，并將其命名為英文格式，否則會(huì)出現(xiàn)更換材質(zhì)后模型變黑的問(wèn)題。導(dǎo)入Lumion軟件并放置模型之后，點(diǎn)擊編輯模式選擇材質(zhì)，然后便可選擇模型各部分進(jìn)行更換材質(zhì)，材質(zhì)功能之中又包括更換材料和涂色選項(xiàng)，需結(jié)合實(shí)際對(duì)模型各部進(jìn)行渲染。對(duì)各部分材質(zhì)渲染完成后，可調(diào)整視角進(jìn)入拍照模式，拍照時(shí)應(yīng)選取效果較好，模型信息較全的點(diǎn)位，得出的照片可再進(jìn)行場(chǎng)景渲染，除了給定的幾種風(fēng)格之外還可自定義場(chǎng)景光線等環(huán)境。圖4.1材質(zhì)替換操作示意圖圖4.2場(chǎng)景渲染操作示意圖4.2三維模型漫游Lumion軟件可以通過(guò)漫游動(dòng)畫(huà)的形式進(jìn)一步加強(qiáng)模型的可視化效果，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了兩大部分的建模，一部分是地下廠房及其建筑群的模型，另一部分是地上開(kāi)關(guān)站管理樓的模型。由于兩部分模型在開(kāi)始時(shí)分成了兩個(gè)項(xiàng)目樣板進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以利用Lumion渲染時(shí)并沒(méi)有拼接在一起實(shí)現(xiàn)整體漫游動(dòng)畫(huà)，主要實(shí)現(xiàn)了主廠房?jī)?nèi)的漫游視頻，其中下圖4.4是地下廠房主體三層結(jié)構(gòu)的漫游視頻九宮格截圖。模型漫游在Lumion操作頁(yè)面右下角的動(dòng)畫(huà)模式中實(shí)現(xiàn)，首先通過(guò)移動(dòng)攝像機(jī)位置并拍照得到幾張場(chǎng)景圖即生成視頻的關(guān)鍵幀，點(diǎn)擊生成動(dòng)畫(huà)后Lumion會(huì)依次拍攝關(guān)鍵幀確定漫游路徑直到漫游結(jié)束，通過(guò)Lumion的智能計(jì)算便可實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)效果。在此過(guò)程中可以隨時(shí)觀看漫游視頻效果，對(duì)以完成的關(guān)鍵幀可實(shí)現(xiàn)修改、刪除，插入等多種功能，使用極為便捷。同樣地，動(dòng)畫(huà)模式也可以添加各種場(chǎng)景特效以達(dá)到更好的效果，春夏秋冬、黑夜白晝等各種場(chǎng)景環(huán)境都可以進(jìn)行替換，對(duì)模擬實(shí)際水電站中的運(yùn)行環(huán)境來(lái)說(shuō)效果很好。圖4.3管理樓衛(wèi)生間視角圖圖4.4漫游視頻九宮格截圖（水輪機(jī)層→發(fā)電機(jī)層）5成果實(shí)現(xiàn)水布埡水電站地下廠房三維設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)二維CAD圖紙?zhí)崛?shù)，在Revit平臺(tái)上建立整體建筑模型的設(shè)計(jì)實(shí)踐，成果實(shí)現(xiàn)的方式主要包括:能夠進(jìn)行碰撞檢查，優(yōu)化方案，節(jié)省成本，導(dǎo)出所需的剖面圖和平面圖；對(duì)模型進(jìn)一步渲染，編制漫游視頻；導(dǎo)出構(gòu)件明細(xì)表，統(tǒng)計(jì)工程量；為工程構(gòu)件明細(xì)提供依據(jù)，為工程管理、工程造價(jià)概算提供便利等。主廠房?jī)?nèi)部渲染圖附圖一地下建筑群模型圖附圖二管理樓整體渲染效果圖附圖三二號(hào)機(jī)組沿中心線橫剖面圖附圖四廠房沿機(jī)組中心線縱剖面圖附圖五主廠房發(fā)電機(jī)層平面圖附圖六主廠房電氣夾層平面圖附圖七主廠房水輪機(jī)層平面圖附圖八6問(wèn)題與思考在本次對(duì)水布埡水電站的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我對(duì)BIM技術(shù)以及其實(shí)現(xiàn)形式有了一定的認(rèn)識(shí)，初步熟悉了Revit工作平臺(tái)的建模功能。在建模過(guò)程中，不僅加強(qiáng)了對(duì)水電站各部件的了解，還根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)采取不同的建模思路，提高了對(duì)三維建模的掌握程度。但是在建模過(guò)程中我也遇到了較多問(wèn)題和困難，這些問(wèn)題大多出現(xiàn)在圖紙中構(gòu)造的理解以及軟件的使用之中，在設(shè)計(jì)建模之余它們時(shí)常會(huì)引發(fā)我的思考。1.Revit建模的自由度較低Revit是BIM建模軟件，軟件設(shè)計(jì)上就比較注重建模的準(zhǔn)確性還有文件的信息量，但是在建模的自由度就有所限制，比如本次設(shè)計(jì)中就時(shí)常碰到放樣融合等操作無(wú)法完成的問(wèn)題，并且操作失敗時(shí)不會(huì)顯示具體失敗原因，給建模造成了一定的麻煩。2.Revit的兼容性問(wèn)題Revit與其他軟件兼容性不夠高，Autodesk在這方面跟微軟很類似，對(duì)于其他軟件的支持度都很低，都希望是別人來(lái)跟它配合。由于在BIM的協(xié)同流程中常常會(huì)需要使用多種軟件互相配合，因此支持度不高對(duì)于最終成果的完成帶來(lái)不小的影響，本次設(shè)計(jì)中就出現(xiàn)將Revit中的模型轉(zhuǎn)換成為fbx文件格式并導(dǎo)入Lumion后原來(lái)的材質(zhì)和顏色無(wú)法保留的問(wèn)題。3.二維圖紙的信息參數(shù)CAD圖紙中的信息獲取不全也給建模帶來(lái)了一定的麻煩，當(dāng)然本人對(duì)于圖紙的理解程度也有限。

7結(jié)論與展望7.1結(jié)論本文主要介紹了依托于Revit建模軟件和Lumion渲染軟件平臺(tái)，以水布埡水電站地下廠房建筑群以及部分地面建筑物為建模對(duì)象，利用水布埡二維圖紙資料中的參數(shù)信息，并基于BIM理念的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)、建模、渲染過(guò)程。從水布埡水電站建筑的設(shè)計(jì)說(shuō)明以及設(shè)計(jì)圖紙中提取相關(guān)信息，將二維圖紙翻譯為三維模型。在設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格依據(jù)二維參數(shù)信息，充分考慮對(duì)象類別特點(diǎn)以及Revit軟件特性，采用了不同的建模方式和手段，最終將創(chuàng)建的各個(gè)零部件組裝整合形成整體模型。在此過(guò)程中既加深對(duì)BIM技術(shù)的理解，也熟悉了BIM技術(shù)下部分軟件的聯(lián)合運(yùn)用，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)水電站結(jié)構(gòu)功能、設(shè)備布置等方面也有了一定的了解，得出了如下主要結(jié)論：1.近十年來(lái)，中國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和全行業(yè)的努力下取得了巨大的突破，給我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)帶來(lái)了深刻的影響和前所未有的變革。BIM技術(shù)正在和其他相關(guān)技術(shù)深度融合。隨著B(niǎo)IM技術(shù)應(yīng)用的深化，傳統(tǒng)工程建設(shè)過(guò)程正在發(fā)生改變，很多項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)正在逐步融為一體。甲方可以在開(kāi)發(fā)階段就對(duì)運(yùn)維提出具體要求，設(shè)計(jì)和施工也逐步走向一體化，這種變化將促使工程建設(shè)行業(yè)產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)模式和極大改變。2.BIM技術(shù)是水利工程建設(shè)和管理的重要工具，尤其是水利水電工程關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，并且規(guī)模較大，對(duì)設(shè)計(jì)及建設(shè)的要求越來(lái)越高，此時(shí)利用BIM技術(shù)結(jié)合軟件運(yùn)用到實(shí)際中，可以提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工和管控，可以極大提高水利水電工程完工的協(xié)同效率和交互成本，對(duì)水利工程項(xiàng)目的發(fā)展有重大意義。3.BIM與其他信息技術(shù)的融合，推動(dòng)著傳統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)和改造，因此，我們看到BIM技術(shù)的核心價(jià)值正在重新定義，即實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)全過(guò)程的精確建造和全過(guò)程的流程優(yōu)化。這是從根本上推動(dòng)并實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的核心價(jià)值，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅開(kāi)拓了我在工程建設(shè)領(lǐng)域的視角，鍛煉了我的實(shí)際操作能力，更加深了自己對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和思考。7.2展望縱觀過(guò)去數(shù)十年我國(guó)水利行業(yè)的發(fā)展，我認(rèn)為水利水電工程從業(yè)者是十分偉大的，中國(guó)自古以來(lái)就十分重視水利工程的建設(shè)，在未來(lái)也一定是國(guó)家民生大計(jì)。同時(shí)，