BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用實(shí)踐研究

魏華

摘要：在近年來隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，人們對電氣設(shè)計的要求越來越高，以往的設(shè)計和制造業(yè)獲得深入性的發(fā)展，在此背景下需要融入先進(jìn)的BIM技術(shù)來完善當(dāng)前電氣設(shè)計，不僅要貼合于日常的使用要求，還要使整體設(shè)計方案的科學(xué)性得到充分的保障，凸顯現(xiàn)代化的電氣設(shè)計模式，提高了整體的設(shè)計效果。本文論述了建筑電氣設(shè)計中BIM技術(shù)結(jié)合實(shí)際的具體應(yīng)用與展望。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);建筑電氣;電氣設(shè)計;設(shè)計應(yīng)用

一、BIM技術(shù)的概述

（一）內(nèi)涵

為了使BIM技術(shù)能夠在建筑電氣設(shè)計中發(fā)揮其應(yīng)有的價值以及效果，在實(shí)施工作中需要掌握BIM技術(shù)的特點(diǎn)以及主要的工作內(nèi)涵，以此來為后續(xù)工作指明正確的方向。BIM的全稱為建筑信息模型，具有可視化、協(xié)同性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等特點(diǎn)，BIM將完整的、同建筑工程實(shí)際情況相符的建筑工程信息通過數(shù)字化的技術(shù)建立在建筑工程的三維模型中。這個三維模型將建筑工程設(shè)計中各個專業(yè)的工程信息集成在三維模型中，在建筑工程項(xiàng)目的不同階段，建設(shè)、設(shè)計、施工、監(jiān)理等相關(guān)單位可以通過BIM共享和交換信息。BIM不僅僅可以在工程設(shè)計中應(yīng)用，還可以在建設(shè)工程項(xiàng)目的全生命周期中為項(xiàng)目的所有參與者提供完整、可靠、與實(shí)際情況一致的信息依據(jù)。在實(shí)際設(shè)計時通過這一技術(shù)應(yīng)用可以使整個設(shè)計方案變得更加立體和可視化，精準(zhǔn)性的呈現(xiàn)設(shè)計方案的各方各面，幫助設(shè)計人員深入、直觀的了解主要的設(shè)計問題，發(fā)現(xiàn)在以往平面電氣設(shè)計中所不容易發(fā)現(xiàn)的問題，并減少在設(shè)計中的誤差。還能有效的解決圖紙不協(xié)調(diào)問題，從而使整個電氣設(shè)計效果能夠得到全面的增強(qiáng)。

（二）優(yōu)勢

首先為協(xié)同性的優(yōu)勢，在電氣設(shè)計中所包含的工作內(nèi)容具有復(fù)雜性的特征，涉及到大量的數(shù)據(jù)，為了提高電氣設(shè)計整體效率，還需要相關(guān)人員進(jìn)行通力合作使整體設(shè)計方案能夠具備較強(qiáng)的協(xié)同性，解決在以往設(shè)計中所存在的問題。在具體設(shè)計期間不同部門的實(shí)際工作進(jìn)度存在較大的差異性，相關(guān)設(shè)計人員需要根據(jù)實(shí)際的設(shè)計要求以及所存在的差距，溝通在實(shí)際設(shè)計中的一些問題。但是在以往工作環(huán)境中，由于各個專業(yè)信息交流并不是那么的通暢，在信息溝通方面存在著較多的滯后性，會出現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通專業(yè)之間的碰撞問題。例如電氣專業(yè)在進(jìn)行橋架布置時，由于電氣專業(yè)沒有考慮橋架同一路徑的暖通風(fēng)管、給排水管道、結(jié)構(gòu)梁布置等因素，可能布置橋架處正好有暖通風(fēng)管或結(jié)構(gòu)梁在此處阻礙橋架的施工或影響管道下凈空的高度，類似這種專業(yè)碰撞問題的協(xié)調(diào)解決就只能依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗(yàn)或者發(fā)現(xiàn)施工無法進(jìn)行之后再協(xié)調(diào)解決。BIM的協(xié)同性特點(diǎn)就可以很好的幫助設(shè)計人員去發(fā)現(xiàn)并解決這類問題，通過數(shù)據(jù)建模將不同人員的想法共同的展現(xiàn)出來之后，在模型中加快信息溝通的速度，及時的發(fā)現(xiàn)在實(shí)際設(shè)計中所存在的問題，之后再配合人員之間的溝通以及交流，共同的完善實(shí)際的設(shè)計方案。通過調(diào)整和展示使電氣設(shè)計效果能夠滿足具體的施工要求，充分的彰顯信息模型在協(xié)同設(shè)計方面的運(yùn)用優(yōu)勢。

其次為模擬性的優(yōu)勢，在以往電氣設(shè)計中，主要是通過平面繪圖的方式展現(xiàn)出整體的設(shè)計方案，然而在設(shè)計中由于建筑規(guī)模較大，電氣設(shè)計很難兼顧不同影響因素，例如地下車庫照明，傳統(tǒng)電氣設(shè)計中局部照明燈具布置可能被橋架、風(fēng)管等遮擋，造成局部照明效果達(dá)不到設(shè)計原本想要的效果。BIM的模擬性就可以幫助處理這種問題，通過三維模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫，在工程設(shè)計時，還可以借助BIM的模擬性的優(yōu)勢對需要模擬或想要看到效果鑒于傳統(tǒng)設(shè)計的局限性而不能看到效果的一些東西進(jìn)行模擬，如光照模擬等，更加立體化的展示相對應(yīng)的設(shè)計思路。這樣一來可以快速的發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)計中所存在的問題，提出更加科學(xué)而完善的調(diào)整方案，減少不合理問題的設(shè)計。逐漸的優(yōu)化當(dāng)前的電氣設(shè)計，更加貼合于日常的使用要求以及標(biāo)準(zhǔn)。

最后為可視化的優(yōu)勢，BIM可視化的特點(diǎn)，對于建筑電氣設(shè)計來說，作用非常大，它將建筑電氣設(shè)計人員需要通過二維CAD平面去想象的三維空間以實(shí)體三維模型的形式展示給設(shè)計人員，可以使設(shè)計中看到的效果和施工完成后展現(xiàn)的效果相差很小，在BIM技術(shù)應(yīng)用的過程中，能夠增強(qiáng)設(shè)計方案的可視性，借助相對應(yīng)的建模技術(shù)，能夠?qū)⒖臻g具有的設(shè)計關(guān)系和因素進(jìn)行相互的連接，之后，再配合著模型本身的信息共享功能，將不同信息進(jìn)行廣泛的連接，這樣一來通過全面的溝通和交流快速的解決在實(shí)際設(shè)計時所存在的問題，減少由于信息交流不到位或者是可視化不強(qiáng)而導(dǎo)致設(shè)計工作的偏差。例如在實(shí)際設(shè)計時可將模型共享給現(xiàn)場安裝人員，并通過和安裝人員之間的溝通和交流，共同的完善當(dāng)前設(shè)計方案。既可以降低后續(xù)施工過程中的整改問題發(fā)生幾率，還有助于提高整體設(shè)計的精準(zhǔn)性，滿足后續(xù)的設(shè)計要求以及標(biāo)準(zhǔn)。

二、BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用

1.族庫的建立

首先要建立族庫，族是BIM軟件中最基本的組成單元，是項(xiàng)目設(shè)計的基礎(chǔ)，目前BIM軟件中系統(tǒng)自身已建立的電氣族庫，一是族庫內(nèi)的電氣族的內(nèi)容和樣式偏少，二是族庫內(nèi)電氣族跟國家建筑電氣制圖的標(biāo)準(zhǔn)有差別，不能滿足建筑電氣設(shè)計的需要。在開始一個工程的建筑電氣設(shè)計之前，需要根據(jù)此工程的需要制作適合此工程建筑電氣設(shè)計的族文件。電氣的各種橋架、線纜、配電設(shè)備、弱電設(shè)備等都屬于不同類的族，在建立電氣族文件時首先要在二維視圖上滿足國家建筑電氣制圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還要再三維視圖上滿足相應(yīng)電氣設(shè)備的實(shí)際效果，且還應(yīng)將設(shè)備的各種實(shí)際的屬性參數(shù)（如尺寸、規(guī)格型號參數(shù)等等）編輯到電氣族文件內(nèi)。由于電氣專業(yè)的管線、設(shè)備類型眾多，數(shù)量龐大，每個電氣設(shè)備的規(guī)格型號參數(shù)也直接影響電氣系統(tǒng)建立，計算和效果的模擬（如燈光照度模擬），因此在進(jìn)行族文件建立時對于不同線路和設(shè)備等要建立與之對應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)目，保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)能夠在平面圖中完整的呈現(xiàn)出來，并且還需要符合實(shí)際尺寸和運(yùn)行參數(shù)的要求，在實(shí)際設(shè)計時還需要更多的關(guān)注族庫數(shù)據(jù)的類型以及數(shù)據(jù)本身的復(fù)雜性，如電氣橋架有多種類別，10KV強(qiáng)電橋架、供電局專用強(qiáng)電橋架、消防強(qiáng)電橋架、火災(zāi)報警橋架、弱電橋架等應(yīng)分別建立族庫數(shù)據(jù)，避免對后續(xù)電氣設(shè)計造成一定影響。

2.模型的建立與設(shè)計

在完成以上操作之后，需要建立相對應(yīng)的電氣系統(tǒng)模型，這也是融入在BIM技術(shù)的關(guān)鍵所在。在實(shí)際建模期間，首先要了解建模的步驟和工程設(shè)計的具體要求，建立電氣專業(yè)樣板文件，并引用建筑模型，建立電氣專業(yè)中心文件，再將中心文件共享到內(nèi)部數(shù)據(jù)中心，之后在個人電腦上新建個人電氣模型，設(shè)計人員在個人電氣模型上繪制圖紙，并實(shí)時共享到內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的中心文件中。接下來便可以在已經(jīng)建立的電氣模型中進(jìn)行電氣布點(diǎn)、管線布置、管線連接、設(shè)備及管線標(biāo)注等電氣設(shè)計工作。

3.管線碰撞檢查和調(diào)整

碰撞檢查是指在設(shè)計中檢查各不同專業(yè)（結(jié)構(gòu)、暖通、消防、給排水、電氣橋架等）在空間上的碰撞沖突，利用revit軟件自帶的碰撞檢測功能，根據(jù)各專業(yè)管線發(fā)生沖突時，有壓管讓無壓管，小管線讓大管線，施工容易的避讓施工難度大的，再考慮管材厚度、管道坡度、較小間距以及安裝操作與檢修空間，結(jié)合實(shí)際綜合布置避讓原則，完成結(jié)構(gòu)與設(shè)備管線圖紙之間的碰撞檢查，也可以采用專門的BIM模型綜合碰撞檢查軟件來進(jìn)行，在管線碰撞檢查中對經(jīng)常發(fā)生管線碰撞的問題進(jìn)行科學(xué)的解決，之后再分析產(chǎn)生問題的原因，再采取更加科學(xué)的優(yōu)化措施來進(jìn)行科學(xué)的排布，逐漸的解決以往設(shè)計中的問題。

三、BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計中的展望

BIM技術(shù)，他不僅僅是設(shè)計軟件的改變，也是對傳統(tǒng)設(shè)計方式、設(shè)計思路的一種變革，目前階段BIM設(shè)計軟件仍有不足，如缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電氣族文件庫，可利用的電氣族文件較少，在開始一個工程的建筑電氣設(shè)計之前，需要根據(jù)此工程的需要制作大量適合此工程建筑電氣設(shè)計的族文件，耗費(fèi)了大量的時間和人力，以及設(shè)計人員掌握BIM技術(shù)的熟練程度以及國內(nèi)的BIM標(biāo)準(zhǔn)尚需完善等原因，所以還沒有做到完全意義上的BIM正向設(shè)計，但從BIM技術(shù)在已建或待建工程的應(yīng)用情況來看，BIM技術(shù)的應(yīng)用目前已取得了明顯的效果，相信通過不斷的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，BIM技術(shù)的應(yīng)用將會提高建筑電氣設(shè)計行業(yè)的設(shè)計水平和設(shè)計效率。

結(jié)束語：

在以往建筑電氣設(shè)計中，由于包含的內(nèi)容具有復(fù)雜性的特征，為了避免各個系統(tǒng)出現(xiàn)相互干擾的問題，在實(shí)際工作中需要融入先進(jìn)的BIM技術(shù)做好各個環(huán)節(jié)的科學(xué)設(shè)置，創(chuàng)新以往電氣設(shè)計中的舊模式，具備現(xiàn)代化的特點(diǎn)，抓住BIM技術(shù)本身的運(yùn)用功能，落實(shí)精細(xì)化的設(shè)計原則，協(xié)調(diào)不同的設(shè)計組成部分，遵循整體性和一致性的設(shè)計原則，提高整體設(shè)計的效果。

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