BIM技術在建筑電氣設計中的應用

楊志鋒

（四川省建筑設計研究院有限公司，成都 610000）

1 引言

BIM 技術屬于建筑工程設計中的重要技術，相比常規設計方法，基于BIM 技術的設計方法更具有全面性、直觀性、便捷性。但BIM 技術在建筑電氣設計領域的應用相對有限，尚處于探索階段，存在諸多有待優化的問題。在此背景下，探討BIM 技術在建筑電氣設計中的應用策略具有重要意義，充分發揮出BIM 技術的優勢，提高建筑電氣設計水平。

2 項目概況

某辦公樓項目，以辦公為主要功能，建筑的電氣系統豐富，屬于建筑設計中的重點內容。隨著我國信息化產業的飛速發展，為緊跟時代步伐，項目在電氣設計中引入BIM 技術，以期提升建筑電氣設計的綜合效果。在本文中，重點從建筑電氣設計中的協同方式、設計技巧、管線綜合設計、協同設計多個方面著手，探討設計策略。

3 BIM技術概念

BIM 技術是建筑技術與信息技術相融合的產物，涵蓋施工中的所有信息，BIM 技術數字化的信息調取方式使建筑行業更加智能化，同時提升了獲取信息的便捷性。建筑技術與信息技術結合，使工程參與者獲取信息的方式更加多元化，而且從技術層面促進了工程施工效率實現質的飛躍。BIM 技術被提出后，各個建筑行業專家對其表現出了極大的興趣和研究熱情，以期通過該技術促進建筑行業的良好發展。

BIM 技術應用中的關鍵環節在于建立三維數據模型，各種存在關聯的數據存放在數據庫中，一旦某些聯系復雜的數據發生變化，與之相關聯的其他數據同步變化，三維數據模型隨之改變，呈現出基于最新數據的三維模型。此外，數據庫的訪問權限是對所有施工方開放的，以便其及時了解工程進度等信息，必要時根據最新的工程信息靈活調節工程計劃[1]?？偟膩碚f，BIM 技術具有信息可視化強、建筑項目各環節協調程度高、項目實施可模擬、可數字化操作等優勢。

4 BIM技術在建筑電氣設計中的應用要點

4.1 電氣族庫的創建

合理設定基礎條件是保證BIM 技術在建筑電氣設計中得以有效應用的重要前提，其中，電氣族庫的創建屬于重點內容，技術人員必須嚴格依據標準創建具有可行性的電氣族庫。各電氣族庫的屬性需要根據電氣專業特性及與之相關的上、下游數據而定。同時，建筑電氣族庫具有多樣化，原因在于不同廠家、不同規格的產品在尺寸上存在差異[2]，對相應族庫的要求不盡相同，因此，在增添族庫的多樣性后，可結合需求靈活地選擇，提升可用性。

4.2 電氣設計要點

基于BIM 技術的建筑電氣設計通常采用的是RevitMEP軟件，涉及的建筑電氣設計對象包含防雷接地保護系統、電氣火災自動報警系統等。RevitMEP 軟件在建筑電氣設計中具有重要意義，可將其視為按人類思維模式工作的智能工具，若在BIM 技術的應用中采用此軟件后，可降低設計錯誤率，突出建筑電氣設計的重、難點內容，以便設計人員對此部分做針對性的設計，提高整體設計方案的有效性。在創建建筑電氣族庫的基礎上，可將相應的族輸入RevitMEP 軟件中，此舉可便于設計人員更加有效地進行建筑電氣平面設計，但需注意的是，其并非專業制圖軟件，因采用該方式的電氣平面設計可能存在不足，需要在利用該工具進行設計的基礎上進一步用專業軟件優化。例如，實現與電氣線路的連接，深化各項細節的設計，從而構建一套具有立體化特性的設計方案，使方案中的信息更加全面，呈現形式更加直觀，為施工提供明確的指導。

5 BIM技術在建筑電氣設計工作中的應用策略

5.1 工作集協同方式

中心模型放在BIM 服務器內，用戶成為某工作集的所有者時，其他成員享有查看該工作集的權限，也可以進行協作設計，例如，在現有工作集的基礎上增添新圖元，發揮出協同設計帶來的高效、高質量優勢。若其他成員需修改工作集的圖元，必須在所有者借用圖元的基礎上進行修改，從而在源頭上規避設計沖突，提升協同設計的協調性。若模型發生更新，用戶可實時查看，避免設計信息共享滯后的問題。并且，按照各專業系統情況創建工作集，除了考慮到電氣系統自身外，還兼顧其他專業系統，增強建筑各專業間的協調性。

5.2 BIM技術設計技巧

在本辦公樓項目中，電氣系統的主要類型包含配電系統、照明系統、視頻安防監控系統等，涉及的電氣功能系統豐富，電氣設計具有復雜性。在應用AutodeskRevit 軟件進行電氣設計后，可有效應用軟件的平衡配電盤負荷、線路檢查等功能，以全面性的原則進行設計，也可從BIM 模型中提取滿足設計要求的數據，在數據的指導下，更加有效地進行建筑電氣設計。在線路檢查環節，重點考慮對象為設備連接件的邏輯連接，評價其是否具有合理性，對于存在未連接的設備，應在檢查中及時發現，以警告彈窗的方式告知。各項電氣系統均可通過系統瀏覽器進行查詢，點擊相應系統后，可呈現出其配電回路及電流、電壓降等具體參數。

建筑電氣設計具有復雜性，常規設計方式下可能由于考慮不周、協調不善而出現設計錯誤。相較而言，采用BIM 技術，可從源頭上做好設計工作，降低電氣設計錯誤的發生率。設計中，需明確配電系統、導線類型等要素，圍繞各項要素做精準設計，保證電路連接設計的可靠性，規避因設計不合理而引起錯配電壓及過載等問題。BIM 軟件具備創建配電盤明細表的功能，且可進行協調，以保證各相線中的線路負荷具有均衡性。在借助BIM 軟件的建筑電氣設計方式下，設計工作更具靈活性，例如，設計人員可根據工作需求自動創建配電盤明細表樣板，以便在特定的建筑電氣設計場景中得到有效應用。配電盤明細表的組成為：一是頁眉，對配電盤的個體信息做細致的描述，具體涉及配電盤的名稱、安裝部位及具體方式等；二是線路表，涵蓋每回路跳閘電流、線路說明等內容；三是負荷匯總，包含負荷總量、需求系數值等，即反映的是配電盤所連接的各類負荷分類及具體信息；四是頁腳，配電盤信息。

在分析明細表后，更加有效地開展建筑照明設計工作，在相關軟件的輔助下，進行燈具的選型、布置等，也可根據建筑實際情況自定義參數。通過BIM 軟件的應用，確定平均估算照度，明確所需照度級別的照度差值。模型中的視圖多樣化，可生成平面圖、剖面圖、立面圖多種形式的視圖，且與數據庫同步，提升信息的協同性。若需改動某視圖，與之相關聯的其他視圖均會同步更新，避免傳統設計方式下人工手動更新存在的效率低、不準確等問題。在管理協作方面，模型中的設計變更引擎起到重要的輔助作用，可提升管理的及時性、全面性。

5.3 管線綜合碰撞檢測

建筑管線的碰撞檢測基于Navisworks 軟件而實現，其基本思路是：整合圖樣，再針對模型做漫游可視化分析，具體涉及的操作方式包含平移、動態觀察、漫游等。以漫游為例，設計人員及時查詢到漫游時的碰撞情況，在獲得此部分信息后，設計人員可更加針對性地進行碰撞情況的修改，且可以保存視點，后續存在此方面的需求時導出查看，便捷性良好，信息的利用價值得到充分的發揮。

經過對初步碰撞的修改后，進行模型內各專業間的碰撞檢測，明確各類空間碰撞、間隙碰撞等問題[3-4]，生成碰撞檢測報告，用于準確地反映碰撞檢測的具體結果。在借助BIM 技術完成碰撞檢測后，有針對性地修改碰撞檢測報告中揭示的問題部位，并協調好其與周邊設施的關系，例如，按照“大管讓小管、有壓讓無壓”的原則協調，保證各類管線自身以及管線之間的關系均具有合理性。在本工程中，經過碰撞檢測、修改后，獲得的模型基本實現“零碰撞”，效果良好。碰撞檢測調整后的情況如圖1 所示。

圖1 碰撞檢測調整后

5.4 BIM技術在構建電氣庫中的應用

全面調查電氣專業上、下游的數據，在BIM 技術的支持下開展建筑電氣庫的設計工作，發揮出其在促進質量提高、增加效益等多個方面的作用。由于BIM 技術具有可視化的功能，設計人員在采用該項技術構建數據庫時，將獲得更加便捷的條件，例如，獲得可靠的數據參考，結合實地考察結果進行全面分析，制訂一套完善的電氣設計方案。為充分發揮出BIM技術在建筑電氣庫構建中的應用優勢，設計人員需要梳理電氣庫的構建流程，明確電氣庫的特點，在規范和標準的引導下有條不紊地進行電氣庫的設計，最終制訂一套科學、可行的電氣設計方案。

6 電氣專業與其他專業的協同設計

1）對模型結構和組成情況進行分析，評估是否具有協調性、正確性，對于存在結構錯誤的模型，需做出優化，在此前提下方可輸入BIM 模型數據，否則將無法充分利用模型所包含的信息進行電氣專業與其他專業的協同設計。

2）建模規則和文件命名規則需統一。在輸入BIM 模型數據時，應根據類別的不同對電氣元素進行分組，保證各類電氣元素的準確性。此外，需注重各類電氣元素間的關聯性，原因在于合理的關聯條件下有利于提高模型數據的重用率。

3）電氣專業設計時，應注重與其他專業數據的協同應用，例如，可以采用其他專業的電氣提資數據，盡可能追求數據的輕量化、可重用等目標。

4）BIM 模型數據的輸出在建筑各階段均具有可行性，但必須保證數據格式的規范性和數據的完整性，以充分發揮出輸出數據的應用價值。BIM 數據的保存需要嚴格依據IFC（Industry Foundation Classes）的規則進行，原因在于其是與BIM 數據相關的唯一國際標準，應用該規則具有必要性。在IFC 規則的引導下，BIM 軟件可進行標準化的數據轉化。

5）在BIM 模型輸出前，需要詳細地檢查，確定合適的數據輸出格式，使輸出的數據能夠滿足不同的工作需求。并且在明確數據輸出格式后，還可提高數據的質量，進而充分發揮出數據的利用價值。對于模型數據文件名的制定，則需要遵循一致性的原則，避免混亂。

7 結語

綜上所述，電氣設計具有復雜性，常規設計方式下可能存在設計錯誤、效率低等問題。為此，可采用BIM 技術，以提升建筑電氣設計方案的可靠性。作為設計人員，需要認識到BIM技術的應用價值，掌握BIM 技術的應用原理，結合建筑工程條件開展針對性的電氣設計工作，提高建筑電氣設計水平，為后續電氣系統的施工和有效使用打好基礎。