淺析BIM技術在機電專業(yè)設計中的應用

1 前言

隨著BIM(Building Information Modeling)技術在建筑中應用發(fā)展，BIM在機電專業(yè)中的應用也不再局限于碰撞檢查、管線綜合優(yōu)化設計。以電氣專業(yè)為例，為了解決針對使用revit軟件過程中遇到的強、弱電系統(tǒng)建模管理混亂的問題，相關BIM工程師通常采用中心文件-工作集建模的工作方式，但這種方式雖解決了以上問題，但對較大模型后期使用容易出錯、族庫依附于建筑專業(yè)模型不便移動等問題仍然沒有較好的解決方案，結合某科研樓項目的電氣專業(yè)設計特點，筆者摸索出一套更適用于電氣專業(yè)建模的工作流程與方式，提高了該高層建筑項目電氣專業(yè)建模的流暢度及工作效率。

2 科研樓項目概況

該科研樓項目總建筑面積44690.42平方米，地上39645.41平方米，包含三個單體1#辦公樓、2#科研樓、輔助用房。本文以2#科研樓為實例，理解BIM技術的應用。2#科研樓地上共26層，地下共一層，總建筑面積為18450.64平方米，層高77.1m，屬于高層公共建筑，耐火等級為一級，地下部分耐火等級一級。設計采Revit2014建立BIM模型。圖1為2#科研樓軸測圖示意圖。

圖1 2#科研樓軸測圖

圖2 Bim模型的搭建流程圖

3 BIM模型的搭建

在進行BIM模型創(chuàng)建之前，首先要進行項目前準備，包括制圖模式的選擇，樣板文件和族庫的準備，另外機電項目的設計還要明確標高和軸網(wǎng)的定位信息，再根據(jù)標高軸網(wǎng)信息建立電氣設備等模型構件。Bim模型的搭建流程圖如圖2所示。

3.1 制圖工作模式的選擇

首先沒有什么工作方式是最好的，只有最適合的，都是為了保證項目效率和質(zhì)量。每種工作方法都是對項目的拆分、組合，只是方法不同。怎樣才能達到更好的效果，要根據(jù)項目情況、軟硬件情況、團隊情況來判斷。Revit具體制圖模式的選擇如下表1所示。

該科研樓項目屬于一類高層建筑，項目本身信息量龐大，若只采用中心文件-工作集的方式工作，對計算機硬件水平要求太高，運行緩慢，而且管理容易出錯，結合電氣專業(yè)自身的特點，筆者摸索出一套適合該項目電氣專業(yè)建模方式，即靈活選用外部鏈接-中心文件結合的工作方式。

3.2 樣板文件和電氣族庫的準備

Revit繪圖與CAD相比，更加信息化，用戶通過制作項目樣板文件可一次性完成部分設置，包括二維注釋族設置、對象樣式設置、項目信息、共享參數(shù)設置、單位、位置設置、系統(tǒng)族設置、項目標高軸網(wǎng)設置、視圖樣板設置、明細表設置、出圖樣板設置等。電氣專業(yè)樣板文件選取如圖3所示。采用外部鏈接-中心文件的工作模式，每個專業(yè)可擁有本專業(yè)獨立的項目樣板文件，電氣專業(yè)的特點就是系統(tǒng)多，族的種類繁多且具有依附性，專門建立補充針對這一問題的電氣族，如靈活吸頂燈族的建立如圖4所示。

3.3 創(chuàng)建軸網(wǎng)與標高

實際建模過程中，可根據(jù)建模進度需要選用復制監(jiān)視功能，如圖5所示，將建筑模型的軸網(wǎng)和標高復制到電氣專業(yè)項目中，然后根據(jù)電氣本專業(yè)圖紙和特點自行建模，這樣可一定程度上擺脫電氣專業(yè)完全滯后于建筑專業(yè)建模的傳統(tǒng)模式。

3.4 標準層系統(tǒng)的分層管理

電氣專業(yè)實際出圖時，是按照電力、照明、弱電、消防等不同系統(tǒng)分別出圖的，因此在使用revit軟件建模時，可以嘗試采用工作集和過濾器兩種方式實現(xiàn)，針對該項目選用的外部鏈接-中心文件工作模式，筆者采用的是添加過濾器的方式，如圖6所示，進行系統(tǒng)過濾并添加顏色進行區(qū)分，實現(xiàn)系統(tǒng)分層管理的效果。

3.5 樓層模型的成組復制

考慮到該項目是高層建筑，因此在使用revit軟件建模時，可以采用成組關聯(lián)的方式先建立標準層電氣模型，然后進行相應樓層以成組的方式進行移動復制，如圖7、圖8所示，這樣可提高建模效率并方便修改管理。

表1 Revit制圖模式的比較

圖3 電氣專業(yè)樣板文件選取圖

圖4 吸頂燈族的建立圖

圖5 復制監(jiān)視選項對話框圖

圖6 添加過濾器管理的模式圖

圖7 創(chuàng)建標準層電力模型組圖

圖8 標準層成組的方式進行樓層復制圖

4 BIM模型在該科研樓項目中的電氣應用

本工程由BIM研究中心進行全鏈條模型設計，從建立工程標高，到軸網(wǎng)基本信息模型，再到電氣專業(yè)與建筑、結構專業(yè)同時參與建模并協(xié)同工作，使設計更為高效。

4.1 專業(yè)化、規(guī)范化建模

該模型使用不同電氣系統(tǒng)添加過濾器的方式，使電氣各個系統(tǒng)獨立，可以實現(xiàn)對應三維模型有層次感。對應分別生成每個獨立的電氣系統(tǒng)視圖，標準層照明系統(tǒng)三維模型如圖9、圖10所示，進而對每張視圖進行出圖打印前設置，可實現(xiàn)更貼近實際出圖習慣的規(guī)范化建模方式。標準層revit模型電力系統(tǒng)平面圖如圖11所示。

4.2 精細化、信息化建模

基于BIM 技術的電氣設計的核心是管線綜合，將Revit與Navisworks聯(lián)合應用，實現(xiàn)三維模型管線綜合、碰撞檢測功能，針對樓層不同管線可能存在的碰撞問題，生成碰撞報告。Revit模型部分碰撞報告圖如圖12所示。

根據(jù)碰撞結果，在BIM模型中實時更改模型，通過次運行碰撞檢測，實現(xiàn)機電專業(yè)主管線零碰撞，實現(xiàn)模型建立的精細化。最終機電管線綜合圖減少，設計優(yōu)化，減少后期施工變更。優(yōu)化調(diào)整后機電管線效果圖如圖14所示。

BIM技術在電氣設計應用的另一核心為信息化、協(xié)同設計。傳統(tǒng)二維電氣設計通過紙質(zhì) 或者CAD文件提資，信息傳遞可靠性不強。但是以 Revit為平臺的電氣設計，各專業(yè)無需互提資料，所有用電設備的信息可通過鏈接文件直接提取；其他專業(yè)提出的信息修改，通過管理鏈接文件或中心文件同步，可重新載入最新信息，做到實時更新、聯(lián)動修改，保證了最終模型信息的唯一性和準確性。利用 BIM 模型強大的信息化特點，設計者亦可根據(jù)需求創(chuàng)建各種類型明細表，反應電氣族的各種參數(shù)和屬性 及其專業(yè)間提橋架洞口信息，標準層橋架洞口及對應明細表如圖13所示。信息模型的實時更新不是所有變動電氣專業(yè)都跟進，而是通過提鏈接文件或中心文件同步的方式，適時、準確地反應到電氣模型中。

圖9 標準層照明系統(tǒng)三維模型圖

圖10 標準層電力系統(tǒng)三維模型圖

圖11 標準層revit模型電力系統(tǒng)平面圖

圖12 Revit模型部分碰撞報告截圖

圖13 優(yōu)化調(diào)整后部分機電管線效果圖

圖14 標準層橋架洞口圖及對應明細表

5 結束語

本文結合科研樓高層建筑項目，對BIM技術在高層建筑中的電氣應用進行探討和總結，摸索出一套采用外部鏈接-中心文件、系統(tǒng)分層管理，成組整體移動的建模方式，提高了高層建筑項目電氣專業(yè)建模的流暢度及工作效率。BIM作為一種新的設計方法和設計工具，在電氣設計中的應用具有廣闊的發(fā)展空間。