展望BIM技術在建筑電氣設計中的應用

劉瀟陽

【摘 要】針對以往建筑電氣設計中常出現的專業沖突問題，提出一種以三維建模為核心的建筑電氣設計解決方案，即采取 BIM 技術，對此本文著重探討 BIM 技術優勢及其實際應用，并提出未來發展方向，旨在為進一步提高建筑設計水平提供參考。

關鍵詞： BIM; 建筑電氣; 信息傳遞; 應用; 展望

外國的BIM 發展和應用都達到了一定水平，我國住房和城鄉建設部 2011 年 5 月發布的《“十二五”建筑業信息化發展綱要》中，正式將BIM 作為建筑業信息化首要實現目標，明確指出要在施工階段開展 BIM 技術的研究與應用，推進BIM 技術從設計階段向施工階段的應用延伸，降低信息傳遞過程中的衰減，研究基于 BIM 技術的4D 項目管理信息系統在大型復雜工程施工過程中的應用，實現對建筑工程有效的可視化管理等。

1 建筑電氣專業 BIM 應用的基礎

1. 1已頒布的國家標準有《中國 BIM 標準體系CBIMS 框架》;地方標準有《深圳市工程設計行業BIM 應用發展指引》（深圳市勘察設計行業協會（2013））和《香港房屋委員會發展和建設部 BIM標準手冊（1. 0 版）》;

1. 2 可參考的國際標準，可參考的國際標準有美國標準 NBIMS 和英國標準《面向 Autodesk Revit 的 AEC（UK）BIM 標準》。

2 建筑電氣專業設計軟件應用分析

2. 1 傳統應用軟件現狀，當前，建筑電氣工程師使用的傳統 CAD 設計軟件平臺有兩個，即 Autodesk 公司的 AutoCAD平臺和 Bentley 公司的 MicroStation 平臺。專業軟件以天正電氣為主（基于 CAD 平臺開發的二次軟件），部分用戶使用博超電氣軟件（基于 CAD平臺開發的二次軟件），還有個別 AutoCAD 平臺用戶不使用專業軟件。用于計算的專業軟件有ETAP、DIALux 等。

2. 2 BIM 應用軟件現狀BIM軟件的應用在建筑電設計中以Autodesk 公司的Revit Mep、Revit 2013 為主，部分用戶使用 Magicad for Revit & Magicad for CAD 雙平臺。使用 Autodesk 公司的 Naviswork 三維模型瀏覽軟件，進行碰撞檢查、漫游、動畫。另外，鴻業軟件也在積極開發基于 Revit 軟件的機電設計二次軟件。當前，建筑、結構、設備、電氣四個專業普遍使用 Revit 作為整合平臺進行協同設計工作。

2. 3 傳統二維、三維軟件與 BIM 軟件的區別BIM 軟件不同于傳統的二維、三維軟件。

BIM 的核心是信息、信息的互用以及信息在全過程中完整、正確、無缺失的傳遞，包括電氣專業本身信息的傳遞以及與相關（建筑、結構、設備、經濟）專業間協同信息的傳遞。未來的建筑將是數字化、信息化的藝術。正是基于信息的協同和傳遞的要求，建筑設計的五個專業（建筑、結構、設備、電氣、經濟）需要找到一個能夠協同工作的軟件平臺，或者找到使不同的專業軟件之間能夠實現數據無縫對接的辦法（如 IFC 方式）

2. 4 電氣設計中 BIM 技術的應用分析建筑電氣專業的設計內容包括強電部分、智能化（弱電）部分和消防部分，電氣專業設計文件包括圖紙目錄、說明、設計圖、主要設備表、計算書，其中設計圖包括平面圖、系統圖、剖面、詳圖、大樣。設計文件中的圖紙目錄、說明內容可采用傳統方式完成。下面重點分析在使用當前 BIM 軟件繪制設計圖，編制主要設備表、計算書時的完成度以及軟件需改進的內容（文中軟件基于Revit 2013，包括其他在 Revit 基礎上開發的二次軟件），

3 電氣專業工作流程及信息傳遞分析

3. 1 電氣專業的工作流程

工程設計的流程根據項目情況分為方案設計、初步設計、施工圖設計三個階段。

（1） 方案設計階段： 以業主提供的設計任務書為依據，了解其他專業（建筑、結構、設備）工程概況，為建筑方案的調整和深化設計提供技術支持，配合建筑方案提供并校核主要電氣系統機房面積、位置、主要管線通道設置以及對建筑方案產生重大影響的電氣設計條件;輸出設計文件。

（2） 初步設計階段： 接受其他專業設計資料 → 本專業設計 → 向其他專業提交資料 → 深化方案 → 形成初步設計 → 設計評審 → 優化 → 設計會審（專業聯校） → 完成初設圖紙 → 設計驗證 →設計輸出。

（3） 施工圖設計階段： 優化初設 → 接受其他專業設計資料 → 深化本專業設計 → 向其他專業提交資料 → 形成施工圖設計 → 設計會審（專業聯校） → 完成施工圖設計圖紙 → 設計驗證 →設計輸出 → 交付。

3. 2 電氣專業與上、下游專業間的數據信息傳遞

3. 2. 1 上游專業需提供的資料

（1） 建筑專業提供給電氣專業的資料為：

① 建筑做法。屋面選用材料，外窗選用材料，外墻、室內地面建筑做法，設置吊頂區域。

② 建筑主要技術指標為總建筑面積（地上建筑面積/地下建筑面積）、人防建筑面積、建筑高度、建筑層數（地上/地下）。

③ 平面包括軸網、結構柱、墻線、門窗（不需要門窗號）、層高、防火分區、需二次精裝修的平面位置等。

④ 電動門及窗的位置、容量等。

（2） 結構專業需提供給電氣專業的資料為：

① 結構形式。

② 基礎形式。

③ 板厚（地上/地下）。

④ 結構梁尺寸。

⑤ 柱尺寸等。

（3） 水、暖專業需提供給電氣專業的資料為：

① 各類電動設備位置、用途、數量、用電性質、用電量、電壓等級、使用率及編號等參數。

② 電動（或信號、報警等）水閥、電動風閥等位置、用途、數量、用電量、電壓等級及編號等參數。

③ 各系統原理圖、監控要求說明、受控設備和監測點數量等相關設計資料。

（4） 工藝專業需提供給電氣專業的資料為工藝設計對某些房間、場所的特殊要求。

3. 2. 2 電氣專業提供給下游專業的資料

（1） 建筑專業：

① 電氣機房： 位置、面積、層高等具體設計要求。

② 大型設備運輸路線： 共同配合確定。

③ 管井： 位置、大小。

（2） 結構專業：

① 導管穿混凝土墻套管： 位置、大小、標高。

② 導管穿梁套管： 位置、大小、標高。

③ 橋架穿混凝土墻洞。

（3） 水、暖專業：

① 設備機房內配電/控制室（需要獨立設置時）的具體位置、尺寸等。

② 設備發熱量。

③ 溫度、濕度要求。

④ 排風、通風要求。

（4） 管線綜合： 電纜槽盒、梯架的位置、標高。

（5） 經濟專業： 電氣設備材料清單。

3. 3 電氣族庫建設的建議

族庫的建立要根據電氣專業的工作流程，上、下游數據需求以及日后運維管理的需求來定義每個族的屬性。建立族庫之前要先制定族的標準。二維模型編制依據 GB/T 50786—2012《建筑電氣制圖標準》;參考圖集為 09DX001《建筑電氣工程設計常用圖形和文字符號》、09BD1《電氣常用圖形符號與技術資料》等。三維模型的外觀編制要求為象形、通用尺寸。需要說明的是，不同廠家、規格型號不同時，尺寸差別很大。

3. 4 BIM 技術可能帶來的電氣專業工作流程變化

（1） BIM 將設計工作量前移，重點在方案選擇和優化，方案階段通過建模對項目的可行性研究、節能設計等關鍵技術研究的工作量勢必增大。

（2） 電氣專業方面較成熟的 BIM 應用主要是管線綜合設計，使用碰撞檢查功能來確定碰撞位置，并進行優化，達到控制層高的目的，同時會加大初設階段以及施工圖設計階段的工作量。這些工作量在傳統設計中原本是在施工圖設計中做比較粗略的管線綜合，在施工配合中再深化或由施工單位通過現場實際測量、具體排布來實現的。

（3） 電氣專業的產品信息極其豐富，缺少信息的建筑模型只是一個沒有靈魂的殼。要真正實現 BIM 的全專業、全過程設計，需要大量的數據支持，不僅是專業間的數據傳遞。電氣產品信息庫的建立及更新是一項巨大的工程，勢必對傳統的工作流程帶來重大影響。以上所述工作流程的變化亦是 BIM 標準中建模深度、交付標準研究的關鍵點。

4 結 語

電氣專業 BIM 技術的核心重在設計參數、技術指標，也就是 BIM 的“Information”，而高效的信息互用亦是 BIM 的核心價值所在。BIM 發展的瓶頸在于族庫以及現有軟件功能的不完善。BIM 技術已為建筑、結構專業處理復雜形體的建筑問題找到了非常有效的出路，電氣專業BIM技術的亮點是否仍要停留在管線綜合的碰撞檢查呢？ 作為建筑行業必不可少的專業之一，作為信息化社會運維管理的重要環節，電氣專業的腳步不能因現在的困難而停止。使用現階段的 BIM 軟件進行設計

參考文獻

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