BIM在建筑電氣設計中的應用研究

彭松龍

（北京維拓時代建筑設計股份有限公司）

1 引言

為解決傳統模式下建筑領域設計弊端，隨著科學技術的快速發展，BIM 技術已廣泛應用于建筑電氣設計中，不但降低了建筑成本，而且提高了建筑安全，保證了建筑質量。如何健全BIM 技術在建筑電氣設計中的應用值得大家思考。

2 BIM 技術及BIM 在電氣設計應用中的優勢

2.1 BIM技術概述

BIM 是建筑信息模型的統稱[1]，主要是對建筑項目進行模型構建，以數字化仿真技術將建筑物信息進行展示，以指導建筑全壽命周期的信息化運作。

2.2 BIM 技術在電氣設計應用中的優勢

BIM 技術在電氣設計應用中的優勢主要包括協同性、可優化性、模擬性和可視化四個方面。

1）協同性

電氣設計是一項相對復雜的工作，要用到很多工作數據，建筑單位為了保證工作效率，會動用大量設計人員[2]。在進行設計時，各部門之間的實際工作進度存在差異，導致設計人員提供的方案各不相同，在溝通過程中會出現一些情況和意外。進行電氣設計時使用BIM技術，通過數據建模將所有員工提出的想法進行展現，不斷調整，從而確保電氣設計的效果能夠達到施工標準。

2）可優化性

在對建筑電氣進行設計的過程中，會因為信息和時間的原因出現變化，通過BIM 技術構建三維模型可以針對施工中信息的改變進行精準估測[3]，并能通過數字化設施和有關技術處理一些復雜情況，通過參數調整，對模型進行更改，進一步增加設計效率。

3）可視化

可視化是指BIM 技術聯合互聯網技術將電氣設計以三維立體虛擬模型的形式呈現，設計人員可根據設計圖紙發現設計中的缺陷，并將設計圖紙呈現在設計環節、施工過程中，實現運營的可視化特征，以便施工人員使用[4]。

4）模擬性

利用BIM的特點，將模型模擬的數據與建筑構件和設備信息組成等關鍵因素引入系統中，此時，項目的各個參與方都可以通過模型看到建筑的信息，對建筑信息數據庫的建立具有促進作用[5]。

3 BIM 在電氣設計應用中的現狀分析

3.1 BIM技術應用于照明系統設計

將BIM技術運用在電氣設計系統中，需要完成三個方面的內容[6]：

①對建筑關鍵信息的收集、補充和建筑設計合理安排；

②控制終端和照明系統的有效連接；

③BIM 技術將模型關鍵數據呈現出來，以便設計人員共同探討。

圖1 列舉了房間照明系統的BIM 技術應用。

圖1 房間照明設計模型圖

3.2 在配電系統設計中的應用

BIM技術在配電系統中不斷引入，不僅促使配電系統的整體構件和局部設計全面展示，而且對配電系統的設計更加全面，可進一步通過模型模擬技術健全配電系統分布和構造的合理性。

3.3 構建電氣族庫

在建筑電氣設計過程中，通過BIM技術建設電氣族庫，在之后的工作設計過程中會更方便。建設電氣組庫的過程中，應該在有關文件規范的基礎上結合相關電氣設計流程和環節，同時參考有關合同文件和施工文件進一步圍繞建筑內部的結構、用電訴求、布線條件各項內容展開研究，了解基礎設計的數據，同時把顯示數據當作基礎和前提來建設電氣組庫。所以，進行建筑電氣設計的過程中，基于BIM技術很關鍵。

3.4 管線的碰撞檢測

管線碰撞問題是電氣安裝過程中的突出問題，BIM技術出現后[7]（見圖2），可根據BIM軟件對管線碰撞進行初步設計，并且施工人員可在BIM 軟件上進行交流（見圖3），如果在設計中出現管線碰撞情況，可根據BIM 軟件及時進行調整，調整情況如圖4所示。在設計階段，進一步減少管線碰撞問題的出現。

圖2 碰撞檢測結果

圖3 管線碰撞點

圖4 調整后的管線碰撞點

4 BIM 技術在電氣設計應用過程中存在的問題

4.1 受計算機軟件應用環境的限制

BIM 軟件應用的前提以及基礎在于計算機設備以及網絡環境。除此之外，BIM 軟件的運作在計算機設備和網絡環境方面有一定標準，工程建設項目規模比較大的時候，BIM軟件實踐的過程響應相對緩慢，導致軟件的推廣受限[8]。

4.2 BIM設計流程技術發展限制

現階段，中國有大量的設計公司對BIM 技術有了更加全面和深入的認識。很多設計公司都是首先設計二維圖紙，之后進行Revit 建模，便于了解設計的過程中是否存在問題，避免在施工過程中出現嚴重變化，但是沒有真正的通過BIM軟件實現“正向設計”[9]。在我國，部分地方施工圖的審查必須要有二維圖紙，所以導致BIM三維設計工作推廣緩慢。同時，中國的BIM技術人才不足[10]。

4.3 增加設計時間

BIM技術進行實踐的時候，要求有很好的精度，同時要求管道專業或者室內設計位置十分準確。所以要求設計人員擁有專業的水準和素質，在進行設計時，對其他設計人員的設計內容應該有一定了解，從而更好地進行自己的設計。

5 BIM 技術在電氣設計應用過程中完善措施分析

5.1 營造BIM協同環境

使用BIM 技術展開建筑電氣設計的過程中，應該做到對虛擬環境以及事物環境的協調，要使用網絡和有關軟件以及硬件打造協同環境，將其作為各種設計工作的前提和基礎。使用這種技術展開設計的過程中，主要用到的軟件有碰撞檢測軟件、性能分析軟件、BIM 核心軟件以及虛擬現實軟件、造價軟件等[11]。設計人員應該學會把相關軟件進行組合構建，形成一個全面的、系統的軟件平臺，可以對建筑虛擬環境和事物環境關系進行處理。通過這一技術展開設計的過程中，要建設完善的網絡基礎環境，讓設計可以更好地展開信息交流。

5.2 制訂標準明確的設計流程

在進行建筑電氣設計的時候使用BIM 技術要確保對有關設計流程進行規范，這個過程涉及下述內容。

①設計人員應該結合建筑電氣設計工作的詳細特征展開進一步探索以及分析。不僅要重視電氣工程自身的設計要求和設計原則，還應該充分聯系電氣設計工作和建筑整體架構、建筑功能訴求，從而實現建筑電氣設計和建筑結構的協調性以及適應性，達到最好的設計目標。

②設計時，對于關系到各個專業知識的內容展開協調和綜合研究。BIM 技術是用計算機設備構建信息模型，其中關系到大量專業內容，要實現他們的配合性，必須提高專業人才的交流和溝通，進一步進行合作，能夠促進設計工作的效率，保證設計方案的完善。

5.3 保證布局與測量作業的準確性

BIM 技術的使用可以促進多個專業人員之間的協調和合作，順利構建通信平臺，信息傳送的速度和精度得到提高，設計人員的各專業設計問題可以有效解決。例如，在設計過程中，設計師可以準確檢測到給水管道和排水管的沖突，最大限度地利用BIM 技術和電氣設計方案進行比較和分析。使用這個作為比較的基礎，有效處理碰撞位置。因此，在電氣設計中有效使用BIM技術，可以提高電氣設計的布局和測量工作的精度。

6 結語

進行建筑電氣設計時，可以結合BIM技術，更好地完善和健全建筑強電功能，確保弱電設計的科學性，保證方案策略的科學性。同時，通過BIM技術進行電氣設計的過程中，首先要圍繞現實數據基礎建設三維空間模型，利用模型形成立體展示、觀察、檢測以及調整，確保電氣工程的安全。面對這種環境要深入提高在BIM技術方面的實踐和研究，進一步使用這種技術促進建筑電氣設計的發展。