建筑電氣設計中BIM技術的應用研究

曾云亮

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東 廣州 510010）

1 BIM技術概述

BIM技術指的是對于工程設施實體和功能特點數字化的表達，為圖紙落地提供了很大的幫助。一個包含全專業的BIM信息模型是能夠連接項目整個生命周期不同階段的數據和資源，可供參建各方共同使用，各專業協同工作，在節約業主資金、提高溝通效率、指導施工、減少施工返工等各方面做出較大貢獻。

2 BIM技術在建筑電氣設計應用當中的優點

BIM工藝是應用網絡信息方式，構建產生建筑模型的一類3D建模工藝。這類建模工藝能夠借用數據和指令操作，進而建立起較為健全設計模型。并且這類建筑模型中包含了建筑設計當中的全部功能，相關設計工作人員于電氣設計當中對于BIM技術進行有效應用[1]。建筑工程的電氣設計過程中，因電氣圖紙涉及建筑、結構、暖通等多個專業，較容易出現問題，特別是專業間的協同問題復雜，只靠平面去協調將耗費大量時間。BIM技術強大的可視性和空間關系的透明性，如圖1所示，方便設計師傳達設計思路，可快速精準地查看問題位置。與傳統設計應用相比，BIM技術于建筑工程電氣設計運用當中的優勢關鍵涵蓋了可視化、協同性以及可持續性三個方面。

圖1 局部三維模型

2.1 BIM技術的可視化特征

可視化指的是BIM工藝與互聯網科技相結合把電氣設計利用三維立體的虛擬模型方式進行相應呈現，相關設計工作人員能夠依照設計圖紙察覺到設計之中存在的問題，而且把設計圖紙呈現于設計環節以及施工進程當中，使得運營可視化特點獲得實現，以便施工人員使用[2]。

2.2 BIM技術的協同性特征

建筑電氣設計為一類比較復雜的工藝，需要應用到大量工作數據，而建筑企業為了確保設計工作的效率，將會動員眾多設計工作人員參與進來.在開展設計的時候，各個單位之間的現實工作進度存有一定差異，影響數據的時效性和準確性，將影響后面的相關出圖，容易造成返工。使用BIM技術進行設計，各專業均在同一服務器中處理模型，模型匯總了各專業的數據，互不干擾，但能互相查看信息，確保了數據的時效性，縮短了溝通時間。

2.3 BIM技術的可持續性特征

現實工作中設計、運營以及施工等進程是一個逐漸優化的進程，而優化和BIM之間不存有實質性必然關聯，不過于BIM技術基礎之上能夠實現更好優化、以及更好開展優化處理。在對于建筑工程的電氣設計中，由于信息與時間等因素產生一定變動，當復雜程度達到一定的程度，參與工作的人員未掌握全部的信息數據。而BIM模型可以供給建筑物現實所存有的全部信息，涵蓋了規則信息、幾何信息以及物理信息，而且提供建筑物變化之后現實的存在。通過BIM技術構建的三維構件不僅能夠對于施工當中信息改動開展精準的估測，而且可以經過數字化裝置以及相應工藝對于一些復雜的狀況進行處理，經過參數的調節，對模型實施相應的更改，進而保證了項目信息的準確性。

3 電氣設計階段中BIM技術的應用

3.1 BIM技術于配電系統設計當中的運用

配電體系是電氣體系當中核心部分之一，需綜合項目全局考慮，借助BIM模型對工程內相關數據進行收集整理，可以全面分析建設配電系統，合理規劃配電機房位置、相關綜合管線路由等，能對配電系統的整體構件和局部重點位置直觀展示，并輸出相關屬性及配電盤對應的明細表，可對其進行重點檢查，避免細節出現問題。

3.2 BIM技術于照明系統設計當中的運用

現階段，BIM技術于照明設計當中被普遍運用，設計人員能夠通過三維模型的構建使得電氣設計的可視化獲得實現，把眾多數據實施存儲，提供給各參建人員全面、精準的數據。電氣設計人員在現實設計進程中，可依照模型輸出的數據，逐漸把設計方案完善以及優化。要使BIM技術在照明系統的設計中獲得充分發揮作用，應當將以下3點內容做好：①對于建筑工程項目照明設計所需的相應數據應全部輸入BIM三維模型中，需保證數據信息的精準性。②編制設計相關的各項報表時，可在BIM三維模型中導出對應的報表清單，如燈具選型表、配電盤明細表等。③由于模型中包含了光源、建筑相關材質等信息，可直至渲染出圖或將模型導入至基于BIM技術的照明計算軟件中進行計算，實現照明設計出圖、計算、渲染等相關步驟的一體化[3]。

3.3 BIM技術于弱電系統設計當中的運用

弱電系統的構建需要多個設計環節的協助，應當經過多個流程開展優化以及協調，例如對弱電機房的布置及弱電設備的合理排布，應當依照建筑構造設計對其現實耗能進行明確，使得遠程監控獲得實現。使用BIM技術能夠對弱電機房進行相應的專項設計，把主體和供配電設計的契合點找到，使得各個體系實現協調運行，保證弱電機房設計的科學合理性。借助BIM三維模型，能夠找準攝像機理想的安設位置，查看對應視角的情況，便于及時發現漏洞。

3.4 電氣族庫的創建

應用電氣族庫的創建工藝時，需要強化對于基礎設置關注，使得電氣族庫創建的質量獲得有效提升，可以對于電氣設計供給更大的助力，確保全部數據信息的真實性以及有效性。電氣族庫在建立之前，如圖2所示，應當制定得到相關的族群建立標準，三維模型與二維模型的建立存有下述幾點不同：二維模型需要依據國家相應規定標準開展相應標注以及定義工作，三維模型應當對其形象和尺寸實施定義。除此之外，受到族庫類型、型號規格以及廠家等方面作用，同一種構件尺寸一般會存有不同差異，所以，應當依照現實狀況對其開展重新定義。

圖2 配電箱族類型屬性

3.5 管線的碰撞檢測

BIM碰撞檢測主要體現為：通過BIM軟件模型檢測工具進行模型中圖元構件之間的沖突關系查找并且記錄輸出報告。基于BIM模型對各專業模型碰撞檢查：建筑模型與結構模型、電氣模型與結構模型、機電全專業模型與幕墻模型等等進行碰撞檢查。因此，能夠對各專業之間的圖紙問題提前查找與解決，開展施工之前發現將來可能會產生的矛盾以及問題，尋找到施工當中不恰當的位置及時調節，應用三維截圖處理方式得到最佳的施工方案和解決措施，使得原始2D設計模式中存在的缺、錯、碰、漏以及碰等問題減少，使得施工質量以及效率獲得提升。

3.6 運維管理的優勢

BIM的核心是信息傳遞、信息管理、信息應用[4]。信息完備性體現在BIM技術可對工程對象開展3D幾何信息與拓撲關系的描述以及完整的工程信息描述，如對象名稱、工程性能、結構種類以及建筑材料等多方面設計信息；施工成本、工序、質量、進度，還有材料、人力以及機械資源等多類施工數據；工程項目的安全性能以及材料耐久性等維護信息；以及對象間邏輯聯系等方面。

3.6.1空間管理的應用

空間管理主要應用在照明、消防等各系統和設備空間定位。業主方應用BIM技術可提取三維模型中各系統和設備的附加信息，快速定位到構件的準確位置，直觀形象且方便查找，如通過RFID獲取某報警器的構件信息及位置，或在增加管線的時候，快速獲取該區域現有的管線情況及相關空間關系屬性。

3.6.2 機電設備管理

機電設備管理主要體現在設施的裝修、維護以及空間規劃處理。應用BIM工藝可以獲得與建筑體相關的可計算且協調一致的數據，本信息能夠應用在共享和重復應用中，進而能夠使得業主與運營單位因為缺少操作性而造成的成本損失降低。除此之外，基于BIM工藝還能夠對于關鍵裝置開展遠程把控，將項目當中的獨立運行裝置經過RFID等工藝匯總至統一平臺上開展控制以及管理，經過平臺匯總數據能夠對于相應裝置運行狀況做到詳細了解。

3.6.3 隱蔽工程協調管理

基于BIM工藝運維管理能夠對于復雜室內和室外管網進行處理，像是排水管道、網線以及電纜還有相應管井等方面，而且能夠直接于對應的平面圖上獲得相對的位置關系。當需要進行改建或二次裝修的時候可以查看相關位置的局部三維模型，直觀地查看現有管線情況，有利于管網維修、更換設備和定位。

3.6.4 應急保障管理

經過BIM工藝的運維管理方式對于突發事件管理涵蓋了：警報、預防以及處理。通過系統對相關感應器的實時監測等手段，及時預處理，避免發生應急事件。當發生應急事件時，控制中心將及時收到相關警報，而且可以對于相關部位的裝置狀況以及周邊條件進行飛速查詢，對于人群的及時疏散以及災情處理提供關鍵信息。

3.6.5 節能減排管理

經過BIM技術與物聯網工藝結合運用，使日常中能源的管理監控更為便利。運維體系能夠使得室內溫濕度遠程的監測獲得實現，對于房間內部實時的溫濕度變化進行分析，與節能運行管理相配合，規避能源浪費問題產生，及時對于異常能源應用狀況開展標識與警告。

4 存在的不足之處

4.1 BIM設計技術發展限制

現階段，中國存在眾多設計企業對于BIM技術具有更全面與深入的認知。大量設計企業均是首先開展二維圖紙的設計，然后開展Revit建模工作，方便對設計進程當中是不是存有其他問題進行掌控，規避施工進程當中產生嚴重的變化，不過沒有真正經過BIM軟件使得“正向設計”獲得實現[5]。地方上相應施工圖審查體系均必須上傳相應二維圖紙，三維審查也只是機器去審核各專業部分強條，因此，造成BIM三維設計工作的推廣較為緩慢。

4.2 無法生成系統圖

鑒于Revit軟件的自身屬性，在設計繪制完各樓層平面圖后，無法生成對應的系統圖。這部分相對于AutoCAD來說會處于劣勢，因此，設計人員仍傾向于使用AutoCAD軟件來完成電氣系統圖的繪制。

4.3 增加設計時間

建筑設計中想要使用BIM技術取得較大成效，就需要各專業提高創建模型的完整度、準確度以及精細度。想要提高模型的精細度需要一定的軟件操作能力及時間去完善，但目前項目的設計周期比較短，時間緊張，沒有充足的時間去完善相關專業的模型。

5 BIM技術應用展望

BIM技術在我國使用已有10余年，近些年隨著從中央到地方不斷的出臺相關政策，BIM技術已經成為重難點工程的必備技術之一，越來越多的企業開始重視BIM技術。對于目前BIM技術的不足之處，將隨時間一步一步消除，BIM技術人員將越來越多，相關專業軟件及插件能實現更方便快捷地畫圖及出圖，在提高設計效率的前提下保證設計質量。

6 結語

在進行建筑電氣設計時，可考慮結合使用BIM技術進行設計，在配電系統、照明系統等系統中充分使用BIM技術，建立相關的電氣族庫，有效提高電氣平面圖的設計，對管線進行相關碰撞檢查，能提前發現問題并解決問題，全面提升電氣管線的安全性及可靠性。