張禹生

【摘要】當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)速度變化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動(dòng)力轉(zhuǎn)換三大特點(diǎn)。適應(yīng)新常態(tài)、把握新常態(tài)、引領(lǐng)新常態(tài)，是當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大邏輯。傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)也將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，建筑電氣設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)必不可少的一項(xiàng)內(nèi)容，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在有著比較強(qiáng)的靈活性及復(fù)雜性。在實(shí)際電氣設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，要結(jié)合建筑實(shí)際情況，開(kāi)展具有科學(xué)性和合理性的設(shè)計(jì)，這就需要設(shè)計(jì)人員要有一定程度的空間思維能力。通過(guò)BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的可視化、模擬性、協(xié)同性、關(guān)聯(lián)性等特點(diǎn)，可有效提高設(shè)計(jì)效率以及設(shè)計(jì)質(zhì)量，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，控制項(xiàng)目成本。基于此，本文主要對(duì)BIM在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】BIM；電氣設(shè)計(jì)；應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.110

現(xiàn)階段我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度在不斷加快，大幅度地推動(dòng)了電子機(jī)電行業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的范圍也逐漸擴(kuò)大，促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)以及領(lǐng)域的智能化發(fā)展。BIM技術(shù)作為一種新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將其應(yīng)用到建筑電氣行業(yè)中能夠表現(xiàn)出非常優(yōu)異的效果，能夠促進(jìn)建筑電氣行業(yè)的更進(jìn)一步發(fā)展。

1、BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 可視化

傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)計(jì)通常采用二維設(shè)計(jì)出圖的工作模式，設(shè)計(jì)成果無(wú)法立體展現(xiàn)，這會(huì)給設(shè)計(jì)人員在建筑實(shí)體與設(shè)計(jì)之間造成一定程度的阻礙，尤其是在規(guī)模大且環(huán)境復(fù)雜的建筑中問(wèn)題最為突出。通過(guò)BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可完成建筑及電氣布置設(shè)計(jì)的三維模型構(gòu)建，使設(shè)計(jì)人員能夠直接性的了解建筑結(jié)構(gòu)，結(jié)合相關(guān)要求做好全方位的考慮。設(shè)計(jì)方案通過(guò)三維模型的形式直觀的展現(xiàn)，使電氣設(shè)計(jì)從頭到尾都能夠場(chǎng)景化，有利于提高電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)性及合理性。

1.2 模擬性

BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，第二個(gè)優(yōu)勢(shì)就是模擬性。在設(shè)計(jì)方案能夠三維立體展現(xiàn)的條件下，設(shè)計(jì)人員能夠通過(guò)三維模擬直觀的查找設(shè)計(jì)問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。還能夠利用三維建模實(shí)現(xiàn)對(duì)重要電氣設(shè)備的模擬，方便設(shè)計(jì)人員收集相關(guān)信息。

1.3 協(xié)同性

大型建筑電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要表現(xiàn)為規(guī)模大并且具有相應(yīng)的復(fù)雜性，在實(shí)際開(kāi)展設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要考慮的因素比較多，需要多名項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員參與其中，共同討論，以此來(lái)完成設(shè)計(jì)方案的確定。BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠有效地發(fā)揮其協(xié)調(diào)作用，通過(guò)三維模型的立體展現(xiàn)，可供多名設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)方案探討。同時(shí)，多名設(shè)計(jì)人員也可同時(shí)在三維模型中開(kāi)展設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)變更實(shí)時(shí)反應(yīng)到三維模型之中，其他設(shè)計(jì)人員能快速了解設(shè)計(jì)意圖，有效減少溝通時(shí)間。

1.4 關(guān)聯(lián)性

模型與信息數(shù)據(jù)的有效關(guān)聯(lián)，是BIM技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)。傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)計(jì)的物項(xiàng)信息都是由人工統(tǒng)計(jì)完成，信息的準(zhǔn)確性受人因因素影響較大，尤其是存在設(shè)計(jì)變更的地方，信息的準(zhǔn)確性更加難以保證。通過(guò)BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，利用三維模型包含信息數(shù)據(jù)的唯一性，模型隨設(shè)計(jì)一同變更，可隨時(shí)調(diào)取最新數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高效的專(zhuān)業(yè)信息統(tǒng)計(jì)。

2、BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用步驟

在BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況，針對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)工作步驟做好分析，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高電氣設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量。

2.1 結(jié)合建筑實(shí)際情況，構(gòu)建電氣族庫(kù)

將BIM技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)計(jì)的第一項(xiàng)工作內(nèi)容就是構(gòu)建電氣族庫(kù)，電氣族庫(kù)既要在平面圖上滿(mǎn)足制圖標(biāo)準(zhǔn)，在三維模型中又要符合實(shí)際，還需賦予尺寸、性能、負(fù)荷等屬性參數(shù)，這樣才能為后續(xù)設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而使設(shè)計(jì)方案更加合理。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣族庫(kù)構(gòu)建之前，需要對(duì)建筑實(shí)際情況有充足的了解，然后再按照設(shè)計(jì)流程進(jìn)行構(gòu)建工作。需要注意的是，由于廠家的生產(chǎn)工藝、流程等存在一定差異，使得生產(chǎn)出的產(chǎn)品在功能、規(guī)格等方面不盡相同。在構(gòu)建電氣族庫(kù)的過(guò)程中一定要按照工程實(shí)際，選擇適用于本工程的元件模板，構(gòu)建相匹配的電氣族庫(kù)。電氣族庫(kù)是BIM設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，重要程度顯而易見(jiàn)。通過(guò)構(gòu)建合適的電氣族庫(kù)，不僅能夠提高設(shè)計(jì)效率，還能夠提高設(shè)計(jì)方案的可視化程度。

2.2 選擇合理的工作模式

目前BIM設(shè)計(jì)有兩種工作模式：其一是各專(zhuān)業(yè)在同一設(shè)計(jì)模型中進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，由于參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員全部在同一模型中完成各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)交互頻繁，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求比較高，優(yōu)點(diǎn)是協(xié)同性最強(qiáng)，一般適用于小型項(xiàng)目；其二是各專(zhuān)業(yè)單獨(dú)建模，通過(guò)定期交互模型數(shù)據(jù)的方式來(lái)達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)，可降低對(duì)計(jì)算機(jī)配置及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，同時(shí)兼具一定的協(xié)同性，一般適用于大型或復(fù)雜環(huán)境的項(xiàng)目。

針對(duì)具體建筑項(xiàng)目，具體分析，選擇合適的工作模式，可有效提高設(shè)計(jì)效率，對(duì)項(xiàng)目成本控制起到關(guān)鍵性的作用。

2.3 選擇合適的設(shè)計(jì)軟件

作為一種新興的建筑模型信息技術(shù)，BIM技術(shù)需配合其他設(shè)計(jì)軟件，才有效的將其功能發(fā)揮出來(lái)。本文介紹其中一種將RevitMEP軟件和BIM整合起來(lái)使用的方法，RevitMEP是一款能夠按照人的思維方式工作的智能設(shè)計(jì)工具，它能通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)建模和設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，根據(jù)其特征同BIM結(jié)合以后，可以將設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤降到最低水平，提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。

2.4 電氣專(zhuān)業(yè)建模

應(yīng)用BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的建筑電氣設(shè)計(jì)不同點(diǎn)在于從二維向三維的轉(zhuǎn)變。一般情況下，同使用CAD一樣是在二維平面中進(jìn)行電氣布置、管線連接、信息標(biāo)注，在二維平面操作的同時(shí)可以隨時(shí)切換到三維模型窗口進(jìn)行觀察，這時(shí)二維布置的電氣設(shè)備與管線可在三維模型中實(shí)時(shí)的展現(xiàn)。

由于電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM相關(guān)軟件的熟悉程度息息相關(guān)。因此，設(shè)計(jì)工作之初，設(shè)計(jì)人員要對(duì)BIM相關(guān)軟件中電氣設(shè)備和電纜橋架的規(guī)格、安裝方式、具體尺寸及安裝形式等信息熟練掌握，盡量減低設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 專(zhuān)業(yè)綜合，碰撞檢查

BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑電氣設(shè)計(jì)最重要的功能就是碰撞檢查，通過(guò)這個(gè)功能可以快速、準(zhǔn)確的檢查出模型中存在的碰撞問(wèn)題，并且通過(guò)軟件操作能夠快速定位到碰撞問(wèn)題區(qū)域。在具體的電氣設(shè)計(jì)中，為了避免產(chǎn)生碰撞給施工造成難度，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)碰撞進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，然后利用BIM技術(shù)的協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)，解決碰撞問(wèn)題。

2.6 方案確定，出圖發(fā)布

通過(guò)電氣同各專(zhuān)業(yè)綜合碰撞處理完成，三維模型已具備出圖條件。利用相關(guān)設(shè)計(jì)軟件的打印導(dǎo)出功能，在提前設(shè)置導(dǎo)出模板的情況下，可將模型信息導(dǎo)出二維圖紙，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成圖紙目錄、材料清單等功能。

3、BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為電氣設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容，具有電纜數(shù)量大，復(fù)雜程度高的特點(diǎn)。利用BIM技術(shù)可從多個(gè)方面對(duì)弱電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化。例如，應(yīng)用BIM技術(shù)開(kāi)展機(jī)房監(jiān)控的布置設(shè)計(jì)，通過(guò)BIM所獲取的項(xiàng)目模型便能夠快速的確定監(jiān)控?cái)z像機(jī)的安裝位置，在此過(guò)程中如果發(fā)生了碰撞、遮擋等問(wèn)題，可通過(guò)預(yù)警方式來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行高效的引導(dǎo)，從而形成科學(xué)合理的布置設(shè)計(jì)方案。另外，在一定建筑空間的條件下，應(yīng)用BIM技術(shù)可最大程度的利用監(jiān)控視野，在降低監(jiān)控盲區(qū)的同時(shí)，又能節(jié)省監(jiān)控?cái)z像機(jī)的數(shù)量，有效降低建設(shè)成本。

3.2 BIM技術(shù)在配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)局限于二維平面，只能從相關(guān)規(guī)范以及經(jīng)驗(yàn)角度出發(fā)對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，布置規(guī)則單一，僅能滿(mǎn)足基本供電需求，對(duì)建筑功能的實(shí)現(xiàn)存在一定影響。在BIM精確的三維模型中以使用者的角度進(jìn)行配電系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)，包括機(jī)房位置、設(shè)備布置、電纜敷設(shè)路徑等都能直觀的展現(xiàn)，可以充分的展示設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，有助于布置設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，大大提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

配電系統(tǒng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的另一個(gè)功能就是通過(guò)收集模型數(shù)據(jù)信息，合理設(shè)置視圖，可將配電系統(tǒng)的局部信息清晰直觀的展示。針對(duì)配電盤(pán)或配電線路等容易出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域，進(jìn)行重點(diǎn)檢查。查找系統(tǒng)問(wèn)題變得更加快捷方便，有效降低配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 BIM技術(shù)在照明設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用

當(dāng)前BIM技術(shù)在照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。采用三維模型構(gòu)建的方式來(lái)達(dá)到照明設(shè)計(jì)可視化的目的，這為設(shè)計(jì)人員開(kāi)展后續(xù)工作提供了精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。以此實(shí)現(xiàn)照明燈具布置的調(diào)整以及優(yōu)化，一定程度地提升設(shè)計(jì)效率，從而降低設(shè)計(jì)所需投入的人工成本。

為了能夠?qū)IM技術(shù)在照明設(shè)計(jì)過(guò)程中的作用得到有效地發(fā)揮，可以從以下三個(gè)方面入手：第一，進(jìn)行建筑工程照明有關(guān)數(shù)據(jù)的全面、準(zhǔn)確收集，這樣能更好地為照明設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供信息數(shù)據(jù)支持；第二，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制終端和相關(guān)照明系統(tǒng)信息的合理控制，更好地實(shí)現(xiàn)信息共享和轉(zhuǎn)換，保證照明系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用能夠和設(shè)計(jì)的相關(guān)要求相符；第三，在BIM技術(shù)的支持下，照明系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)方案有效地轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的三維立體模型，模擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，為設(shè)計(jì)人員提供直觀的設(shè)計(jì)平臺(tái)。

3.4 BIM在電氣布管設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，智能電器的發(fā)展帶動(dòng)建筑電氣設(shè)計(jì)朝著多元化、智能化的方向發(fā)展，用電設(shè)備的增多使電氣設(shè)計(jì)的復(fù)雜性變得更加突出，尤其是對(duì)電氣布管設(shè)計(jì)，提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的管線平面布置設(shè)計(jì)，各專(zhuān)業(yè)之間關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，空間表達(dá)能力不足，由于圖紙以及環(huán)境復(fù)雜等諸多因素，容易出現(xiàn)管線交叉或是管線沖突，問(wèn)題查找及解決也是耗時(shí)耗力，造成設(shè)計(jì)困難。應(yīng)用BIM技術(shù)可有效解決空間表達(dá)、專(zhuān)業(yè)關(guān)聯(lián)等問(wèn)題，將建筑設(shè)計(jì)立體直觀的展現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員同平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，通過(guò)三維模型的碰撞檢查，直觀的處理管道密集部分的碰撞問(wèn)題。通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以將管道碰撞問(wèn)題及時(shí)暴露出來(lái)并快速的解決，為布管設(shè)計(jì)的科學(xué)合理提供了有效的保障。

3.5 BIM在預(yù)算統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用

建筑工程的材料預(yù)算統(tǒng)計(jì)工作是工程造價(jià)中最繁瑣、最復(fù)雜的部分，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模式占用了大量的人力資源去理解設(shè)計(jì)、讀圖識(shí)圖和材料計(jì)算。將BIM技術(shù)應(yīng)用到預(yù)算統(tǒng)計(jì)中，利用三維模型輔助工程計(jì)算與造價(jià)控制，能大大加快工程量的統(tǒng)計(jì)速度。

合理有效的應(yīng)用BIM技術(shù)，在開(kāi)展模型構(gòu)建的過(guò)程中，同步完成相關(guān)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)人員結(jié)合信息數(shù)據(jù)的具體屬性開(kāi)展其劃分，以此作為后續(xù)各項(xiàng)工作的參考。存在設(shè)計(jì)變更時(shí)，可通過(guò)調(diào)整模型，同步調(diào)整存儲(chǔ)的專(zhuān)業(yè)信息，及時(shí)高效的更新材料清單。設(shè)計(jì)方案確定后，可從模型中調(diào)取完整、準(zhǔn)確的材料清單。這樣設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)工作都能利用正確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為支撐，有效的提升了電氣設(shè)計(jì)的整體效率和工作質(zhì)量，保證了項(xiàng)目概預(yù)算清單的準(zhǔn)確性，為電氣安裝工作做好了鋪墊。

結(jié)語(yǔ)：

總的來(lái)說(shuō)，電氣系統(tǒng)作為建筑工程當(dāng)中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容，其同建筑功能的實(shí)現(xiàn)存在著非常密切的聯(lián)系，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的合理有效應(yīng)用，結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，將其在每一個(gè)環(huán)節(jié)中的作用充分發(fā)揮出來(lái)，能有效提升建筑電氣設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，對(duì)于實(shí)現(xiàn)建筑電氣設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有積極的意義。

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