BIM技术在某四星级酒店建筑电气设计中的应用

2016-03-31赵妍妍安荣荣中国航天建设集团有限公司北京100071

智能建筑电气技术 2016年1期

关键词：三维设计酒店电气

谭　健/赵妍妍/安荣荣（中国航天建设集团有限公司，北京100071）

谭健/赵妍妍/安荣荣（中国航天建设集团有限公司，北京100071）

摘要通过使用BIM技术进行设计的某酒店项目为例，介绍了BIM技术在建筑电气设计中的应用情况及特点，对BIM技术在建筑电气设计中存在的问题进行分析和总结，并针对相关问题提出了解决办法。

关键词BIM 三维设计酒店电气

Application of BIM Technology in the Electrical Design of a Four-star Hotel

Tan Jian/Zhao Yanyan/An Rongrong

Abstract According to a hotel design and construction project applied BIM technology，the feature and current situation of BIM technology in building electrical design area are discussed，relevant technical problems and solutions are analyzed and summarized.

Keywords building information modeling，3D design，hotel，electrical

0　引言

BIM技术在国内的发展已有十多年的历史，前期由于建筑信息数据量大，计算机硬件、软件条件受限，一直处于理论研究阶段。随着时代的发展和科技的进步，BIM技术在近几年得到了飞速的发展。BIM技术在勘察设计领域受到重视，在建筑、结构、设备等专业的应用逐步成熟。精细化设计是行业大势所趋，基于BIM技术的三维设计将取代传统的二维计算机辅助建筑设计技术方式，成为未来建筑设计技术的主流。

文章通过介绍运用BIM技术进行设计的酒店实际工程，针对建筑电气方向应用的难点和障碍进行分析和具体实践。总结了BIM技术在酒店建筑电气设计中的应用现状和相关解决方案，为设计阶段BIM技术在电气设计的应用提供了一定的实践参考。

1　工程概况

该建筑主体地下一层为设备房及KTV，地上一层为酒店、洗浴接待、温泉和游泳馆，二层为茶室、咖啡厅、理疗及休息用房，三层为餐厅厨房，四至十层为办公会议和旅馆。耐火等级：地上二级，地下一级。建筑面积15 350.37m2，其中地上建筑面积14 174.61m2，地下建筑面积1 175.76m2，建筑高度44.55m，建筑结构形式为框架-抗震墙结构，抗震设防烈度为七度。

2　BIM电气设计应用

将BIM模型引入电气设计后，BIM模型作为一个信息平台能将上述过程中的各种数据统筹管理，BIM模型中的电气构件具有真实构件的属性和特性，记录了工程实施过程中的数据信息，可以被实时调用、统计分析、管理与共享。电气工程的BIM模型应用主要包括电气专业建模和计算、管线综合碰撞检测、三维可视化辅助设计、工程造价信息统计、出施工图和其他有关的信息明细表。

2.1项目前期准备

为避免重复工作，所出图纸能满足制图标准，协同设计流畅运行，项目前期应做以下准备工作。

1）协同方式选择

目前Revit软件有三种协同设计方式，分别为：各个专业共用中心文件；各个专业单独建立中心文件，通过互相链接的方式进行信息传递；建筑、结构共用一个中心文件，机电专业共用一个中心文件。项目开始前对每种方式进行压力测试，总结不同面积及模型深度等情况下软件的运行情况，保证流畅运行。

2）项目样板设置

当前具有法律效力的设计成果文件仍是二维图纸，因此BIM设计完成的不仅是三维信息模型，还要通过信息模型快速转换出二维施工图。项目样板是项目的“重中之重”，根据国家和企业制图标准对项目单位、线型图案、线宽、线样式、尺寸标注、CAD导出等进行设置，形成一个项目样板，这样既提高了工作效率，所出图纸也能满足二维制图标准。如图1～3所示。

图1　电气专业视图样板

图2　电气设置样板

图3　视图过滤器样板

2.2平面绘图

1）设备布置

打开设置完成的项目样板，链接建筑模型进行电气构件放置，主要包括配电箱、灯具、插座火灾探测器。三维平面布置与传统二维绘图的不同之处在于除了平面定位还有安装高度，灯具、探测器等吸顶安装的设备通过修改族参数能够自动拾取建筑专业吊顶数据，直接布置在吊顶标高上。对于二维平面中不便处理之处，通过借助局部三维视图和剖面图等形式，Revit可以实现平面、剖面、三维同步修改。

2）设备族库

电气专业的图纸表示的是设备之间的关系，有自己的图形符号，与实物外观关系不大。BIM出图对电气专业是一个很大的挑战，既要有模型，又要有二维图例可供出图。根据专业、系统的不同，选择不同的族样板，通过拉伸、放样等绘制族三维模型，根据具体需要添加电压等级、尺寸标注、材质等参数形成参数化族，后期通过调整参数可以使族适应不同的需求。为满足国家制图标准，创建二维图例要以“公制常规注释族”为样板建立注释族，因为其大小随着图纸的比例变化而变化。做注释图例的时候要缩小100倍，这样放到1∶100图纸里就是正常大小。在CAD中创建电气标准块，保存之后链接到Revit软件中，作为底图，在Revit中描出图例。这样既保证了图例的准确性又提高了效率。如图4所示。

图4　电气二维图例、三维族模型

3）设备信息

目前各种设备族包含了厂家、设备型号、安装使用说明、外形尺寸等大量信息，如图5所示。如何在建筑生命周期的不同阶段添加不同信息，以及如何将这些信息有效利用成为关键。设计阶段电气专业需要水暖电等设备的功率、电源接口等信息，灯具设备添加型号、利用系数、光通量、光源功率等参数信息，在后期自动拾取照度信息、自动计算、自动布置设备等时，这些信息可以得到有效利用。实现设计、施工、运维、拆除各阶段设备信息在整个建筑生命周期内的有效传递与利用，减少重复性工作，提高效率、降低成本。

4）平面布线

平面设备布置完成之后就开始电力线路的设计，线路包括电缆和电缆桥架。Revit软件默认槽式、梯式和托盘式三种类型桥架，通过更改系统里桥架类型：建立符合本项目的桥架，输入桥架规格及安装高度，布置时自动生成弯头、三通等桥架配件。链接水、暖、结构模型，可直观地查看是否与其他专业发生冲突，通过视图设置调节明、暗敷线管的可见性。

图5　干式变压器属性信息

Revit软件本身在平面图中进行设备连线时需要手动连接，与传统二维方式相比绘图效率不高。针对这种情况，通过修改软件系统线型，电气专业各个系统添加了符合现行出图要求的导线类型。通过开发插件实现设备自动连线、点点连线、箱柜出线等功能。通过建立基于导线的标记族，实现了导线根数自动标注，解决了之前Revit用注释中的详图线手动标注导线根数的问题，大大提高了绘图效率。针对桥架制作了桥架专用标记族，实现自动拾取桥架信息，自动生成桥架标注，在桥架的类型、规格或安装高度有改动时，标注也会自动更改。电缆桥架标注如图6所示。

2.3照明设计

酒店大堂、多功能厅、客房等区域电气照明的设计计算量大，重复性高，布置复杂。Revit在照明设计计算、便捷布置灯具方面，可在三维模型中显示灯具的外观、安装位置等信息。以往的二维设计，在灯具、探测器布置时需要得到房间使用功能和面积信息，需要每个房间分别量取，十分繁琐，并且每次使用面积指标时都要重复量取，造成设计师在设计过程中做了很多重复性的工作。

图6　三维桥架平面标注

通过使用基于Revit插件并根据酒店建筑条件图设置的项目样板，实现自动拾取建筑房间信息。根据规范添加房间照度、参照平面等参数，建立房间照明标记，选择灯具族计算灯具套数、照度及功率密度，并与标准值进行比较。也可自行输入当前设计的灯具套数，之后进行调整校核，按照现有的套数来计算房间照度及功率密度，并自动校核是否满足当前的设计要求。计算过程中直接使用族库中的灯具族参与计算，并把计算结果记录到房间照明标记中，还可以生成照明计算书，大大提高了工作效率。效果如图7、8所示。

图7　自动添加照度计算标记

图8　拾取房间照度计算标记信息

自动拾取房间信息完成照明设计需要注意的问题：

（1）建筑专业模型房间的命名要与电气房间命名标准统一，形成项目统一的标准，否则无法自动识别。

（2）电气专业在进行照度标记时，要遵照电气规程和酒店照明建模视图样板，否则会标记不成功。

2.4专业配合

传统二维设计中设计人员工作相对独立，协同设计仅限于工作节点的制定、专业间资料的互提等[1]。以Revit为平台的建筑电气设计，所有专业在一个中心模型上完成设计，工程中水暖专业提供的不再是一纸资料，而是一个包含用电设备信息的参数化模型[2]，电气专业可以实时读取水暖电等专业的相关信息[3]（如：水暖设备位置、功率、电源接口等）。在三维模型中建立协调视图，可以实时查看设备安装高度，桥架位置是否冲突，强、弱电插座间距是否合适等。碰撞检查是三维协同设计中的一个重要环节，根据不同项目的特点，建立相应的碰撞检查方式，Revit协同设计各个专业可以实时共享各自的设计信息，从而直观地反映各个专业间的碰撞情况，为设计的修改和完善提供方便。管线碰撞检查如图9所示。

2.5设备材料表

BIM信息模型包含丰富的信息，设计师可以根据需要在模型中自动提取相关的图元属性参数。可以按楼层、设备设置过滤条件，生成对应类型的设备材料表（如电缆桥架明细表、照明设备明细表、火警设备明细表等各种明细表）[4]，与传统设计方式不同的是，设备材料表根据项目的修改实时更新。可以设置明细表过滤器，添加文字、安装方式、设备类型、数量、备注等参数，为工程造价、工程管理及生产提供基础数据。如图10所示。

图9　管线碰撞检查

图10　电缆桥架材料表

3　小结

在绿色建筑与建筑信息化成为建筑行业两大发展趋势的今天，本文结合工程实践，通过精细化、信息化、协同设计，打破传统设计流程，获得更优的设计成果。由于电气专业的特殊性，目前无法达到所有图纸都能三维直接出图。例如Revit无法自动生成电气系统图，需要在软件基础上进行二次开发。通过实际应用，在此总结BIM技术在电气设计中的优势和不足。

3.1BIM技术在电气设计中的优势

1）可视化。三维设计表达直观，位置明确，有利于专业间协同设计。

2）精确的材料统计。可根据精细度要求提供相应精度的设备材料表，为整个项目建设过程中的预算、采购和施工管理等环节提供数据支持。

3）信息、参数的传递。电气专业在设计过程中需要接收建筑、结构、给排水、暖通等专业提供的资料，同时电气专业各系统间的系统性和逻辑性较强。传统二维设计中，电气设计师需要对其他专业的设计条件进行多次接收和核对，工作十分繁琐。通过BIM中信息的实时更新，解决了大量专业互提资料不及时和核对工作的问题，确保了信息的及时性和准确性。

3.2BIM技术在电气设计中的不足

1）设备族库不完善，需要建立大量的电气设备族，加大了设计人员的工作量。

2）在生成电气高低压配电系统图、配电箱系统图、干线系统图方面还需要结合其他软件实现，如果要作为一个独立的出图软件，需要在现有基础上进行二次开发。

3）软件计算能力弱。应该进一步完善软件计算能力，或者提供计算数据接口，实现数据共享、互导，如在年雷击次数、保护配合计算方面需要二次开发等。