基于BIM 的地铁动力照明设计

陈晓旭

中铁第六勘察设计院集团有限公司 天津 300133

地铁运行速度比较快，运载总量也相对较大，并且在运行中对环境的影响和能源的消耗都比较少。所以，地铁在许多城市都得到了建设发展。动力照明系统在地铁建设中占据非常重要的地位，也是一项重点工程。它直接关系到地铁是否能够安全运行，对乘客生命和财产的保护有着重要作用。为此，本文基于BIM 的地铁动力照明设计展开研究。

1 动力照明系统设计的基本原则

1.1 电压降控制指标原则

设计单位应按照电压降控制指标与原则进行地铁车站动力照明系统的设计。在电机开启之前，首先要确保能够达到器械标准，端子电压会在打开时产生小幅度的变化，但是这种电压变动并不会对其他设备正常运转造成影响。通常在对动力照明系统进行设计时，要结合配电母线电压数值，如果交流电机运转正常的话，母线电压的数值要比额定电压大85%，在启动时则要超过90%。

1.2 以放射式作为动力设备的主要供电方式

在动力照明系统设计时，需要以放射式供电为主。需要设计人员在低压配电过程中，要保证照明系统的电气设备低压配电低于3级。除此之外，在配电过程中，如果需要将电力和照明负荷配电与低压配电区别出来，就需要将这两种配电进行独立配电。对于地铁动力照明系统来说，要确保消防配电系统为一个独立系统，可以运用PC 双电源切换装置，实现消防配电与其他系统的转换。

2 动力照明配电要求

2.1 照明配电

通常地铁照明设计中会运用到放射式、树干式这两种配电方式。在配电过程中，主要将树干式作为主要配电方式，一般会在地铁站厅和站台分别设立照明配电与应急电源室，站厅和站台配电室照明配电范围主要通过地铁站中心线进行划分，并且会要求每个配电室都要放置两个配电总箱，这两个配电总箱还会受到不同变电所的控制，主要供应站厅和配电室中间公共区域、节电照明的照明需求，地铁站内的配电箱均具备50% 负荷，要想确保应急照明正常运转还要选择EPS 电源进行集中供电。公共区域照明由站厅和站台配电室负责，对于地铁站的工作照明配电箱需要从地铁站变电所中引出两条母线进行配电，工作照明配电箱要与站台照明配电箱放置在同一配电室。工作照明一般会由BAS 进行控制，如果发生事故则会由FAS 进行控制。地铁设备管理房的照明使用开关进行控制，其应急照明运用双控开关，如果发生火灾会通过FAS 触发点亮。

2.2 动力配电方面的要求

通常地铁动力配电过程中，都是将放射式与树干式配电交叉使用，然而在实际配电过程中，设计人员同城会采用放射式配电方式。运用放射式对动力系统进行配电时要满足以下要求：第一，配电所要负责非控制环境设备的配电；第二，针对地铁站内用电量比较大的区域，要设立专门的照明配电室，以便对用电集中区域进行有效控制，针对一级、二级这种用电负荷非常大的设备，在设置配电箱时要采用双电源装置，以确保设备正常运转；第三，在站内公共区域要合理安装插座，为站内维修、清扫等设备提供电源，插座的设置要具有合理性，结合站内具体情况设置插座数量。由于地铁站内人流量大、环境也比较复杂，所以做好插座防触电、防漏电保护装置是非常有必要的，避免安全事故的发生。如果两个相邻的地铁站共用一个变电源，在设备启动过程中要运用直接启动的形式，针对这种情况还要对一级电负荷设备设立专门的检修电源箱，确保大负荷设备正常运转。如果无法运用直接启动的设备要定期对其电源箱进行检护和维修，做好设备漏电和触电保护，发现问题要及时处理，避免发生安全问题。

2.3 供电要求

针对动力照明中用电量较大设备的供电选择是，一定要选用双电源和双回线路形式，这样才能保障供电安全。正常运行时，自变电所两段0.4kv 母线要分别引致动力电源设备的配电箱，并且引出的线路要在末端进行自动切换。针对用电负荷为一级的设备，应增设应急电源，并严禁其他负荷接入。用电负荷达到二级的设备要运用双电源单回线进行供电，正常运行时，从变电所某段0.4kV 母线会通过单回线将电源输送到设备末端配电箱，如果其中一台变压器出现故障而停止运转后，降压变电所的0.4kV 母联开关合闸，产生故障的变压器所负责供电的设备会转至另外一台变压器。用电负荷为三级的设备可以减少一个电源，通过单电源单回线的供电形式，如果变压器出现故障无法正常运行后，就会自动将设备共电网中剔除。

3 BIM 的地铁动力照明设计

3.1 工程概况

本次主要针对天津轨道交通6 号线某一车站的BIM 的地铁动力照明设计展开研究，本次研究的车站空间区域比较大，车站共分为公共区和设备区两大区域，车站的总面积达到8986 平方米。结合车站设计要求需要运用到Autodesk 公司Revit 作为车站建模软件，对车站内部功能区分布、通风系统、排水系统、动力照明运用BIM 工具进行设计。

3.2 协同设计

通过比较以往的二维设计方法，在使用BIM 技术时，从事该产业的工作人员可以采取中心文件与文件链接两种方式，达到Revit 软件协同设计的目的，这种设计方法既可以有效提高地铁项目施工的准确度，防止在施工过程中出现安全问题，同时又可以采取工作集与中心文件系统整合的方法，还可以把中心文件储存在网络服务器中，减少了后期各种工作进行的时间，为实现多种专业协同设计目标打下夯实的基础。

3.3 电气配置

当前，在目前城乡一体化进程快速发展的形势下，伴随着科技的转型与升级，在我国各个领域得到广泛应用和普及，在这种发展背景下，既为人们平时的生产与生活带来极大便利，同时又逐步优化了各种软件功能，为有关产业各种工作的顺利进行提供良好的条件，其中在建筑信息模型构建时，使用的Revit 软件，在2015 年就已经拥有MEP 功能，产业有关工人能够借助 “MEP 配置”，适当修改电气参数，最后保证电气参数与我国国家的标准值相符，另外，在设置电气时，Revit 还可以按照整体设计文件要求和电缆尺寸配电系统、桥架尺寸等配电参数，形成配电回路信息。

3.4 项目参数

在设计项目参数过程中，为了从根源上使参数值设计的科学性、有效性及合理性得到保障，设计人员既需要从根源上确定工程的具体施工要求，同时又需要适当增加电缆敷设方式、穿管类型、电缆编号等信息，另外在新建项目参数时，为了形成详细的设备明细表、配电盘明细表，有关设计人员需要明确要求参数的设计类型。

3.5 电气族的构建

简单来说，电气族中的 “族” 实际上是指Revit 软件当中一个含有通用属性集与有关图形展示的图元组，在设计动力照明过程中，构建电气族既可以为配电系统的构成提供有利条件，另外在全面发挥BIM 技术具有的优势中起到了至关重要的作用，更加重要的是利用电气连接件设计电气族的符合特征为今后做好各种工作的基础条件。

3.6 车站配电系统的构建

地铁配电系统中包含动力配电与照明配电两种不可缺少的元素，为了可以从本质上提升工程设计的科学性、有效性及合理性，需要在地铁站站厅层分别设立环控电控室，并且在站台每层还要设立一个照明配电室，并统一在右端配备一个0.4kV 的降压变电所。运用Revit 软件将电负荷设备和配电设备连接起来，使配电系统形成回路，进而完成配电系统的构建。

3.7 综合管线碰撞

综合管线的设计主要是针对通风设备、水电设备、通信等设备的设计，利用BIN 对地铁综合管线进行设计，可以使各个设备管线得到合理分布，避免产生交错碰撞情况，有利于各个系统的正常运转，还可以提升施工进度。在设计当中利用中心文件对综合管线设计进行辅助，并在设计中探究发生管线碰撞的原因，通过对各个线路分布的协调避免综合管线出现交错碰撞的问题。

4 结语

通过对本文进行研究，得出以下结论：①在ProjectWiSe 建立的Revit 中心文件，达到协同设计的目的；借助工作集功能，完成权限操作。②借助 “项目参数” 与 “MEP 设置” 功能合理设计配电系统的参数。③使用电气族设置完善的配电系统，构建接地系统三维模型。④Revit 能够做好专业间的管线碰撞测试工作，提升设计的准确度，使工程的安全性得到进一步提升。5. 目前，Revit 还有很多问题，需要对其进行优化。