建筑电气BIM正向设计探索与思考

2021-03-24马亚雄刘康发

现代建筑电气 2021年2期

马亚雄, 高磊, 刘康发

(1.中国海诚工程科技股份有限公司, 上海 200031;2.江苏晟唐合智建筑设计有限公司, 江苏常州 213000)

0 引言

近年来,Revit等软件的出现使建设工程全寿命周期可视化、数据化成为可能。从手工绘图到CAD制图再到Revit等软件,建设工程设计越来越精细,在设计阶段得以解决越来越多的问题。借助建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM),可保证建设工程质量、进度和投资合理可控。

1 现阶段BIM正向设计的难点

(1) 设计周期长。从CAD辅助设计环境到操作复杂的Revit建模环境,在设计进度紧张情况下费时费力又很难达到现阶段的出图效果。目前,主流模式依然是CAD出图,Revit翻模解决碰撞,并非BIM正向设计[1]。

(2) 难以满足施工图审查深度。现阶段国内建设工程设计文件审查大部分仍采用蓝图或者PDF电子文档,而非Revit模型。对于BIM正向设计,需要生成合理合规、符合深度且内容完整的PDF图纸(包括平面图、系统图和说明图例等)。对于建筑电气,Revit注重BIM建立和应用,平面信息相较CAD之于图纸深度和规范标准的要求尚有不足。如Revit平面设备连线采用导线,不够灵活,无线型区分,且还存在“飞线”表达,无法满足现阶段设计文件审查深度要求;若自动生成平面设备连线,需要建立系统(电力系统、数据系统等),工作量大,且生成系统图无法满足现阶段设计文件深度要求。现阶段,建议采用详图线完成设备之间的连线,而详图线存在线型少、遇设备时详图线不会自动打断等问题,使平面图的绘制工作量巨大[2-3]。

(3) 解决三维碰撞问题。从设计管理角度出发,Revit核心是可视化设计,在设计阶段需要解决碰撞和原本在后期深化或施工配合阶段才需要解决的问题,如火灾报警按钮与配电箱或者灯具开关的碰撞,在CAD辅助设计中由于处于不同系统平面图且不会相互参照,无法直观判断是否碰撞;火灾感烟探测器距风口、障碍物的距离在CAD辅助设计中仅以文字说明约束,无法直观判断是否满足规范要求;布置桥架时,准确的结构专业梁宽和梁高获取困难,仅考虑路径最优,在CAD辅助设计中无法直观判断桥架路由是否有碰撞,与其他专业管线或障碍物间距是否满足规范要求。

以上问题集中在设计阶段,增加了设计阶段的工作量,对设计管理的要求和挑战更高。在目前项目设计进度普遍紧张的情况下,采用BIM正向设计举步维艰。

2 BIM正向设计基本流程和需要注意的问题

2.1 BIM正向设计基本流程

全新项目基本流程如图1所示,若有前期项目样板积累,可跳过步骤1。

图1 全新项目基本流程

步骤1,建议采用已有项目样板或者Revit自带的电气项目样板,可节省工作量。步骤2,应采用正确的方法创建中心模型文件,否则可能会导致各专业项目基点不一致的情况发生。步骤3,标高和轴网应为单独工作集,链接各专业模型应为单独工作集,其余见后续工作集相关规则方法建议。步骤4,确保链接模型位于正确的工作集,各专业项目基点一致。步骤5,基于建筑标高创建相应楼层平面,不建议天花平面用于出图,但可用于设备调整视图;建筑空间结构复杂项目,应确保建筑的每个房间都被完整地表达在楼层平面。步骤6和步骤7同步进行,保证链接模型实时更新,及时沟通解决碰撞。步骤8,在确保解决所有碰撞后方可创建视图样板用于出图。步骤9,应同时绘制系统图、说明和图例,建议采用在一个空白楼层平面加范围框的方式;确保楼层平面内容表达完整,满足审图要求。步骤10,检查楼层平面是否出现设备消失等问题,链接文件均为半色调和底图显示。

2.2 BIM正向设计需要注意的问题

在设计阶段电气设计人员需要注意如下问题,才能发挥Revit优势以完成BIM正向设计。

(1) 设备布置时打开三维视图。通过楼层平面和三维视图的配合调整,将设备放到正确位置,如灯具吸顶不悬空、开关贴墙不碰撞、配电箱柜高度合理等。此项工作为各专业进行碰撞的基础和前提,必须严格贯彻执行。

(2) 在进行本专业设备布置时,打开所有专业的所有工作集,模型类别全选中且无过滤器限制内容显示,这样才能在楼层平面中看到与其他专业设备的碰撞,配合三维视图以解决碰撞。此项工作是较于CAD辅助设计最大的区别和优势。

(3) 各专业均是采用中心模型文件和本地模型文件同步且链接中心模型的协同设计方式。基于建筑电气专业的特殊性,在进行电气灯具、火灾感烟探测器、墙面灯具开关和插座等布置时必定会关注每个房间的吊顶、墙壁、门等信息。因此,布置设备过程中遇到问题时,应尽快与对应专业沟通,如结构梁突出吊顶下、建筑吊顶高度不合理导致吊顶内设备无法安装,墙和柱的关系不合理等。如遇到问题要及时沟通,使各专业对模型逐步完善,以形成良性的设计协同。

Revit优势是可视化设计。本专业设备未放置在正确位置,仅考虑平面出图不注重模型中设备的布置;不显示其他专业的设备,看到碰撞或不合理而忽略;遇问题不及时沟通等情形,违背BIM正向设计基本理念。

设备布置界面如图2所示,在进行电气设备布置(左侧)时,应同时打开三维视图(右侧),将设备放置在正确的位置且保证与其他设备间间距合理、美观。

3 BIM正向设计规则方法和技巧

3.1 BIM正向设计规则和方法

(1) 各专业间的提资和收资。提资采用单独的楼层平面,圈注云线,文字注释提资内容,打成PDF留档,楼层平面的命名建议为“提资专业-TO-收资专业-内容简单描述-日期”,如“暖通-TO-电气-防火阀-20200412”。收资采用按链接视图方式,选择对应的楼层平面即可。整个过程中要保留PDF。因为BIM正向设计是Revit模型逐步完善的设计过程,到最终阶段模型中原本提资的相关内容可能会不见(删掉或者挪位置等)。

图2 设备布置界面

(2) 各专业工作集建立,仅为本专业(出图、提资或者筛选查询)服务,不专设工作集为其他专业服务。如暖通建立“空调通风”工作集用于空调平面出图,其中有风管、风机、排气扇,电气需要在照明平面图显示排气扇,在动力平面图显示风机。此时不应该要求暖通专业去建立关于区分风机和排气扇的工作集,这对于暖通费时且没有意义,应由电气专业创建过滤器来解决风机和排气扇的显示问题。工作集界面如图3所示。

图3 工作集界面

(3) 各专业族和族类型的命名必须准确表达设备类别和设备名称。如暖通风机族可以看出是个风机,而不仅是“机械设备”。这是其他专业进行设备过滤的基础,不能1F风机称为“风机”,到2F风机称为“风扇”,同一项目的族名称及类型名称必须统一、有规律。

(4) 建筑电气专业关于动力配电系列内容的收资。关于配电设备相关信息的收资,建筑电气专业应该提出字段名称,如设备功率、设备电压、设备编号、设备名称等,将字段交于暖通、给排水等提资专业,在需要提资的族参数(实例参数)中加入以上字段(需注意单位设置)。将以上字段设为共享参数,项目统一保存共享参数文件。提资专业将准确的数据填入以上字段对应的族参数中,建筑电气专业可通过创建机电设备标记族提取以上信息,也可创建明细表得到机电设备总功率,用于负荷计算。共享参数应用界面如图4所示,会使专业间联动更加实时方便。

图4 共享参数应用界面

(5) 建筑电气出图时,建议采用建筑专业模型轴网,一般可不复制监视(需要分区出平面图时建议复制监视),其余专业链接模型中应关闭轴网工作集。建议复制监视建筑专业模型标高,标高和轴网应为单独工作集。各类链接模型采用主体视图,通过楼层平面的视图范围调整和平面区域配合,得到满足图纸表达的楼层平面。有人提出,建筑专业建立专门的用于底图的楼层平面,其他各专业采用按链接视图,选中对应的楼层平面即可。这样做也是可以的,但是不够灵活且增加建筑专业的工作量。按链接视图时,注释是无法调整和移动的,如房间标记、门标记等会出现遮挡设计内容的情况,故不建议。

(6) 设备族文件的创建采用三维实体族(应正确选用族类别)内嵌套二维详图项目族的形式。二维详图项目族用于楼层平面显示、图例表绘制、系统图绘制,其不会随着楼层平面比例的变化而变化(满足要求)。详图项目族内不建议出现文字注释,必须出现时建议采用详图线绘制文字。三维实体族用于解决末端碰撞,实体尺寸应尽量可以满足目前市场上绝大部分产品的外形尺寸,且留有合理的余量,避免施工时设备安装困难。不需开设材料仅是平面表达的设备,采用详图项目族即可。三维实体族可见性设置为精细,二维详图项目族可见性设置为中等,楼层平面采用中等视图,放大详图采用精细视图,以满足出图需求。

3.2 BIM正向设计技巧

(1) 当相同类别的设备有相同外形且尺寸分类有限时,可采用一个可变尺寸的三维实体族嵌套有限数量的用于二维表达的详图项目族来实现。通过创建不同的族类型,改变尺寸约束类型参数和详图项目族可见性类型参数来创建不同尺寸和不同图面表达的族。

(2) 建筑电气专业中,应急照明灯具和应急疏散标识灯具、声光报警器和手动报警按钮的CAD辅助设计习惯会出现平面二者叠放的情况(实际三维中应是上、下贴墙壁装)。创建设备族时,需要创建一个关于偏移(二维详图项目族基于三维实体族基点的偏移)的实例参数,在需要偏移时输入偏移的数值即可。

(3) 建筑电气中会用到既可以吸顶安装又可以贴墙壁装的设备,如灯具、消防应急广播等。创建采用基于主体“面”的族来实现,同样需要嵌入二维详图项目族作为平面显示,此时需要在对应立面上插入二维详图项目族,否则当壁装时平面不会显示二维详图项目族。

4 BIM正向设计思考

现阶段BIM正向设计建议满足了国内设计审查文件的要求,最大程度上利用Revit优势,有助于熟悉BIM正向设计。此外,应关注并熟悉Revit或相关软件二次开发的以下功能:利用空间参数进行照度计算,创建电力系统以自动生成配电系统图、导线自动连接、自动生成精确的管线材料表、设备信息参数联动修改、自动校验保护电器和线缆等。