浅谈BIM技术的发展及其在电气工程中的应用

冷冰

上海二十冶建设有限公司 上海 201900

近年来，BIM技术开始兴起。各大建筑企业陆续开展了BIM技术研究，不少大型高端项目更是硬性要求BIM技术的全程介入。建筑人的思维正从传统的2D模型转向更直观的3D模型，建筑行业正步入“三维立体时代”。

BIM技术即建筑信息模型（Building Information Modeling），我国2017年推行的《建筑信息模型应用统一标准》-GB／T51212-2016对其做了如下解释：“在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。简称模型”。可见，BIM技术不能简单理解成一种图纸的3D化，它是建设工程自设计阶段至最终运营全生命周期中各类综合信息的集合与应用，是一种工作过程的体现。而模型所包含的元素信息也多种多样，包括尺寸、定位、空间拓扑关系等几何信息。也包括名称、规格型号、材料和材质、生产厂商、功能与性能技术参数，以及系统类型、施工段、施工方式、工程落实关系等非几何信息。BIM技术就是要将如此庞大的信息进行收集、整合并表现在同一个共享平台中，让参建各方都能最快速、最大限度的获得与项目有关的信息，从而缩短信息在传输过程中发生的滞留并通过各类模拟手段预判未来结果，作出对应处理。

公认的，BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等诸多优点。参与各方将信息上传至BIM平台，专业技术人员通过BIM平台提供的信息，能够及时对项目做出正确理解，并进行更新调整。涉及单位将跟具变化做出反应，从而达到提高生产效率、节约成本和缩短工期的目的。三维模型具有极高的可视性，相较传统的施工图纸，无需在头脑中进行立体想象，为参与建设的非专业人士提供了直观的参考。

尽管BIM技术拥有如此多的自身优势，经过近二十年的发展，为何仍未能成为普及性的项目管理工具？《建筑信息模型施工应用标准》-GB／T51235-2017中同时指出：“BIM不是表达建筑信息，辅助工程实施的唯一办法，目前BIM还没有取得像工程图纸一样的法律地位”。这也说明了BIM技术目前在建筑市场上的地位始终没有得到确认，BIM技术仍处在发展阶段。

首先BIM技术自身缺乏创效能力，这也致使各类企业没有发展BIM技术的积极性。企业投入资本，并期待投资回报，而BIM技术多数情况下处在一种对图纸和技术的深入细化过程，可以理解成一种附加值。这种附加值对项目的发展没有必然性，如果没人愿意为其埋单，那它的经济效益便无法体现。其次，BIM技术的推广和应用投入成本不低。尤其是前期，人才的培训，软硬件的采购，试验项目的开展都需要金真白银的投入，这就提高了建筑企业的经营成本。再次，BIM技术多数情况下并没有理想中那样实用。目前建筑工程仍然采用以平面图纸为基础的二维模型，BIM需要基于图纸进行细化和分析，从而产生了巨大的工作量。而建筑业高速发展的今天，施工的进度要求已远远超过以往的概念。BIM模型如果不能在施工前投入，那么它的指导意义便无法有效发挥。最后，BIM是以虚拟设计来指导未来施工。需要一个较为明确且稳定的方案，一切设计都要在设计阶段得到确定，越往后期，变更造成的成本越高。而目前的建筑市场，建设方的决策存在较多不确定性，大多数项目还不能做到在完全准备好的情况下进入施工阶段。BIM技术存在的问题不仅于此，BIM与各类建筑标准、规范及各地政府之间的统一问题，BIM应用软件的精细化程度，建筑基层人员的整体素质等都制约着BIM技术的推进。

相较而言，BIM技术对电气工程的作用目前更多的停留在施工阶段，主要是施工企业利用模型对路由进行优化和对布线碰撞进行检查。由于电气专业介入较晚，且建模速度相对较快，BIM的优势更容易体现出来。通过已有的数据进行分析，更利于电气线路的综合布置，选择路由，避免错误的发生。但我们对BIM技术的期待还远不止于此。既然BIM技术是各种信息的集合，当各专业数据全面上传后，系统便可以通过这些参数自动生成电气图纸。举个例子，当我们设想使用某种设备，只需提供它的功率、位置、环境状况等参数，系统便可以从库中提供符合要求的方案供设计人员比选。当系统完善后，又可对其进行预试验，提前检验设计效果。另外，电气专业系统性较强，各类线路错综复杂，很难在平面图纸上充分表现其位置关系。利用BIM模型后，各阶段使用人员都能清晰的了解线路位置及走向，指导作业人员操作，也有利于技术人员的交底工作。BIM技术还具有很强的关联性，当现场人员根据实际情况完备数据时，系统会根据数据变化，自动或提示其他专业做出相应调整，充分利用现有资源，提高施工质量和施工效率，达到协同作业的目的。而细化后的模型还能精确指导采购及日后结算。VR技术的引入对现场安全管理也能起到不可忽视的作用。不过，要做到以上的精细化管理，更深入的数据模拟还需要进一步的解决。由于缺少统一标准的电气族文件库，转化BIM模型需要耗费大量的建立族文件的时间。至于计算问题，目前市场上尚未出现较为专业的软件能将电气设备全面录入。

科技是建筑业健康持续发展的唯一途径，原地踏步迟早将被市场淘汰。BIM技术的先进性是毋庸置疑的，经管它仍存在诸多缺陷，但任何一种技术的发展都需要滋养。近几年，BIM技术也迎来了改革的春风。在国家层面陆续出台了多个支持性的政策文件。2015年住建部下发的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中提到“2020年末，以国有资金投资为主的大中型建筑，申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区，这些项目的勘察设计、施工、运营维护中，应用BIM的项目要求比率达到90%。”这一文件促使以央企为代表的大型建筑企业，积极参与到BIM技术的发展建设中。紧接着2016年住建部在《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》，中再次提到““一代一路”重点工程中，应用BIM技术，促进工业化建设。”将国家发展策略与新型科技技术结合，正式吹响了BIM技术全面普及的号角。行业层面，以《建筑信息模型应用统一标准》为代表的技术标准，进一步推进了BIM技术的标准化。建筑企业为适应发展，必须跟上BIM技术的时代脚步。

BIM不仅是一种技术，更是人们试图解决问题的思维转变。相信，通过持续努力，实现BIM技术的普及指日可待。