BIM在建筑电气设计中的应用研究

彭松龙

（北京维拓时代建筑设计股份有限公司）

1 引言

为解决传统模式下建筑领域设计弊端，随着科学技术的快速发展，BIM 技术已广泛应用于建筑电气设计中，不但降低了建筑成本，而且提高了建筑安全，保证了建筑质量。如何健全BIM 技术在建筑电气设计中的应用值得大家思考。

2 BIM 技术及BIM 在电气设计应用中的优势

2.1 BIM技术概述

BIM 是建筑信息模型的统称[1]，主要是对建筑项目进行模型构建，以数字化仿真技术将建筑物信息进行展示，以指导建筑全寿命周期的信息化运作。

2.2 BIM 技术在电气设计应用中的优势

BIM 技术在电气设计应用中的优势主要包括协同性、可优化性、模拟性和可视化四个方面。

1）协同性

电气设计是一项相对复杂的工作，要用到很多工作数据，建筑单位为了保证工作效率，会动用大量设计人员[2]。在进行设计时，各部门之间的实际工作进度存在差异，导致设计人员提供的方案各不相同，在沟通过程中会出现一些情况和意外。进行电气设计时使用BIM技术，通过数据建模将所有员工提出的想法进行展现，不断调整，从而确保电气设计的效果能够达到施工标准。

2）可优化性

在对建筑电气进行设计的过程中，会因为信息和时间的原因出现变化，通过BIM 技术构建三维模型可以针对施工中信息的改变进行精准估测[3]，并能通过数字化设施和有关技术处理一些复杂情况，通过参数调整，对模型进行更改，进一步增加设计效率。

3）可视化

可视化是指BIM 技术联合互联网技术将电气设计以三维立体虚拟模型的形式呈现，设计人员可根据设计图纸发现设计中的缺陷，并将设计图纸呈现在设计环节、施工过程中，实现运营的可视化特征，以便施工人员使用[4]。

4）模拟性

利用BIM的特点，将模型模拟的数据与建筑构件和设备信息组成等关键因素引入系统中，此时，项目的各个参与方都可以通过模型看到建筑的信息，对建筑信息数据库的建立具有促进作用[5]。

3 BIM 在电气设计应用中的现状分析

3.1 BIM技术应用于照明系统设计

将BIM技术运用在电气设计系统中，需要完成三个方面的内容[6]：

①对建筑关键信息的收集、补充和建筑设计合理安排；

②控制终端和照明系统的有效连接；

③BIM 技术将模型关键数据呈现出来，以便设计人员共同探讨。

图1 列举了房间照明系统的BIM 技术应用。

图1 房间照明设计模型图

3.2 在配电系统设计中的应用

BIM技术在配电系统中不断引入，不仅促使配电系统的整体构件和局部设计全面展示，而且对配电系统的设计更加全面，可进一步通过模型模拟技术健全配电系统分布和构造的合理性。

3.3 构建电气族库

在建筑电气设计过程中，通过BIM技术建设电气族库，在之后的工作设计过程中会更方便。建设电气组库的过程中，应该在有关文件规范的基础上结合相关电气设计流程和环节，同时参考有关合同文件和施工文件进一步围绕建筑内部的结构、用电诉求、布线条件各项内容展开研究，了解基础设计的数据，同时把显示数据当作基础和前提来建设电气组库。所以，进行建筑电气设计的过程中，基于BIM技术很关键。

3.4 管线的碰撞检测

管线碰撞问题是电气安装过程中的突出问题，BIM技术出现后[7]（见图2），可根据BIM软件对管线碰撞进行初步设计，并且施工人员可在BIM 软件上进行交流（见图3），如果在设计中出现管线碰撞情况，可根据BIM 软件及时进行调整，调整情况如图4所示。在设计阶段，进一步减少管线碰撞问题的出现。

图2 碰撞检测结果

图3 管线碰撞点

图4 调整后的管线碰撞点

4 BIM 技术在电气设计应用过程中存在的问题

4.1 受计算机软件应用环境的限制

BIM 软件应用的前提以及基础在于计算机设备以及网络环境。除此之外，BIM 软件的运作在计算机设备和网络环境方面有一定标准，工程建设项目规模比较大的时候，BIM软件实践的过程响应相对缓慢，导致软件的推广受限[8]。

4.2 BIM设计流程技术发展限制

现阶段，中国有大量的设计公司对BIM 技术有了更加全面和深入的认识。很多设计公司都是首先设计二维图纸，之后进行Revit 建模，便于了解设计的过程中是否存在问题，避免在施工过程中出现严重变化，但是没有真正的通过BIM软件实现“正向设计”[9]。在我国，部分地方施工图的审查必须要有二维图纸，所以导致BIM三维设计工作推广缓慢。同时，中国的BIM技术人才不足[10]。

4.3 增加设计时间

BIM技术进行实践的时候，要求有很好的精度，同时要求管道专业或者室内设计位置十分准确。所以要求设计人员拥有专业的水准和素质，在进行设计时，对其他设计人员的设计内容应该有一定了解，从而更好地进行自己的设计。

5 BIM 技术在电气设计应用过程中完善措施分析

5.1 营造BIM协同环境

使用BIM 技术展开建筑电气设计的过程中，应该做到对虚拟环境以及事物环境的协调，要使用网络和有关软件以及硬件打造协同环境，将其作为各种设计工作的前提和基础。使用这种技术展开设计的过程中，主要用到的软件有碰撞检测软件、性能分析软件、BIM 核心软件以及虚拟现实软件、造价软件等[11]。设计人员应该学会把相关软件进行组合构建，形成一个全面的、系统的软件平台，可以对建筑虚拟环境和事物环境关系进行处理。通过这一技术展开设计的过程中，要建设完善的网络基础环境，让设计可以更好地展开信息交流。

5.2 制订标准明确的设计流程

在进行建筑电气设计的时候使用BIM 技术要确保对有关设计流程进行规范，这个过程涉及下述内容。

①设计人员应该结合建筑电气设计工作的详细特征展开进一步探索以及分析。不仅要重视电气工程自身的设计要求和设计原则，还应该充分联系电气设计工作和建筑整体架构、建筑功能诉求，从而实现建筑电气设计和建筑结构的协调性以及适应性，达到最好的设计目标。

②设计时，对于关系到各个专业知识的内容展开协调和综合研究。BIM 技术是用计算机设备构建信息模型，其中关系到大量专业内容，要实现他们的配合性，必须提高专业人才的交流和沟通，进一步进行合作，能够促进设计工作的效率，保证设计方案的完善。

5.3 保证布局与测量作业的准确性

BIM 技术的使用可以促进多个专业人员之间的协调和合作，顺利构建通信平台，信息传送的速度和精度得到提高，设计人员的各专业设计问题可以有效解决。例如，在设计过程中，设计师可以准确检测到给水管道和排水管的冲突，最大限度地利用BIM 技术和电气设计方案进行比较和分析。使用这个作为比较的基础，有效处理碰撞位置。因此，在电气设计中有效使用BIM技术，可以提高电气设计的布局和测量工作的精度。

6 结语

进行建筑电气设计时，可以结合BIM技术，更好地完善和健全建筑强电功能，确保弱电设计的科学性，保证方案策略的科学性。同时，通过BIM技术进行电气设计的过程中，首先要围绕现实数据基础建设三维空间模型，利用模型形成立体展示、观察、检测以及调整，确保电气工程的安全。面对这种环境要深入提高在BIM技术方面的实践和研究，进一步使用这种技术促进建筑电气设计的发展。