BIM技术在建筑电气安装工程中的应用探究

杜园元

【摘  要】电气安装是建筑施工的重要环节。随着建筑的智能化、网络化发展，电气安装工程越来越复杂，傳统的安装模式难以满足电气精细化安装的要求。BIM技术的应用可以有效解决建筑电气安装的信息共享性差、重复工作量大等缺陷问题，为建筑电气安装提供协作与信息交流的平台，提升电气安装工程的整体质量。论文以传统电气安装工程中存在的问题为切入点，阐述BIM技术在建筑电气安装工程中的应用优势，最后提出BIM技术在建筑电气安装工程中的具体应用流程，以期提升电气安装工程的质量。

【关键词】BIM技术;建筑工程;电气安装;信息化

【中图分类号】TU17;TU85【文献标志码】A【文章编号】1673-1069（2022）05-0114-03

1 引言

2016年，住建部明确提出加快推动信息技术与建筑业发展深度融合。2021年，黑龙江省住建厅等14部门联合印发《关于加快推进装配式建筑发展若干政策措施的通知》，明确提出在“十四五”期末全省装配式建筑占地区新建建筑面积比例力争达到30%，并且确定哈尔滨市为重点推进地区[1]。由此可见，基于装配式建筑的快速发展，相关企业必须大力培养和引进复合型BIM人才，发挥BIM技术在装配式建筑中应用具有的重要现实作用。

随着我国建筑行业的智能化、网络化发展，越来越多的电气设备和信息化系统广泛应用于现代建筑工程当中。例如，人脸识别系统、指纹开锁系统、CCTV系统、消防报警系统以及动力照明系统等，成为现代建筑的“标配”。由于电气安装涉及大量的线路和管道，需要多工种相互配合以及优化施工顺序，传统的基于二维图纸的管理模式难以准确反映电气安装的具体位置和过程，导致在电气安装过程中出现碰撞冲突、重复作业等问题。BIM是以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，借

助BIM技术能够有效提高电气安装工程的工作效率与施工水平[2]。

2 传统建筑电气安装工程存在的问题

电气安装工程涉及动力照明系统、通信网络系统、监控系统、消防报警系统以及防雷系统等，其具有覆盖面大、涉及范围广、需要多专业协同作业、技术标准要求高、建设周期长等特点。随着我国建筑的智能化发展，越来越多的电气设备应用到建筑安装管理当中。但经过深入分析，采取传统安装管理模式的电气安装工程通常存在以下问题：

第一，电气安装工程存在重复作业的问题。配管工程是电气安装工程的基础环节，且配管分为暗配管和明配管，由于电气安装工作比较复杂，需要多工种之间相互配合，但是传统的二维图难以准确表明不同电气的线路走势，导致在配管布局上存在重复作业的现象。例如，在安装楼宇报警系统时，相关人员只考虑楼宇报警系统的配管及穿线操作，而不会考虑通信网络系统的线路走向问题，导致在不同的电气安装工程中需要重复进行配管布局或者管内穿线，严重阻碍安装工程的施工进度。

第二，电气安装企业之间缺乏信息共享，导致电气安装存在相互碰撞的问题。由于电气安装涉及不同的电气线路，加之不同的工程企业之间缺乏相互沟通机制，在安装施工过程中存在相互碰撞的问题。一旦发生相互碰撞，需要通过科学论证和相互沟通予以解决，这不仅会延长施工工期，还会浪费一定的人力、物力，甚至引发安全事故。例如，由于电气安装企业的信息共享性差，在安装监控线路的过程中，照明线路被损坏，这极易引发安全事故。

第三，电气安装质量不高，存在反复变更安装设计方案的问题。由于电气安装企业之间缺乏信息共享，电气安装过程中的各种问题导致企业需要变更设计方案，这对电气安装工程带来了不同程度的影响。

3 BIM技术在建筑电气安装工程中的应用优势

BIM技术是大数据技术在建筑行业应用的新型方式，其可以通过数字和可视化模型共享建筑物的特征信息，为所有项目参与者提供一个协同工作平台，实现项目信息共享，从而提高施工效率，缩短施工周期。应用BIM技术可以为建筑工程创建分析数据库和可视化模型，能够准确描述项目的物理和功能特征，实现项目的集约化管理。实践表明，BIM技术在建筑电气安装工程中具有很大的应用优势，具体表现在以下方面。

3.1 有助于提升工程质量，满足电气安装工程的基本管理要求

做好电气安装工程的协同管理，提高工作效率，是电气安装工程管理的基本要求。利用BIM技术构建电气安装模型，可以将参与安装项目的专业人员引入BIM平台管理体系，将电气安装的各类数据统一到系统当中，系统根据自动分析功能生成模型。根据自动生成的模型，安装人员可以了解相关电气线路的走向以及与其他电气安装项目是否存在冲突，据此对碰撞冲突及时采取预防措施，从而有效减少后期重复作业的问题，提高电气安装工作的效率，最大限度地减少资源浪费[3]。

3.2 有助于优化电气安装方案，降低工程变更概率

电气安装需要多工种之间的相互配合与交流。据调查，由于电气安装企业之间缺乏相互沟通和交流的平台，存在“单打独斗”的现象，极易发生工程变更。BIM技术的应用可以全面整合不同电气安装企业的相关信息，减少施工冲突和不必要的变更方案。

一方面，利用BIM技术的可视化功能，可以将建筑电气安装工程的所有数据、工况显示在三维虚拟模型当中，使相关安装人员能够根据可视化三维模型，准确了解具体位置上电气工程之间的冲突和碰撞，从而对存在的碰撞问题及时采取措施，避免施工过程中的碰撞，优化施工工艺，提高施工方案的准确性;另一方面，BIM技术可以与电气安装项目的投资回报分析方案相结合，为业主提供最优的施工方案，从而有效降低施工成本[4]。

3.3 有助于实现信息输出的多元化，提高工程验收效率

利用BIM技术可以实现电气安装工程的可视化，当通过可视化模型验证电气工程中存在碰撞问题时，需要导出相应的数据信息，以便调整安装工程的工序或位置。由于在不同的电气安装工程中使用的数据格式不同，信息导入存在兼容性问题。而BIM技术具有强大的IFC功能，可以满足信息输出的多元化要求[5]。此外，在电气安装工程中不仅要做好施工时间管控、材料采购等工作，还要根据电气安装工程的进度完成验收任务。由于大部分电气安装工程为隐蔽工程，因此，在后期验收中存在数据审查烦琐的问题。通过BIM技术的应用，企业可以根据数据模型计算电气安装工程的材料使用情况和工程量，特别是利用BIM技术可以实现对电气安装工程的自动核算，降低人工核算错误的风险，提升工程验收的整体质量[6]。

4 BIM技术在建筑电气安装工程中的具体应用流程

BIM技术在建筑电气安装工程中的具体应用流程如图1所示。

4.1 构建BIM模型

在电气安装工程施工之前，必须按照预定的施工方案做好电气安装施工场地的布置，确保电气安装资源得到合理配置，以提高施工现场的安全管理水平，加快施工进度。由于建筑电气安装工程需要多工种操作，而具体的安装需要严格按照相应的工艺顺序进行操作，一旦安装顺序不合理，极易导致返工的发生。因此，在电气安装之前，应利用BIM技术做好现场安装线路的布置。具体来说，实现BIM技术提供的参数化模型与地理信息系统互连，并将地理信息系统的相关数据信息（施工现场位置、环境、水文特征等）导入BIM模型，以便根据项目现场环境为电气安装工程提供各项参数。

在完成施工准备工作之后，有必要利用BIM技术建立电气安装的三维模型。由于电气安装工程涉及多个工种，在建立BIM模型时需要采用分布式建模和集中管理的模式，此后根据不同的电气安装专业建立模型，达到规定的模型深度要求后再完善模型并构建数据库。由于电气工程中需要嵌入多条管线，为了便于施工管理，不同的管线系统在BIM模型中要使用不同的颜色表示，通常情况下，强电系统显示为紫色，通信弱电系统显示为青色，消防系统显示为黄色。

4.2 模拟仿真

为了便于后续使用，在建立BIM模型时应设置BIM族加载文件，以便在后续施工管理环节安排和布置设备，提高BIM模型的工作效率。Revit是BIM中的常用软件，在该软件中加载BIM族的主要方法是在“插入选项卡”中找到“载入族选项”，选择所需的族，然后单击以完成操作。完成上述操作后，可以利用构建的BIM模型对电气安装工程进行仿真操作[7]。

4.3 碰撞检查与优化

BIM模型的碰撞检查主要是利用BIM模型对项目的各个要素进行检查，分析是否存在人员冲突、施工进度冲突以及实体间距和空间是否符合要求，以减少施工过程中冲突造成的成本超支问题，提高施工效率。根据调查，电气安装工程中碰撞检查的主要步骤（见图2）如下：首先，将Revit中的专业模型导出为NWC格式的文件，然后导入Navisworks中进行整合。其次，操作人员需要在碰撞检测之前确定碰撞检测涉及的对象的相关参数和碰撞类型。为准确检查电气安装工程的质量，电气安装工程碰撞检查主要选择硬碰硬、软碰硬等相结合的方式，并且设置允许交叉的数值范围，并在“规则”中新建适应项目的忽略要求，从而提高检查工作的效率。在碰撞检测系统完成碰撞检查后，系统将自动生成检测报告，该报告将准确表明碰撞检测的关键点，并自动返回Revit软件以查找相应的碰撞点并给予修正[8]。

电气安装人员根据BIM模型碰撞检测的结果，了解电气安装工程中存在的碰撞点，然后根据碰撞点生成的原因进行分析，调整电气安装的位置，以此避免在电气安装工程中出现相互冲突的问题。

4.4 局部调整及导出施工图

在碰撞检查后，施工人员应使用BIM模型调整局部冲突位置，并将调整后的优化方案数据导入Revit软件系统，形成调整方案的效果图。例如，在某建筑工程的电气安装方案中，通过碰撞检查发现给排水、消防管道与电力干线之间存在冲突。因此，对电路进行了调整（见图3），采用多管道共用支架的方法，与各种管道分别制作管道支吊架的方案相比，该设计方案使整个管道布局更加整齊有序，同时，减少了钢材和各种五金材料的消耗[9]。

5 结语

综上所述，做好电气安装工程的质量控制对提高建筑工程的整体质量具有重要意义。由于电气安装工程涉及的工种较多，尤其是电气安装工程多为隐蔽工程，在具体的施工管理中，需要利用BIM技术建立三维数据模型，以此实现电气安装工程的可视性、模拟性以及调整性管理，提高电气安装工程的整体质量。

【参考文献】

【1】杨茜.BIM技术在充电站土建与电气安装施工中的应用研究[J].四川职业技术学院学报，2019，29（4）：165-168.

【2】曹建东，魏国勇.BIM在建筑电气工程施工中的应用探究[J].智慧中国，2021（11）：88-89.

【3】曹安美.S装配式建筑项目进度管理优化研究[D].南宁：广西大学，2021.

【4】徐宏.装配式建筑设计中的BIM方法应用探究[J].智能建筑与智慧城市，2021（11）：73-74.

【5】江清泉.建筑电气自动化技术在楼宇智能化工程中的应用[J].电子世界，2022（1）：123-124.

【6】彭松龙.BIM在建筑电气设计中的应用研究[J].智能建筑与智慧城市，2021（11）：39-41.

【7】杨娜.基于建筑信息模型的电气照明自动设计研究[D].南昌：华东交通大学，2021.

【8】邰金星.BIM技术在装配式建筑项目中的应用研究[J].房地产世界，2021（21）：83-85.

【9】渠立朋.BIM技术在装配式建筑设计及施工管理中的应用探索[D].徐州：中国矿业大学，2019.