BIM技术在建筑电气设计中的应用

杨志锋

（四川省建筑设计研究院有限公司，成都 610000）

1 引言

BIM 技术属于建筑工程设计中的重要技术，相比常规设计方法，基于BIM 技术的设计方法更具有全面性、直观性、便捷性。但BIM 技术在建筑电气设计领域的应用相对有限，尚处于探索阶段，存在诸多有待优化的问题。在此背景下，探讨BIM 技术在建筑电气设计中的应用策略具有重要意义，充分发挥出BIM 技术的优势，提高建筑电气设计水平。

2 项目概况

某办公楼项目，以办公为主要功能，建筑的电气系统丰富，属于建筑设计中的重点内容。随着我国信息化产业的飞速发展，为紧跟时代步伐，项目在电气设计中引入BIM 技术，以期提升建筑电气设计的综合效果。在本文中，重点从建筑电气设计中的协同方式、设计技巧、管线综合设计、协同设计多个方面着手，探讨设计策略。

3 BIM技术概念

BIM 技术是建筑技术与信息技术相融合的产物，涵盖施工中的所有信息，BIM 技术数字化的信息调取方式使建筑行业更加智能化，同时提升了获取信息的便捷性。建筑技术与信息技术结合，使工程参与者获取信息的方式更加多元化，而且从技术层面促进了工程施工效率实现质的飞跃。BIM 技术被提出后，各个建筑行业专家对其表现出了极大的兴趣和研究热情，以期通过该技术促进建筑行业的良好发展。

BIM 技术应用中的关键环节在于建立三维数据模型，各种存在关联的数据存放在数据库中，一旦某些联系复杂的数据发生变化，与之相关联的其他数据同步变化，三维数据模型随之改变，呈现出基于最新数据的三维模型。此外，数据库的访问权限是对所有施工方开放的，以便其及时了解工程进度等信息，必要时根据最新的工程信息灵活调节工程计划[1]。总的来说，BIM 技术具有信息可视化强、建筑项目各环节协调程度高、项目实施可模拟、可数字化操作等优势。

4 BIM技术在建筑电气设计中的应用要点

4.1 电气族库的创建

合理设定基础条件是保证BIM 技术在建筑电气设计中得以有效应用的重要前提，其中，电气族库的创建属于重点内容，技术人员必须严格依据标准创建具有可行性的电气族库。各电气族库的属性需要根据电气专业特性及与之相关的上、下游数据而定。同时，建筑电气族库具有多样化，原因在于不同厂家、不同规格的产品在尺寸上存在差异[2]，对相应族库的要求不尽相同，因此，在增添族库的多样性后，可结合需求灵活地选择，提升可用性。

4.2 电气设计要点

基于BIM 技术的建筑电气设计通常采用的是RevitMEP软件，涉及的建筑电气设计对象包含防雷接地保护系统、电气火灾自动报警系统等。RevitMEP 软件在建筑电气设计中具有重要意义，可将其视为按人类思维模式工作的智能工具，若在BIM 技术的应用中采用此软件后，可降低设计错误率，突出建筑电气设计的重、难点内容，以便设计人员对此部分做针对性的设计，提高整体设计方案的有效性。在创建建筑电气族库的基础上，可将相应的族输入RevitMEP 软件中，此举可便于设计人员更加有效地进行建筑电气平面设计，但需注意的是，其并非专业制图软件，因采用该方式的电气平面设计可能存在不足，需要在利用该工具进行设计的基础上进一步用专业软件优化。例如，实现与电气线路的连接，深化各项细节的设计，从而构建一套具有立体化特性的设计方案，使方案中的信息更加全面，呈现形式更加直观，为施工提供明确的指导。

5 BIM技术在建筑电气设计工作中的应用策略

5.1 工作集协同方式

中心模型放在BIM 服务器内，用户成为某工作集的所有者时，其他成员享有查看该工作集的权限，也可以进行协作设计，例如，在现有工作集的基础上增添新图元，发挥出协同设计带来的高效、高质量优势。若其他成员需修改工作集的图元，必须在所有者借用图元的基础上进行修改，从而在源头上规避设计冲突，提升协同设计的协调性。若模型发生更新，用户可实时查看，避免设计信息共享滞后的问题。并且，按照各专业系统情况创建工作集，除了考虑到电气系统自身外，还兼顾其他专业系统，增强建筑各专业间的协调性。

5.2 BIM技术设计技巧

在本办公楼项目中，电气系统的主要类型包含配电系统、照明系统、视频安防监控系统等，涉及的电气功能系统丰富，电气设计具有复杂性。在应用AutodeskRevit 软件进行电气设计后，可有效应用软件的平衡配电盘负荷、线路检查等功能，以全面性的原则进行设计，也可从BIM 模型中提取满足设计要求的数据，在数据的指导下，更加有效地进行建筑电气设计。在线路检查环节，重点考虑对象为设备连接件的逻辑连接，评价其是否具有合理性，对于存在未连接的设备，应在检查中及时发现，以警告弹窗的方式告知。各项电气系统均可通过系统浏览器进行查询，点击相应系统后，可呈现出其配电回路及电流、电压降等具体参数。

建筑电气设计具有复杂性，常规设计方式下可能由于考虑不周、协调不善而出现设计错误。相较而言，采用BIM 技术，可从源头上做好设计工作，降低电气设计错误的发生率。设计中，需明确配电系统、导线类型等要素，围绕各项要素做精准设计，保证电路连接设计的可靠性，规避因设计不合理而引起错配电压及过载等问题。BIM 软件具备创建配电盘明细表的功能，且可进行协调，以保证各相线中的线路负荷具有均衡性。在借助BIM 软件的建筑电气设计方式下，设计工作更具灵活性，例如，设计人员可根据工作需求自动创建配电盘明细表样板，以便在特定的建筑电气设计场景中得到有效应用。配电盘明细表的组成为：一是页眉，对配电盘的个体信息做细致的描述，具体涉及配电盘的名称、安装部位及具体方式等；二是线路表，涵盖每回路跳闸电流、线路说明等内容；三是负荷汇总，包含负荷总量、需求系数值等，即反映的是配电盘所连接的各类负荷分类及具体信息；四是页脚，配电盘信息。

在分析明细表后，更加有效地开展建筑照明设计工作，在相关软件的辅助下，进行灯具的选型、布置等，也可根据建筑实际情况自定义参数。通过BIM 软件的应用，确定平均估算照度，明确所需照度级别的照度差值。模型中的视图多样化，可生成平面图、剖面图、立面图多种形式的视图，且与数据库同步，提升信息的协同性。若需改动某视图，与之相关联的其他视图均会同步更新，避免传统设计方式下人工手动更新存在的效率低、不准确等问题。在管理协作方面，模型中的设计变更引擎起到重要的辅助作用，可提升管理的及时性、全面性。

5.3 管线综合碰撞检测

建筑管线的碰撞检测基于Navisworks 软件而实现，其基本思路是：整合图样，再针对模型做漫游可视化分析，具体涉及的操作方式包含平移、动态观察、漫游等。以漫游为例，设计人员及时查询到漫游时的碰撞情况，在获得此部分信息后，设计人员可更加针对性地进行碰撞情况的修改，且可以保存视点，后续存在此方面的需求时导出查看，便捷性良好，信息的利用价值得到充分的发挥。

经过对初步碰撞的修改后，进行模型内各专业间的碰撞检测，明确各类空间碰撞、间隙碰撞等问题[3-4]，生成碰撞检测报告，用于准确地反映碰撞检测的具体结果。在借助BIM 技术完成碰撞检测后，有针对性地修改碰撞检测报告中揭示的问题部位，并协调好其与周边设施的关系，例如，按照“大管让小管、有压让无压”的原则协调，保证各类管线自身以及管线之间的关系均具有合理性。在本工程中，经过碰撞检测、修改后，获得的模型基本实现“零碰撞”，效果良好。碰撞检测调整后的情况如图1 所示。

图1 碰撞检测调整后

5.4 BIM技术在构建电气库中的应用

全面调查电气专业上、下游的数据，在BIM 技术的支持下开展建筑电气库的设计工作，发挥出其在促进质量提高、增加效益等多个方面的作用。由于BIM 技术具有可视化的功能，设计人员在采用该项技术构建数据库时，将获得更加便捷的条件，例如，获得可靠的数据参考，结合实地考察结果进行全面分析，制订一套完善的电气设计方案。为充分发挥出BIM技术在建筑电气库构建中的应用优势，设计人员需要梳理电气库的构建流程，明确电气库的特点，在规范和标准的引导下有条不紊地进行电气库的设计，最终制订一套科学、可行的电气设计方案。

6 电气专业与其他专业的协同设计

1）对模型结构和组成情况进行分析，评估是否具有协调性、正确性，对于存在结构错误的模型，需做出优化，在此前提下方可输入BIM 模型数据，否则将无法充分利用模型所包含的信息进行电气专业与其他专业的协同设计。

2）建模规则和文件命名规则需统一。在输入BIM 模型数据时，应根据类别的不同对电气元素进行分组，保证各类电气元素的准确性。此外，需注重各类电气元素间的关联性，原因在于合理的关联条件下有利于提高模型数据的重用率。

3）电气专业设计时，应注重与其他专业数据的协同应用，例如，可以采用其他专业的电气提资数据，尽可能追求数据的轻量化、可重用等目标。

4）BIM 模型数据的输出在建筑各阶段均具有可行性，但必须保证数据格式的规范性和数据的完整性，以充分发挥出输出数据的应用价值。BIM 数据的保存需要严格依据IFC（Industry Foundation Classes）的规则进行，原因在于其是与BIM 数据相关的唯一国际标准，应用该规则具有必要性。在IFC 规则的引导下，BIM 软件可进行标准化的数据转化。

5）在BIM 模型输出前，需要详细地检查，确定合适的数据输出格式，使输出的数据能够满足不同的工作需求。并且在明确数据输出格式后，还可提高数据的质量，进而充分发挥出数据的利用价值。对于模型数据文件名的制定，则需要遵循一致性的原则，避免混乱。

7 结语

综上所述，电气设计具有复杂性，常规设计方式下可能存在设计错误、效率低等问题。为此，可采用BIM 技术，以提升建筑电气设计方案的可靠性。作为设计人员，需要认识到BIM技术的应用价值，掌握BIM 技术的应用原理，结合建筑工程条件开展针对性的电气设计工作，提高建筑电气设计水平，为后续电气系统的施工和有效使用打好基础。