王小波

（山西國(guó)建工程設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030032）

作為一種強(qiáng)大的設(shè)計(jì)技術(shù)，BIM能夠更直觀地將設(shè)計(jì)者的思想進(jìn)行具象化，從而清晰表達(dá)作者的設(shè)計(jì)意圖，為施工的順利進(jìn)行提供保障。隨著建筑工程的不斷復(fù)雜化，建筑內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的CAD雖然能有效約束施工，但在信息化飛速發(fā)展的今天，要充分利用先進(jìn)工具的生產(chǎn)力，對(duì)管道布局，電路走向更準(zhǔn)確地進(jìn)行布控，提高設(shè)計(jì)效率。由于不同人員對(duì)二維層面信息理解的差異性，工藝流程越復(fù)雜的環(huán)節(jié)越容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)潛在的施工風(fēng)險(xiǎn)，為建筑使用埋下安全隱患?；贐IM技術(shù)下的建筑電氣設(shè)計(jì)，除了能將圖紙三維化，還能進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)師的競(jìng)爭(zhēng)能力，保證施工安全，有利于設(shè)計(jì)者的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

1 BIM技術(shù)

1.1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM全稱為建筑信息模型，是一門(mén)應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的新興數(shù)字化技術(shù)，正處于發(fā)展階段，備受國(guó)家和行業(yè)重視。BIM技術(shù)起源于美國(guó)，涵蓋工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行及維護(hù)全過(guò)程管理，是一種較為全面和復(fù)雜的技術(shù)，對(duì)使用人員有極高的要求[1]。BIM技術(shù)核心是通過(guò)對(duì)工程項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行建模，確保各工程結(jié)構(gòu)的清晰化展示，對(duì)技術(shù)難點(diǎn)和細(xì)節(jié)上的布局有充分的把控。通過(guò)BIM設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目可以重復(fù)使用，為設(shè)計(jì)者此后的設(shè)計(jì)節(jié)約大量的時(shí)間成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 可視化

電氣設(shè)計(jì)中可能會(huì)涉及某個(gè)環(huán)節(jié)的微觀電路布局，要盡可能在避免對(duì)建筑物本身結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞的情況下完成線路鋪設(shè)，就需要精確把控相應(yīng)的建筑節(jié)點(diǎn)[2]。BIM技術(shù)可以對(duì)整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行立體建模，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)細(xì)節(jié)的全方位展示，給施工人員提供有效的參考，從而選擇更加合理的施工技術(shù)。

1.2.2 可溝通化

BIM技術(shù)與CAD不同的是，BIM可以作為一個(gè)整體的信息平臺(tái)，聯(lián)通管理者、設(shè)計(jì)者、施工者等多方，實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)傳遞。無(wú)論是哪一方對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容產(chǎn)生疑惑，都能夠及時(shí)獲得反饋，從而采取相對(duì)的措施，極大地提高溝通效率。

1.2.3 動(dòng)態(tài)化

通過(guò)BIM建立的模型不僅是3D的，也是可移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的，可以從各個(gè)方位觀察和修改模型，盡可能確保每一處與現(xiàn)實(shí)工程保持一致。BIM也充分發(fā)揮了其數(shù)字化的特點(diǎn)，在施工過(guò)程中可以不斷對(duì)其豐富和完善，以適應(yīng)最新施工環(huán)境的需要。

2 電氣BIM的發(fā)展現(xiàn)狀

與美國(guó)等BIM技術(shù)起步較早的國(guó)家相比，我國(guó)BIM起步晚，雖然在相關(guān)政策的要求下，大部分企業(yè)已經(jīng)著力于BIM的研究和使用，但缺乏完整和統(tǒng)一的BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，市場(chǎng)對(duì)其接受需求狀況表現(xiàn)一般，因此我國(guó)的電氣BIM要想獲得發(fā)展，還需要從人才培養(yǎng)、市場(chǎng)環(huán)境等多方面加大力度[3]。

從使用上看，電氣BIM國(guó)內(nèi)缺乏案例參考，在技術(shù)使用上缺乏實(shí)踐。隨著社會(huì)節(jié)奏的加快，建筑企業(yè)通常對(duì)新技術(shù)較為排斥，有較高的試錯(cuò)成本，雖然BIM能為其節(jié)約部分經(jīng)濟(jì)成本，但基于現(xiàn)狀，會(huì)極大地增加企業(yè)時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，因此大部分企業(yè)屬于拒絕狀態(tài)。在國(guó)家相關(guān)政策的引導(dǎo)下，電氣BIM前景良好，隨著更多BIM咨詢類公司的建立，越來(lái)越多的建筑企業(yè)接受了使用BIM進(jìn)行安全咨詢，但BIM咨詢公司僅提供提供建模和參考服務(wù)，并未直接參與到施工過(guò)程。

從技術(shù)屬性上看，電氣BIM追求更為細(xì)致的工程展現(xiàn)，與建筑行業(yè)的高容錯(cuò)具有天然的沖突性，再加之需要極為豐富的知識(shí)儲(chǔ)備和較高的能力要求，導(dǎo)致大部分設(shè)計(jì)人員仍選擇以CAD為主，因此電氣BIM距離大范圍落地應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。

3 BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1 預(yù)算與統(tǒng)計(jì)

與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作有區(qū)別的是，BIM能夠直接根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容實(shí)時(shí)生成精準(zhǔn)的材料清單。在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)涉及大量的管線和構(gòu)件使用，BIM通過(guò)對(duì)不同族的調(diào)用，能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如管線的分類及用量、構(gòu)件的規(guī)格等情況，省去了編制材料表的過(guò)程，減少了造價(jià)人員的工作量。

3.2 優(yōu)化管線排布

現(xiàn)代建筑體中充斥著各種各樣的管線，傳統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)僅考慮到其排布的方式，而對(duì)排布的合理性進(jìn)行忽略，因此在具體施工過(guò)程中管線排布空間不足的情況，為整個(gè)電氣系統(tǒng)帶來(lái)安全隱患[4]。BIM技術(shù)可以充分展示梁和其他結(jié)構(gòu)變化較大的地方，讓施工人員能夠直觀對(duì)其管線排布的合理性進(jìn)行充分考量，從而更有針對(duì)性地應(yīng)對(duì)技術(shù)難點(diǎn)，提高施工安全性和施工質(zhì)量。BIM技術(shù)尤其適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑空間，傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)需要通過(guò)多張圖紙才能對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的描繪，并且對(duì)施工人員的讀圖識(shí)圖能力有極高的要求，而B(niǎo)IM能夠極為直觀地展示復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)，確保管線排布合理，為施工的順利進(jìn)行提供了必要的保證。

3.3 照明設(shè)計(jì)

照明系統(tǒng)是一個(gè)極為復(fù)雜的整體性系統(tǒng)，不僅擁有多重串并聯(lián)關(guān)系，更對(duì)相關(guān)線路的荷載能力有著額外的要求，因此傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程通常秉承高容錯(cuò)的粗放型設(shè)計(jì)，提高了電氣設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)成本，而B(niǎo)IM技術(shù)能夠?qū)⒄彰飨到y(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)明確展示。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行照明模擬，對(duì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的環(huán)節(jié)進(jìn)行修改，從而降低系統(tǒng)出錯(cuò)的概率。在照明設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員能夠嚴(yán)格把控整個(gè)系統(tǒng)的材料使用量和規(guī)格，進(jìn)一步保證照片系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性雙重原則。

3.4 弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

弱電系統(tǒng)作為現(xiàn)代建筑不可缺少的重要電氣系統(tǒng)，必須要進(jìn)行充分合理的設(shè)計(jì)。以地下室為例，大部分建筑商將地下室開(kāi)發(fā)為停車場(chǎng)從而提高建筑利用效率，帶來(lái)更為可觀的經(jīng)濟(jì)收益[5]。而停車場(chǎng)的構(gòu)建，就必須部署監(jiān)控等弱電系統(tǒng)。借助BIM的強(qiáng)大處理能力，設(shè)計(jì)人員除了能夠明確標(biāo)識(shí)監(jiān)控?cái)z像頭的部署位置，還能以三維形式顯示出監(jiān)控?cái)z像頭的最大監(jiān)控范圍，從而對(duì)攝像頭有更精確的部署，以最優(yōu)的設(shè)計(jì)方式減少監(jiān)控系統(tǒng)的部署成本。

3.5 電氣系統(tǒng)管線碰撞檢查

目前BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)中的另一個(gè)應(yīng)用點(diǎn)是管線碰撞檢查，能準(zhǔn)確標(biāo)注出管線的碰撞位置。首先設(shè)計(jì)人員要對(duì)不同的電氣系統(tǒng)管道進(jìn)行配色，盡量保證顏色不重復(fù)。BIM中的管線碰撞檢測(cè)分為自動(dòng)和手動(dòng)兩類，自動(dòng)的方式是由設(shè)計(jì)人員鏈接好整體建筑結(jié)構(gòu)，然后讓系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行檢查并標(biāo)注碰撞點(diǎn)；而手動(dòng)的方式則是生成模擬人物，并以該人物的視角對(duì)碰撞點(diǎn)做進(jìn)一步的詳細(xì)檢查。管線碰撞檢查是在施工前的檢查，能有效節(jié)約人力和物力。

4 BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的展望

4.1 政策支持，潛能巨大

為了進(jìn)一步提高建筑質(zhì)量，為人們的幸福生活提供有品質(zhì)的硬件保障，國(guó)家對(duì)BIM技術(shù)的發(fā)展表示明確的鼓勵(lì)態(tài)度，相繼出臺(tái)多種有利于BIM發(fā)展的政策。而在企業(yè)態(tài)度方面，隨著B(niǎo)IM技術(shù)的不斷推廣和發(fā)展，大部分企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始從“拒絕BIM”向“怎么用BIM”進(jìn)行轉(zhuǎn)變，市場(chǎng)對(duì)BIM的了解程度和接受程度越來(lái)越高。從人才培養(yǎng)來(lái)看，越來(lái)越多的高校開(kāi)設(shè)了BIM課程，尤其是機(jī)電專業(yè)和土木專業(yè)的學(xué)生，越來(lái)越多的人對(duì)BIM技術(shù)感興趣。電氣設(shè)計(jì)作為BIM技術(shù)應(yīng)用落地的有效場(chǎng)景，受到的關(guān)注也越來(lái)越多。隨著電氣BIM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的完善，電氣BIM設(shè)計(jì)將會(huì)邁向新的臺(tái)階。

4.2 自動(dòng)化設(shè)計(jì)趨勢(shì)

從技術(shù)層面看，未來(lái)的BIM在電氣設(shè)計(jì)中的趨勢(shì)正朝著自動(dòng)化邁進(jìn)。電氣設(shè)計(jì)是邏輯高度關(guān)聯(lián)的過(guò)程，對(duì)于信息數(shù)據(jù)的處理有著極為標(biāo)準(zhǔn)的流程。從電氣設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程來(lái)看，無(wú)論是手繪時(shí)代還是CAD繪制，都是對(duì)信息層面的再提取，通過(guò)對(duì)不同材料的關(guān)聯(lián)組合形成符合需要的電氣系統(tǒng)。電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)流程，基于BIM技術(shù)的強(qiáng)大性能，只需要對(duì)其進(jìn)行編程即可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)對(duì)相關(guān)信息的調(diào)用，盡可能為設(shè)計(jì)師節(jié)約時(shí)間成本，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)。

4.3 基于云端的電氣BIM系統(tǒng)

由于BIM系統(tǒng)高度依賴數(shù)據(jù)庫(kù)，如果基于本地構(gòu)建BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)容量小，為設(shè)計(jì)工作帶來(lái)極大障礙。BIM技術(shù)的發(fā)展要與其他技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，如云技術(shù)，基于云端的電氣BIM系統(tǒng)能夠有效利用第三方BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，在保證設(shè)計(jì)安全的前提下，減少對(duì)本地設(shè)備的依賴性，拓展可調(diào)用的數(shù)據(jù)庫(kù)。基于云端的電氣BIM系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是人機(jī)分離，若設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)相關(guān)的項(xiàng)目時(shí)計(jì)算機(jī)發(fā)生了故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，將會(huì)對(duì)其設(shè)計(jì)積極性造成嚴(yán)重的打擊，而云端則可以實(shí)時(shí)備份，確保項(xiàng)目的安全性。還有項(xiàng)目的自動(dòng)化處理，設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)工作，開(kāi)始自動(dòng)化檢查的過(guò)程可以不隨身攜帶特定的計(jì)算機(jī)，可以利用第三方設(shè)備對(duì)項(xiàng)目的檢查進(jìn)度充分掌握，能夠減少設(shè)計(jì)人員的硬件負(fù)擔(dān)。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)正處于發(fā)展的時(shí)期，相關(guān)的電氣設(shè)計(jì)人員要充分提高自身專業(yè)技能，時(shí)刻關(guān)注行業(yè)動(dòng)態(tài)，深入了解BIM技術(shù)。作為一種集可視化、高效化的新型技術(shù)，BIM技術(shù)與電氣設(shè)計(jì)有著天然的互補(bǔ)屬性，能夠?yàn)殡姎庠O(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展做出巨大的技術(shù)貢獻(xiàn)。