楊志鋒

（四川省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610000）

1 引言

BIM 技術(shù)屬于建筑工程設(shè)計(jì)中的重要技術(shù)，相比常規(guī)設(shè)計(jì)方法，基于BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)方法更具有全面性、直觀性、便捷性。但BIM 技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)有限，尚處于探索階段，存在諸多有待優(yōu)化的問題。在此背景下，探討B(tài)IM 技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略具有重要意義，充分發(fā)揮出BIM 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高建筑電氣設(shè)計(jì)水平。

2 項(xiàng)目概況

某辦公樓項(xiàng)目，以辦公為主要功能，建筑的電氣系統(tǒng)豐富，屬于建筑設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容。隨著我國(guó)信息化產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，為緊跟時(shí)代步伐，項(xiàng)目在電氣設(shè)計(jì)中引入BIM 技術(shù)，以期提升建筑電氣設(shè)計(jì)的綜合效果。在本文中，重點(diǎn)從建筑電氣設(shè)計(jì)中的協(xié)同方式、設(shè)計(jì)技巧、管線綜合設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)多個(gè)方面著手，探討設(shè)計(jì)策略。

3 BIM技術(shù)概念

BIM 技術(shù)是建筑技術(shù)與信息技術(shù)相融合的產(chǎn)物，涵蓋施工中的所有信息，BIM 技術(shù)數(shù)字化的信息調(diào)取方式使建筑行業(yè)更加智能化，同時(shí)提升了獲取信息的便捷性。建筑技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合，使工程參與者獲取信息的方式更加多元化，而且從技術(shù)層面促進(jìn)了工程施工效率實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。BIM 技術(shù)被提出后，各個(gè)建筑行業(yè)專家對(duì)其表現(xiàn)出了極大的興趣和研究熱情，以期通過該技術(shù)促進(jìn)建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

BIM 技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于建立三維數(shù)據(jù)模型，各種存在關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫中，一旦某些聯(lián)系復(fù)雜的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，與之相關(guān)聯(lián)的其他數(shù)據(jù)同步變化，三維數(shù)據(jù)模型隨之改變，呈現(xiàn)出基于最新數(shù)據(jù)的三維模型。此外，數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限是對(duì)所有施工方開放的，以便其及時(shí)了解工程進(jìn)度等信息，必要時(shí)根據(jù)最新的工程信息靈活調(diào)節(jié)工程計(jì)劃[1]。總的來說，BIM 技術(shù)具有信息可視化強(qiáng)、建筑項(xiàng)目各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)程度高、項(xiàng)目實(shí)施可模擬、可數(shù)字化操作等優(yōu)勢(shì)。

4 BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 電氣族庫的創(chuàng)建

合理設(shè)定基礎(chǔ)條件是保證BIM 技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中得以有效應(yīng)用的重要前提，其中，電氣族庫的創(chuàng)建屬于重點(diǎn)內(nèi)容，技術(shù)人員必須嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建具有可行性的電氣族庫。各電氣族庫的屬性需要根據(jù)電氣專業(yè)特性及與之相關(guān)的上、下游數(shù)據(jù)而定。同時(shí)，建筑電氣族庫具有多樣化，原因在于不同廠家、不同規(guī)格的產(chǎn)品在尺寸上存在差異[2]，對(duì)相應(yīng)族庫的要求不盡相同，因此，在增添族庫的多樣性后，可結(jié)合需求靈活地選擇，提升可用性。

4.2 電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)

基于BIM 技術(shù)的建筑電氣設(shè)計(jì)通常采用的是RevitMEP軟件，涉及的建筑電氣設(shè)計(jì)對(duì)象包含防雷接地保護(hù)系統(tǒng)、電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等。RevitMEP 軟件在建筑電氣設(shè)計(jì)中具有重要意義，可將其視為按人類思維模式工作的智能工具，若在BIM 技術(shù)的應(yīng)用中采用此軟件后，可降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤率，突出建筑電氣設(shè)計(jì)的重、難點(diǎn)內(nèi)容，以便設(shè)計(jì)人員對(duì)此部分做針對(duì)性的設(shè)計(jì)，提高整體設(shè)計(jì)方案的有效性。在創(chuàng)建建筑電氣族庫的基礎(chǔ)上，可將相應(yīng)的族輸入RevitMEP 軟件中，此舉可便于設(shè)計(jì)人員更加有效地進(jìn)行建筑電氣平面設(shè)計(jì)，但需注意的是，其并非專業(yè)制圖軟件，因采用該方式的電氣平面設(shè)計(jì)可能存在不足，需要在利用該工具進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步用專業(yè)軟件優(yōu)化。例如，實(shí)現(xiàn)與電氣線路的連接，深化各項(xiàng)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，從而構(gòu)建一套具有立體化特性的設(shè)計(jì)方案，使方案中的信息更加全面，呈現(xiàn)形式更加直觀，為施工提供明確的指導(dǎo)。

5 BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用策略

5.1 工作集協(xié)同方式

中心模型放在BIM 服務(wù)器內(nèi)，用戶成為某工作集的所有者時(shí)，其他成員享有查看該工作集的權(quán)限，也可以進(jìn)行協(xié)作設(shè)計(jì)，例如，在現(xiàn)有工作集的基礎(chǔ)上增添新圖元，發(fā)揮出協(xié)同設(shè)計(jì)帶來的高效、高質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。若其他成員需修改工作集的圖元，必須在所有者借用圖元的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，從而在源頭上規(guī)避設(shè)計(jì)沖突，提升協(xié)同設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)性。若模型發(fā)生更新，用戶可實(shí)時(shí)查看，避免設(shè)計(jì)信息共享滯后的問題。并且，按照各專業(yè)系統(tǒng)情況創(chuàng)建工作集，除了考慮到電氣系統(tǒng)自身外，還兼顧其他專業(yè)系統(tǒng)，增強(qiáng)建筑各專業(yè)間的協(xié)調(diào)性。

5.2 BIM技術(shù)設(shè)計(jì)技巧

在本辦公樓項(xiàng)目中，電氣系統(tǒng)的主要類型包含配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)等，涉及的電氣功能系統(tǒng)豐富，電氣設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性。在應(yīng)用AutodeskRevit 軟件進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)后，可有效應(yīng)用軟件的平衡配電盤負(fù)荷、線路檢查等功能，以全面性的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可從BIM 模型中提取滿足設(shè)計(jì)要求的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下，更加有效地進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)。在線路檢查環(huán)節(jié)，重點(diǎn)考慮對(duì)象為設(shè)備連接件的邏輯連接，評(píng)價(jià)其是否具有合理性，對(duì)于存在未連接的設(shè)備，應(yīng)在檢查中及時(shí)發(fā)現(xiàn)，以警告彈窗的方式告知。各項(xiàng)電氣系統(tǒng)均可通過系統(tǒng)瀏覽器進(jìn)行查詢，點(diǎn)擊相應(yīng)系統(tǒng)后，可呈現(xiàn)出其配電回路及電流、電壓降等具體參數(shù)。

建筑電氣設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性，常規(guī)設(shè)計(jì)方式下可能由于考慮不周、協(xié)調(diào)不善而出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。相較而言，采用BIM 技術(shù)，可從源頭上做好設(shè)計(jì)工作，降低電氣設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的發(fā)生率。設(shè)計(jì)中，需明確配電系統(tǒng)、導(dǎo)線類型等要素，圍繞各項(xiàng)要素做精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，保證電路連接設(shè)計(jì)的可靠性，規(guī)避因設(shè)計(jì)不合理而引起錯(cuò)配電壓及過載等問題。BIM 軟件具備創(chuàng)建配電盤明細(xì)表的功能，且可進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證各相線中的線路負(fù)荷具有均衡性。在借助BIM 軟件的建筑電氣設(shè)計(jì)方式下，設(shè)計(jì)工作更具靈活性，例如，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)工作需求自動(dòng)創(chuàng)建配電盤明細(xì)表樣板，以便在特定的建筑電氣設(shè)計(jì)場(chǎng)景中得到有效應(yīng)用。配電盤明細(xì)表的組成為：一是頁眉，對(duì)配電盤的個(gè)體信息做細(xì)致的描述，具體涉及配電盤的名稱、安裝部位及具體方式等；二是線路表，涵蓋每回路跳閘電流、線路說明等內(nèi)容；三是負(fù)荷匯總，包含負(fù)荷總量、需求系數(shù)值等，即反映的是配電盤所連接的各類負(fù)荷分類及具體信息；四是頁腳，配電盤信息。

在分析明細(xì)表后，更加有效地開展建筑照明設(shè)計(jì)工作，在相關(guān)軟件的輔助下，進(jìn)行燈具的選型、布置等，也可根據(jù)建筑實(shí)際情況自定義參數(shù)。通過BIM 軟件的應(yīng)用，確定平均估算照度，明確所需照度級(jí)別的照度差值。模型中的視圖多樣化，可生成平面圖、剖面圖、立面圖多種形式的視圖，且與數(shù)據(jù)庫同步，提升信息的協(xié)同性。若需改動(dòng)某視圖，與之相關(guān)聯(lián)的其他視圖均會(huì)同步更新，避免傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式下人工手動(dòng)更新存在的效率低、不準(zhǔn)確等問題。在管理協(xié)作方面，模型中的設(shè)計(jì)變更引擎起到重要的輔助作用，可提升管理的及時(shí)性、全面性。

5.3 管線綜合碰撞檢測(cè)

建筑管線的碰撞檢測(cè)基于Navisworks 軟件而實(shí)現(xiàn)，其基本思路是：整合圖樣，再針對(duì)模型做漫游可視化分析，具體涉及的操作方式包含平移、動(dòng)態(tài)觀察、漫游等。以漫游為例，設(shè)計(jì)人員及時(shí)查詢到漫游時(shí)的碰撞情況，在獲得此部分信息后，設(shè)計(jì)人員可更加針對(duì)性地進(jìn)行碰撞情況的修改，且可以保存視點(diǎn)，后續(xù)存在此方面的需求時(shí)導(dǎo)出查看，便捷性良好，信息的利用價(jià)值得到充分的發(fā)揮。

經(jīng)過對(duì)初步碰撞的修改后，進(jìn)行模型內(nèi)各專業(yè)間的碰撞檢測(cè)，明確各類空間碰撞、間隙碰撞等問題[3-4]，生成碰撞檢測(cè)報(bào)告，用于準(zhǔn)確地反映碰撞檢測(cè)的具體結(jié)果。在借助BIM 技術(shù)完成碰撞檢測(cè)后，有針對(duì)性地修改碰撞檢測(cè)報(bào)告中揭示的問題部位，并協(xié)調(diào)好其與周邊設(shè)施的關(guān)系，例如，按照“大管讓小管、有壓讓無壓”的原則協(xié)調(diào)，保證各類管線自身以及管線之間的關(guān)系均具有合理性。在本工程中，經(jīng)過碰撞檢測(cè)、修改后，獲得的模型基本實(shí)現(xiàn)“零碰撞”，效果良好。碰撞檢測(cè)調(diào)整后的情況如圖1 所示。

圖1 碰撞檢測(cè)調(diào)整后

5.4 BIM技術(shù)在構(gòu)建電氣庫中的應(yīng)用

全面調(diào)查電氣專業(yè)上、下游的數(shù)據(jù)，在BIM 技術(shù)的支持下開展建筑電氣庫的設(shè)計(jì)工作，發(fā)揮出其在促進(jìn)質(zhì)量提高、增加效益等多個(gè)方面的作用。由于BIM 技術(shù)具有可視化的功能，設(shè)計(jì)人員在采用該項(xiàng)技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫時(shí)，將獲得更加便捷的條件，例如，獲得可靠的數(shù)據(jù)參考，結(jié)合實(shí)地考察結(jié)果進(jìn)行全面分析，制訂一套完善的電氣設(shè)計(jì)方案。為充分發(fā)揮出BIM技術(shù)在建筑電氣庫構(gòu)建中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)人員需要梳理電氣庫的構(gòu)建流程，明確電氣庫的特點(diǎn)，在規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)下有條不紊地進(jìn)行電氣庫的設(shè)計(jì)，最終制訂一套科學(xué)、可行的電氣設(shè)計(jì)方案。

6 電氣專業(yè)與其他專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)

1）對(duì)模型結(jié)構(gòu)和組成情況進(jìn)行分析，評(píng)估是否具有協(xié)調(diào)性、正確性，對(duì)于存在結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤的模型，需做出優(yōu)化，在此前提下方可輸入BIM 模型數(shù)據(jù)，否則將無法充分利用模型所包含的信息進(jìn)行電氣專業(yè)與其他專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。

2）建模規(guī)則和文件命名規(guī)則需統(tǒng)一。在輸入BIM 模型數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)類別的不同對(duì)電氣元素進(jìn)行分組，保證各類電氣元素的準(zhǔn)確性。此外，需注重各類電氣元素間的關(guān)聯(lián)性，原因在于合理的關(guān)聯(lián)條件下有利于提高模型數(shù)據(jù)的重用率。

3）電氣專業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重與其他專業(yè)數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用，例如，可以采用其他專業(yè)的電氣提資數(shù)據(jù)，盡可能追求數(shù)據(jù)的輕量化、可重用等目標(biāo)。

4）BIM 模型數(shù)據(jù)的輸出在建筑各階段均具有可行性，但必須保證數(shù)據(jù)格式的規(guī)范性和數(shù)據(jù)的完整性，以充分發(fā)揮出輸出數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值。BIM 數(shù)據(jù)的保存需要嚴(yán)格依據(jù)IFC（Industry Foundation Classes）的規(guī)則進(jìn)行，原因在于其是與BIM 數(shù)據(jù)相關(guān)的唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用該規(guī)則具有必要性。在IFC 規(guī)則的引導(dǎo)下，BIM 軟件可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。

5）在BIM 模型輸出前，需要詳細(xì)地檢查，確定合適的數(shù)據(jù)輸出格式，使輸出的數(shù)據(jù)能夠滿足不同的工作需求。并且在明確數(shù)據(jù)輸出格式后，還可提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量，進(jìn)而充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)的利用價(jià)值。對(duì)于模型數(shù)據(jù)文件名的制定，則需要遵循一致性的原則，避免混亂。

7 結(jié)語

綜上所述，電氣設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性，常規(guī)設(shè)計(jì)方式下可能存在設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、效率低等問題。為此，可采用BIM 技術(shù)，以提升建筑電氣設(shè)計(jì)方案的可靠性。作為設(shè)計(jì)人員，需要認(rèn)識(shí)到BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，掌握BIM 技術(shù)的應(yīng)用原理，結(jié)合建筑工程條件開展針對(duì)性的電氣設(shè)計(jì)工作，提高建筑電氣設(shè)計(jì)水平，為后續(xù)電氣系統(tǒng)的施工和有效使用打好基礎(chǔ)。