建筑電氣設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

潘智軍

摘要：將BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑電氣設(shè)計(jì)中，不僅簡(jiǎn)化了電氣設(shè)計(jì)的工作程序，更有效提高了電氣設(shè)計(jì)的工作效率。本文闡述了建筑電氣設(shè)計(jì)和BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并且對(duì)BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)分析，指出了BIM技術(shù)存在的問(wèn)題及局限性，針對(duì)目前建筑電氣BIM設(shè)計(jì)技術(shù)存在的問(wèn)題提出了解決措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑電氣 BIM 電氣設(shè)計(jì) 合理應(yīng)用

The Application of BIM Technology in Building Electrical Design

PAN ZhiJun

（Lengshuijiang Antimony Capital Architectural Design Co.， Ltd.， Lengshuijiang， Hunan Province， 415000 China）

Abstract： Applied of BIM technology to building electrical design not only simplifies the working procedures of electrical design， but also effectively improves the work efficiency of electrical design. This paper expounds the application advantages of building electrical design and BIM technology in electrical design， analyzes the application situation of BIM technology in building electrical design， points out the problems and limitations of BIM technology， and proposes the problems of BIM design technology for reference.

Key Words： Building electrical; BIM; Electrical design; Reasonable application

BIM技術(shù)是一種全新技術(shù)，對(duì)推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展具有積極意義，且已是新時(shí)代建筑行業(yè)廣泛運(yùn)用的技術(shù)之一^[1]。將BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用在電氣設(shè)計(jì)中，可以利用建筑信息模型，明確當(dāng)前電氣工程施工存在的問(wèn)題，科學(xué)制定電氣施工方案，加速電氣施工進(jìn)程，使電氣施工質(zhì)量得到顯著提高。

1建筑電氣設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

1.1電氣設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

電氣設(shè)備的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)控制，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)行計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)設(shè)備實(shí)施自動(dòng)化監(jiān)控，電氣設(shè)備所呈現(xiàn)出來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)以及所產(chǎn)生的故障都能夠及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，可減少人力資源的投入并節(jié)約能源，經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)有所提高。為建筑安裝電氣設(shè)備管理電腦，對(duì)整個(gè)建筑的電氣設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.2確定變電所位置

現(xiàn)在的建筑樓層比較高，用電量也非常大。工作人員將變電所在具體位置確定下來(lái)之后，要將高壓深入到負(fù)荷中心，可以達(dá)到電能消耗量減少的效果，供電質(zhì)量也會(huì)有所提高^[2]。在確定變電所位置的時(shí)候，要考慮進(jìn)線的方向，要盡量偏向電源側(cè)，方便進(jìn)出線及設(shè)備運(yùn)輸。

1.3電氣照明設(shè)計(jì)

建筑電氣設(shè)計(jì)中，包括選擇光源、照度設(shè)計(jì)、燈具的布置，以及造型、控制眩光、調(diào)光與輻射照明配電線路等，都被劃歸到電氣照明設(shè)計(jì)范疇。照明設(shè)計(jì)與建筑裝飾密切相關(guān)，兩者相互配合，在發(fā)揮使用功能的同時(shí)，還提升了藝術(shù)意境，使用高光效電光源，可以獲得良好的節(jié)能效果。

1.4防雷與接地設(shè)計(jì)

建筑的電氣設(shè)計(jì)中，防雷設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，關(guān)乎到整個(gè)建筑的電氣設(shè)備安全。在進(jìn)行防雷和接地設(shè)計(jì)中，除了采用避雷針以及避雷帶之外，還可以有選擇性地采用消雷器和放射性避雷針。在現(xiàn)代建筑中，將金屬管線接地工作做好是非常必要的，由于當(dāng)前的建筑普遍采用鋼筋混凝土剪力墻，連接樓板有較高的可靠性。建筑的防雷接地設(shè)計(jì)中，主要是保護(hù)好電氣設(shè)備，與工作接地構(gòu)成混合接地，接地電阻不超過(guò)4Ω。

2、BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

BIM就是建筑信息模型，其所發(fā)揮的是模型結(jié)構(gòu)的作用，將與建筑有關(guān)的具體信息呈現(xiàn)出來(lái)。在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，采用碰撞檢查等各種技術(shù)方法，使設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化，保證設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期效果，且具有可行性和實(shí)踐應(yīng)用性^[3]。BIM技術(shù)所具備的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，主要通過(guò)以下4個(gè)方面體現(xiàn)出來(lái)。

2.1協(xié)同性

電氣設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的工作，要用到很多工作數(shù)據(jù)，建筑單位為了保證工作效率，會(huì)動(dòng)用大量的設(shè)計(jì)人員。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，各部門之間的實(shí)際工作進(jìn)度存在差異，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員提供的方案各不相同，在溝通過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些意外情況。在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)使用BIM技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)建模將所有員工提出的想法進(jìn)行展現(xiàn)，并不斷調(diào)整，從而確保電氣設(shè)計(jì)的效果能夠達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。

2.2可視化

可視化是指BIM技術(shù)聯(lián)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電氣設(shè)計(jì)以三維立體虛擬模型的形式呈現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷，并將設(shè)計(jì)圖紙呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)的可視化特征，以便施工人員使用。

2.3模擬性

應(yīng)用BIM技術(shù)可以模擬建筑電氣設(shè)計(jì)的應(yīng)用效果。BIM軟件具有仿真模擬功能，其可以將建筑的三維幾何信息作為參考建立起建筑信息模型，很好地模擬建筑結(jié)構(gòu)。

2.4可優(yōu)化性

在對(duì)建筑電氣進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，會(huì)由于信息和時(shí)間的原因出現(xiàn)變化，通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型可以針對(duì)施工中信息的改變進(jìn)行精準(zhǔn)估測(cè)，并能通過(guò)數(shù)字化設(shè)施和有關(guān)技術(shù)處理一些復(fù)雜情況，通過(guò)參數(shù)調(diào)整，對(duì)模型進(jìn)行更改，進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率。

3BIM在電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用中的現(xiàn)狀

3.1 BIM技術(shù)應(yīng)用于照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

將BIM技術(shù)運(yùn)用在電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，需要完成3個(gè)方面的內(nèi)容：對(duì)建筑關(guān)鍵信息的收集、補(bǔ)充和建筑設(shè)計(jì)合理安排^[4];控制終端和照明系統(tǒng)的有效連接;BIM技術(shù)將模型關(guān)鍵數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來(lái)，以便設(shè)計(jì)人員共同探討。

3.2在配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在配電系統(tǒng)中不斷引入，不僅促使配電系統(tǒng)的整體構(gòu)件和局部設(shè)計(jì)得以全面展示，而且還對(duì)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加全面，可進(jìn)一步通過(guò)模型模擬技術(shù)增強(qiáng)配電系統(tǒng)分布和構(gòu)造的合理性。

3.3建立電氣族庫(kù)

應(yīng)用BIM可以繪制二維圖樣，但是需要相應(yīng)族庫(kù)的支持。在BIM中，系統(tǒng)圖的數(shù)量不多，與建筑電氣有關(guān)的數(shù)據(jù)量并不是很豐富。為了更好地滿足建筑電氣設(shè)計(jì)要求，將建筑電氣族庫(kù)建立起來(lái)是非常必要的，不僅可使數(shù)據(jù)信息得到保護(hù)，提高其真實(shí)、可靠性，且保證數(shù)據(jù)信息全面，為后續(xù)的設(shè)計(jì)工作創(chuàng)造良好的條件。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，其覆蓋范圍大，而且有很高的要求，有關(guān)工作人員需要按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)將建筑電氣族庫(kù)建立起來(lái)，保證產(chǎn)品的型號(hào)、規(guī)格合理，以此為參考，展開(kāi)后續(xù)的設(shè)計(jì)工作，確保設(shè)計(jì)內(nèi)容合理。建立建筑電氣族庫(kù)的時(shí)候，對(duì)上游與下游傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的需求明確，保證信息及時(shí)傳遞，且信息安全，分析更加精準(zhǔn)。

3.4管線的碰撞檢測(cè)

各項(xiàng)電氣工程設(shè)計(jì)期間，管線的設(shè)計(jì)以及排列至關(guān)重要，電氣工程設(shè)計(jì)人員利用先進(jìn)的BIM系統(tǒng)軟件，詳細(xì)檢驗(yàn)電氣專業(yè)模型和建筑結(jié)構(gòu)以及供暖管道等其余專業(yè)模型碰撞情況，分析與檢測(cè)最終結(jié)果，判定建筑各個(gè)建設(shè)方案的管道排列有無(wú)沖突現(xiàn)象。如果碰撞檢驗(yàn)結(jié)果證明建筑各項(xiàng)工程確實(shí)存在管道排列沖突問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員必須及時(shí)調(diào)節(jié)電氣工程管道設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)，之后借由模型再次確認(rèn)管道是否依舊存在沖突現(xiàn)象，如果管道模型結(jié)果顯示沖突完全消失，則構(gòu)建電氣專業(yè)3D立體模型，同時(shí)向施工單位提交碰撞檢驗(yàn)結(jié)果報(bào)告，保證電氣施工方案確實(shí)能夠順利進(jìn)行，避免由于電氣施工方案產(chǎn)生的誤差或問(wèn)題，而導(dǎo)致電氣工程整體施工質(zhì)量受到影響。

4BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題

4.1受計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用環(huán)境的限制

BIM軟件應(yīng)用的前提以及基礎(chǔ)在于計(jì)算機(jī)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。除此之外，BIM軟件的運(yùn)作在計(jì)算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境方面有一定標(biāo)準(zhǔn)，工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模比較大的時(shí)候，BIM軟件實(shí)踐的過(guò)程響應(yīng)相對(duì)緩慢，導(dǎo)致軟件的推廣受限。

4.2 BIM設(shè)計(jì)流程技術(shù)發(fā)展限制

現(xiàn)階段，中國(guó)有大量的設(shè)計(jì)公司對(duì)BIM技術(shù)有了更加全面和深入的認(rèn)識(shí)。很多設(shè)計(jì)公司都是首先設(shè)計(jì)二維圖紙，之后進(jìn)行Revit建模，便于了解設(shè)計(jì)的過(guò)程中是否存在問(wèn)題，避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重變化，但是沒(méi)有真正地通過(guò)BIM軟件實(shí)現(xiàn)“正向設(shè)計(jì)”。部分地方施工圖的審查必須要有二維圖紙，導(dǎo)致BIM三維設(shè)計(jì)工作推廣緩慢。

4.3增加設(shè)計(jì)時(shí)間

BIM技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐的時(shí)候，要求有很好的精度，同時(shí)要求管道專業(yè)或者室內(nèi)設(shè)計(jì)位置十分準(zhǔn)確。要求設(shè)計(jì)人員擁有專業(yè)的水準(zhǔn)和素質(zhì)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其他設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)該有一定了解，從而更好地進(jìn)行自己的設(shè)計(jì)。

5BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)程中的完善措施

5.1營(yíng)造BIM協(xié)同環(huán)境

使用BIM技術(shù)展開(kāi)建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該做到對(duì)虛擬環(huán)境以及實(shí)物環(huán)境的協(xié)調(diào)，要使用網(wǎng)絡(luò)和有關(guān)軟件以及硬件打造協(xié)同環(huán)境，將其作為各種設(shè)計(jì)工作的前提和基礎(chǔ)。使用這種技術(shù)展開(kāi)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要用到的軟件有碰撞檢測(cè)軟件、性能分析軟件、BIM核心軟件以及虛擬現(xiàn)實(shí)軟件、造價(jià)軟件等。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該學(xué)會(huì)把相關(guān)軟件進(jìn)行組合構(gòu)建，形成一個(gè)全面的、系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，可以對(duì)建筑虛擬環(huán)境和實(shí)物環(huán)境關(guān)系進(jìn)行處理^[5]。

5.2制訂標(biāo)準(zhǔn)明確的設(shè)計(jì)流程

在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，使用BIM技術(shù)要確保對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行規(guī)范，這個(gè)過(guò)程涉及下述內(nèi)容。

（1）設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合建筑電氣設(shè)計(jì)工作的詳細(xì)特征進(jìn)一步展開(kāi)探索以及分析。不僅要重視電氣工程自身的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)原則，還應(yīng)該充分聯(lián)系電氣設(shè)計(jì)工作和建筑整體架構(gòu)、建筑功能訴求，從而實(shí)現(xiàn)建筑電氣設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性以及適應(yīng)性，達(dá)到最好的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

（2）設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)關(guān)系到各個(gè)專業(yè)知識(shí)的內(nèi)容展開(kāi)協(xié)調(diào)和綜合研究。BIM技術(shù)是用計(jì)算機(jī)設(shè)備構(gòu)建信息模型，其中關(guān)系到大量專業(yè)內(nèi)容，要實(shí)現(xiàn)他們的配合性，必須提高專業(yè)人才的交流和溝通，進(jìn)一步進(jìn)行合作，能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)工作的效率，保證設(shè)計(jì)方案的完善^[6]。

5.3測(cè)量及布局的準(zhǔn)確控制

在電氣設(shè)計(jì)之前需要到工程現(xiàn)場(chǎng)做好測(cè)量工作，設(shè)計(jì)人員要全面了解業(yè)主的需求，還要明確建筑結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，以業(yè)主的需求作為出發(fā)點(diǎn)，還要確保電氣設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況相符合，有很好的合理性，且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)中，要準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算機(jī)房的面積，詳細(xì)分析電氣設(shè)備布設(shè)位置，將鋪設(shè)主要管道線路的方案確定下來(lái)。

6BIM在建筑電氣設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)

BIM技術(shù)所具備的一個(gè)重要特點(diǎn)是保證設(shè)計(jì)的精細(xì)化，且可以獲得可視化效果。設(shè)計(jì)師對(duì)實(shí)際施工和安裝的高度模擬，將不可避免地導(dǎo)致傳統(tǒng)工作流程或過(guò)程重心的改變，并推進(jìn)專業(yè)合作階段。

（1）應(yīng)用BIM技術(shù)可以推進(jìn)設(shè)計(jì)工作量，重點(diǎn)關(guān)注方案選擇和優(yōu)化。在方案階段，通過(guò)建模進(jìn)行項(xiàng)目可行性研究、節(jié)能設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)研究的工作量勢(shì)必增加。

（2）BIM技術(shù)在電氣專業(yè)較為成熟的應(yīng)用主要是管道的綜合設(shè)計(jì)。碰撞檢查功能用于確定碰撞位置，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化以控制地板高度。同時(shí)，將增加初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段的工作量。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，這些工作量原本是在施工圖設(shè)計(jì)中粗略整合，在施工配合中深化，或者由施工單位通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和具體安排來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）電氣專業(yè)的產(chǎn)品有著豐富的信息，沒(méi)有信息的建筑模型只是一個(gè)沒(méi)有靈魂的殼。要使BIM技術(shù)真正發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)全專業(yè)、全過(guò)程設(shè)計(jì)，不僅需要學(xué)科的數(shù)據(jù)支持，還要保證專業(yè)之間的有效傳輸。

7結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述研究可以明確，在現(xiàn)代建筑中安裝各種電氣設(shè)備，對(duì)電氣設(shè)計(jì)有很高的要求，特別是當(dāng)前綠色建筑盛行，節(jié)能環(huán)保理念發(fā)揮重要的指導(dǎo)作用，在注重選擇節(jié)能效果好的電氣設(shè)備的同時(shí)，還要強(qiáng)化設(shè)計(jì)工作。在建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，通過(guò)運(yùn)行設(shè)計(jì)軟件就可以完成，操作簡(jiǎn)單，而且能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，但是在設(shè)計(jì)操作中，對(duì)設(shè)計(jì)原理要高度重視，才能保證電氣設(shè)計(jì)到位，更好地發(fā)揮出設(shè)備的性能。在建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，主要是信息傳遞，對(duì)測(cè)量以及布局準(zhǔn)確控制，充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不僅保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且還能夠有效控制成本，BIM在建筑電氣設(shè)計(jì)中具有良好的應(yīng)用前景。

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