摘要：随着数字化技术的发展，建筑设计单位为了进一步提高建筑电气设计的精准程度，开始将先进 BIM 技术广泛应用到建筑设计工作中，以确保建筑工程项目设计中的安全性、舒适性以及可靠性。文章主要阐述了 BIM 技术在建筑电气设计中的应用要点，以及建筑电气设计中 BIM 技术的应用特点，同时分析了建筑电气设计中 BIM 技术的具体应用。
关键词：建筑电气设计；BIM 技术；应用 ；
引言：
BIM 技术具备精细化、可视化等诸多优势，在结构复杂的现代建筑设计中应用该项技术， 不仅能够使设计方案得到优化，并且使设计方案的合理性与可操作性得到大幅提升。 深入分析探讨 BIM 技术在我国建筑电气设计中的合理应用，对于我国现代化建筑行业的发展具有重要的现实意义。
1 BIM概念
BIM是一种全新的建筑设计、施工和管理的方法，以三维数字技术为基础，将规划、设计、建造和运营等各阶段的数据资料，全部包含在3D模型之中，让建筑物整个生命周期中任何阶段的工作人员在使用该模型时，都能拥有准确完整的数据，帮助项目设计师提升决策的效率与正确性。BIM使方案、建筑、结构、给排水、暖通和电气等各个专业基于同一个模型进行工作，从而使真正意义上的三维集成协同设计成为可能。随着BIM技术的发展，电气专业BIM应用具有更大的发展前景。在软件内置入本地化规范，可以实现电气设计的自动校审工作，加快审查过程；应用BIM模型，可以实现对电力系统、智能照明系统、消防系统、弱电系统和设备监控系统等电气系统的管理，提升设计过程的智能化水平。
2 BIM 技术在实际项目中的应用
2.1 项目概况
北京市某办公楼面积为 3000 m2总建筑面积为7500m²，建筑高度为 35.8m，属于二类高层公共建筑，地上7 层，为办公区域，顶层设有一间大礼堂。2014年建成投入使用。
2.2工作模式和流程
设计软件采用 Autodesk Revit来搭建模型。完整的 BIM 模型包含土建和机电专业，各个专业之间存在着协同设计的问题。基于 Revit 平台的协同设计一般有两种模式，一种是工作集模式，另一种是通过文件的链接来解决不同专业之间的协同问题。
工作集的模式需要一台共享的服务器，在服务器中建立一个中心文件，各个专业同时在该中心文件上进行工作，优点是协同性好，每个专业的修改会第一时间体现在文件中，配合起来效率很高。缺点是不同专业之间共用的中心文件会很大，在工作过程中软件反应速度慢，同时对计算机硬件的要求也较高，而且每个人都有一个对于中心文件的权限，权限也是协同时候的大问题。每个设计师都有一定的权限，不同的权限可以修改不同位置的模型。如做动力的工程师只能修改自己画的桥架和配电箱等。权限可以借用，更改别人部分的模型，使用之后要及时归还。如果权限没有良好的使用，不仅会模型乱改，而且可能会无法退出软件，及时不保存放弃所有操作也无效。
链接模式是各专业各自建立本专业文件，通过链接其他专业的文件来进行协同配合，这种模式效率虽然没有工作集模式高，但对计算机硬件配置要求比较低，设计人员在电脑上进行操作即可，是目前首选的建模方式。根据该项目的实际情况，采用链接模式来进行 BIM 设计。BIM 设计工作流程如图 1 所示
图 1 BIM 设计工作流程
建筑专业先根据方案图纸搭建初步的BIM建筑模型，主要包括轴网、标高、墙 、柱、 楼板、门窗等，甚至包含机电专业对土建模型的要求，提给其他专业作为设计的基准。其他专业新建本专业模型文件，将建筑模型以链接的形式作为底图，分别开展本专业的 BIM 建模设计。结构专业模型建立后先与建筑模型进行土建综合，对模型进一步进行深化和完善。给排水、电气和暖通专业建立各自专业模型后，先通过链接进行机电综合，做设备专业之间的碰撞检查，调整各专业模型碰撞点，对各专业模型进行进一步优化。最后，将机电综合模型与土建模型链接进行全专业碰撞检查，形成最终成果。
此外，项目模板和族也是项目中至关重要的一部分，不在这里赘述。
2.3 电气专业工作过程
电气专业的 BIM 设计过程如下：
(1) 找到适合本项目的模板和族，为项目的开始建立一个良好的开端。Revit项目模板同CAD中的模板，是一个项目设计的基础。Revit 中引入族的概念，相当于传统电气中的图块，但不同的是族有丰富的参数化信息，如灯具族包含灯具的型号、尺寸、安装高度、功率及制造商等信息，配电箱、开关、安防设备等其他设备族也包含丰富的设备信息。另外，族还可以参数化，甚至可以和其他参数联动。许多三维中不能解决的问题都可以用族来解决。
(2) 建立各楼层标高和平面视图，与传统的 CAD 绘图类似，进行电气专业平面绘制工作 。Revit 具有三维视图，在平面设计时可在三维视图中实时查看，对设备进行准确的定位。
(3) 将平面上的设备通过电缆桥架和者线管连接起来，形成电气专业模型，如图 2 所示
图 2 电气专业模型
2.4 碰撞检查
当模型建好之后，就需要碰撞检查和模型展示。一般我们都将模型导出，利用Navisworks 进行以上的工作。利用 Autodesk Navisworks 软件进行碰撞检查，可以在设计阶段解决设备管线和土建构建之间以及设备管线之间的冲突，避免在实际施工过程中出现返工和浪费现象。如通过设备专业和结构专业之间的碰撞检查，可较为准确地定位剪力墙或楼板预留洞口的位置、大小和尺寸，避免后期设备安装时二次破坏建筑物结构。如电气专业和建筑专业碰撞检查，显示电缆桥架与内墙之间有碰撞，可方便地查看碰撞的具体位置，建筑专业通过预留洞口来解决这一冲突。包括电气专业内部的问题，甚至与其他专业的问题，也可以显示出来。电气专业与碰撞检查如图 3 所示。设备专业之间的碰撞检查可快速查找设备管线之间混淆的地方，方便进行管线综合，优化各专业管线设计，实现较好的经济效益，对实际施工具有指导作用。
图 3 电气专业碰撞检查
3 BIM 技术优势及不足
3.1 BIM 技术优势
BIM 技术将建筑电气设计带入三维设计阶段，由 CAD 设计转变为三维可视建模，所建模型具有可视化性、协调性、模拟性、 优化性 、可出图性、信息化性等特点。传统的二维设计在信息的传递方面有很大的局限性，存在信息流失现象 。信息流失有两种情况，一种存在于设计阶段的专业配合，如电气专业、水暖专业提供给电气专业的资料从设计初期到施工图阶段必然会有一些调整，受限于工期、 修改频次和设计人员精力，难免有一些更新不到，造成各专业图纸之间不对应。另一种信息流失存在于设计阶段向施工阶段传递信息时，传统的信息传递手段以二维图纸为主，受限于二维图纸表达的局限性和现场人员对图纸的理解能力，施工方不能完全领会设计方的设计意图，造成施工错误和出现返工情况。
3.2 BIM 技术不足
BIM 技术的发展很大程度上依赖三维设计软件的不断更新。在设计中发现 BIM 设计软件还不够成熟，如族库。族库可以自己建立，积累不同项目使用的不同的族。不同的族有不同的组样板，所以使用起来特性也不一样。例如有的族基于墙，则需要建筑建模时画好墙，电气专业设计时只要找墙放置族就可以了。这样的优点是建筑更改墙体，族会随着墙体移动更改，缺点是有些更改可能不是设计师想要的，但设计师又不知道更改了，造成了一定的隐患。还有一些族存在不能连线的问题，系统族不能创造，电气专业没有教好的专业区分，以及线管弯头在软件中所需空间远大于实际施工的情况等。此外，电气专业包含大量不同种类设备，每种设备又有很多家供应商，因此建立一个完善实用的建筑电气族库并不容易，需要软件公司和设备供应商的共同努力。
结束语：
我国在加大对 BIM 技术在建筑电气设计领域的普及与推广力度的同时，还需与时俱进，顺应科技时代发展的潮流。 在学习和应用 BIM 技术的过程中， 不断总结经验， 加大研发投入，不断改进和创新这项技术。 这样才能够真正地促进我国建筑行业地健康发展，进一步提升我国的经济建设水平。
参考文献：
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[2] 刘晓光. BIM技术在建筑设计中的应用[J]. 信息与电脑(理论版). 2015(08)
[3] 李高国. BIM在建筑电气设计中的应用[J]. 通讯世界. 2015(04)
论文作者:1李诗然,2高磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/26
标签：模型论文; 专业论文; 建筑论文; 技术论文; 设备论文; 电气专业论文; 电气设计论文; 《电力设备》2017年第28期论文;