BIM技术在建筑电气设计中的应用和展望

袁志刚

【摘要】本文分析了BIM技术的概念、在建筑电气设计中的应用以及发展，以供参考。

【关键词】BIM；电气设计；应用；发展

一、前言

当前，我国信息技术快速发展，BIM设计方式和设计流程已经逐渐成熟，在建筑电气设计中发挥重要作用。

二、BIM概念的定义

Autodesk公司定義BIM是一种建筑软件的应用，是对传统二维图纸为主的信息载体模式进行颠覆，同时也代表了一种新的思维方法和工作方式。美国建筑师学会（AIA）认为，BIM是一种模型技术要求能够结合工程项目资讯资料。美国国家建筑科学院（NAS）给BIM的定义较为全面，认为BIM即可以认为是信息建筑模型，Building Information Model；另一方面，也可以被理解为建筑信息建模，Building Information Modeling。由于两个词的中文翻译后的意思差异并不明显，所以目前国内普遍建议不对BIM进行翻译，如CAD一样，仅作为代称，也可以合理表达BIM双重含义：信息模型和信息建模过程。Eastman定义BIM是，建筑信息模型是将项目的整个生命周期内的所有信息集合在一个模型中，并包含施工进度，建造过程，运营维护等全部过程，并集合了所有几何信息、功能要求和构件性能。

三、BIM在建筑电气设计的应用

某居住项目A地块为山地，北高南低，总建筑面积13万m，设计产品为叠拼住宅，其管线综合复杂、山地地形复杂，适合使用BIM技术。

1、设计思路

（1）工作之初，手上只有CAD二维图纸，首先要做的工作就是把CAD图纸导入到Revit软件中，再开展Revit设计工作。

（2）导入后根据设计图例，自建电气族库，使之成为三维的图例。

（3）根据二维图纸，应用族库，电气专业建模。

（4）与其他专业配合协调，进行碰撞试验。

（5）设计优化，在BIM模型的基础上完成最终施工图。

2、实施步骤

（1）转图

在项目开始阶段，设计师尝试用Revit介入设计，将已经完成的CAD电气图纸转到Revit软件中。

（2）导入后根据设计图例，自建电气族库，使之成为三维的图例族在Revit软件中是最基础的，也是最核心的内容。可以说Revit模型就是各种族的组合体。族可以形象地理解为“带属性的块”，相当于CAD软件中的模块。族可以分为系统族和自建族。系统族是系统自带的族，但目前数量很少，并且参数具有局限性，远远不能满足设计的需求，这个时候就需要设计人员自建族。族库的完善是随着项目循序渐进的过程。目前由于针对族库还没有建立统一的标准，包括尺寸、外观。图中使用的电气元件为自建的，其尺寸、外观在后续设计中会逐步完善。以照明吸顶灯制作为例，这个过程就是自建照明吸顶灯族，共分为四步：首先需要对光源进行定义，设置光线形状、光线照射范围，随后制作灯具形状、再设置照度等技术参数，最后调整灯具在图中的位置。这样一个照明吸顶灯的自定义族就做好了。同时，由于每个项目的多样化，设计人员将根据项目需要，设计符合当前项目的照明吸顶灯族。

（3）根据二维图纸，应用族库，电气专业建模接下来就是利用建立好的族完善电气图纸。根据本项目类型特点，设计人员制定了一些基本的绘图模板，一般包含：第一，项目的基本设置：单位、线型、线样式、标高、标注样式、轴网样式、视图组织等，整个过程类似于二维图纸设计中的设计标准的制定；第二，明细表设置，类似于二维图纸设计中的备注说明；第三，族的设置，类似于二维图纸设计中的电气设备。模板用于设定满足一定设计标准的、针对特定项目的专业建模和绘图的工作环境。需要注意以下三点：确保族文件具有良好的参变性、符合国家设计规范及单位制图标准、项目内具有统一性。这样建模的图纸才具有统一标准。

（4）与其他专业配合协调，进行碰撞试验在建筑电气设计中，由于此项目处于山地地带，自然环境给地下电缆走线造成很多不便，在运用CAD制作施工图阶段，耗时最多的就是管线走向及与其他专业管线综合阶段。由于地形复杂、2D图纸不够直观，导致设计中耗费精力较大，但在应用BIM软件三维模型的可视化与碰撞分析后发现，相对于传统的二维设计，BIM三维可视化设计更能直观地发现并解决不同专业间管道密集区的冲突与碰撞问题。这是BIM技术相比较于2D设计软件的优势，通过运用BIM技术，设计阶段中的管线综合使得设计阶段管线碰撞量减至最小。

碰撞检测可为设计师提供发现问题的机会，找出管线密集区域可能存在的隐患，提醒深化设计和施工人员注意此类关键部位，可以避免很多不必要的现场问题及变更的发生。在与水专业协同工作时，吸顶灯下方出现了几根水管。与暖通专业协同工作时，发现暖通水管与电气桥架发生碰撞。这是单独靠电气专业图纸发现不了的问题，经过与水、暖专业协调，吸顶灯、桥架移动位置，解决了存在的碰撞问题。

（5）设计优化，在BIM模型的基础上完成最终施工图

在展示本项目成果后，笔者也针对BIM技术在电气设计中的应用以及电气专业建模方法进行思考，电气专业应用BIM技术出图范围应该包括动力、照明、智能化的布点设计以及变配电机房、电气小间、控制中心等机房的设计。

上述为电气照明平面图部分设计，其他部分的建模步骤同上所述。同时，还应该关注链接其他专业的工作步骤以及流程。表达了电气专业在整个项目设计过程中的工作流程。为了确保设计的连续性以及效率，需要各专业间紧密配合，加强沟通，才能实现顺利出图。在后续设计工作中应不断完善电气专业的BIM成果要求，包括二维图纸与三维模型的规范化表述，方案初设施工图阶段不同深度的出图要求等，建立规范化标准，以备其他项目参考。

四、BIM电气设计现状及发展展望

RevitMEP是将来设计工具的主流发展趋势，电气设计人员可以利用参数化建模，能够将可视化的三维图形设计得以实现，由此可以看出该设计工具具有非常多的先进的科学理念。然而就当前该软件的技术来说，其技术还不够完全成熟，就当前技术手段来说，还只是在一些较大体积设备的建木跟管线综合碰撞进行相应的检测时才能够实现，例如桥梁、箱体等，所以还很难实现对末端一些细节方面的表现，并且其效率还不是很高，尤其是建筑工程都是工程量大、任务繁重、工序复杂，所以就目前的技术手段来说还很难适应。除此之外，就目前的RevitMEP技术来说，其还不能在设计电气专业施工图时作为唯一的工具来进行相应的设计，还必须借助传统的CAD技术才能实现，这也是目前所面临的一个技术问题。

就当前的RevitMEP软件来说，其存在的不足主要表现在以下方面：族库不是很大，可以利用的辅助工具也非常少，同时还没有完善的专业间配合兼容性，出现以上不足的主要原因是由于当前的RevitMEP软件上可以利用的一些辅助软件还非常少，并且还不健全，所以需要研发人员加大对其研发的力度。我们有理由相信，随着我国科学技术的快速发展，RevitMEP软件将会更加成熟和完善，并且在不久的将来，一定会有更多的辅助软件可供选择，并且在建筑工程中得到广泛的应用。所以根据当前的实际情况，电气专业一定要先对电气专业一些主干部分实现BIM化，例如可以在变电所、消防中心等一些主干线路方面先进行研究，然后再往更广的方向发展，相信随着RevitMEP软件技术的不断成熟和发展，建筑电气专业所有部分都实现BIM化的日子已经不是很遥远。

五、结束语

综上所述，BIM技术的应用使得其优势充分发挥，有效保证了建筑电气设计的科学性和合理性，促进了建筑行业的深入发展。

参考文献

[1] 高磊.RevitMEP软件在电气设计环节中的应用[J].智能建筑电气技术，2013，（1）.

[2] 孔嵩.BIM技术在建筑电气设计中的应用和展望[J].现代建筑电气，2013，（9）.