BIM技术在建筑照明领域的应用研究

李冬冬

摘 要：本文在梳理BIM技术相关理论知识的基础上，重点论述了BIM技术在建筑照明领域实行的可行性，并针对建筑照明领域中BIM技术的应用提出了相应策略，对BIM技术在建筑照明领域应用的模板建立、模型设计以及模拟分析等进行了深入探讨，最后以某一地铁站为主要研究对象，实例论证了BIM技术在建筑照明领域的实践应用价值，旨在为不断提高建筑照明领域中BIM技术的应用水平带来更多参考与启迪。

关键词：BIM技术;建筑照明;应用

中图分类号：TU113.66;TU17 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）10-0142-02

0引言

随着全球经济一体化进程的不断推进和我国“一带一路”建设等诸多对外发展经济策略的实施，建筑行业在良好历史机遇下蓬勃发展，各地区建筑规模进一步扩大，建筑投资额不断增加。如何利用计算机自动化做好建筑工程电气设计工作，利用BIM技术、BIM平台完成建筑电气设计的三维模拟，使建筑电气设计与工程项目建造数据库密切关联，为建筑工程电气设计提供更准确的数据信息和更精确的决策判断成为诸多工程项目建设单位关注的重要内容。在此背景下，对BIM技术在建筑照明领域相关应用的深入探究也就具备了重要理论意义和现实价值。

1 BIM技术概述

BIM即建筑信息模型，是指利用计算机技术和信息技术模拟工程项目建设过程中的数据关系、空间关系甚至物理关系，包括工程结构、功能等相关数据信息，从而支持工程项目建设全生命周期过程中的决策、设计、施工、竣工验收、运营和管理等诸多过程的技术方法，利用BIM技术所构建的工程项目建设信息模型，也就是BIM模型，主要包含了工程项目建设过程中所需的几何信息以及材料、构件、价格等非几何信息。一般而言，BIM技术主要优势可归纳于可视化、模拟分析、多专业协同工作和图纸生成关联性修改四大方面。就模拟分析问题而言，传统模式下的二维平面CAD绘制图纸并不能进行工程项目建设的智能化分析与结构化模拟，必须在其他相关分析软件中单独构建工程项目模型进行数据计算，往往会耗费设计师大量时间和精力。同时，粗糙的模型计算与构建也会使工程项目建设结果产生较大误差，而利用BIM技术所构建的信息模型涵盖项目建设全过程的相关数据，将该模型导入BIM技术平台分析软件，也就能进行工程项目建设结构分析和管线布设冲突分析、防火安全检测等。

2 BIM技术在建筑照明领域的可行性

总结归纳BIM技术在建筑照明领域应用的可行性，主要归结于BIM技术软件平台在工程项目建设照明领域工具选择应用的可行性。从判断合适软件工具选择及实践论证与应用可行性方面入手，由于Autodesk Revit作为Autodesk公司的系列产品，在最新版本中并不延续传统模式下的面向建筑、结构和机电专业分类，而是将建筑、结构和机电融为一体，创造功能齐全且完善合理的Rivet2013软件，该软件作为BIM技术在建筑照明领域设计中应用的主体平台，将着重研究MEP功能设计部分在建筑照明设计中的应用。目前，国内关于建筑照明设计中软件的选择主要涵盖DIALux、AGI32和Ecotect。对比分析三款软件的计算能力可知，DIALux和AGI32与Ecotect软件的最大区别即Ecotect从属于BIM软件平台，能提供与BIM软件平台相兼容的接口，能识别绿色建筑可扩展的标记语言和打开其他文件格式，而AGI32软件只能提供部分二维图形格式接口，以该二维图形导入后的平面图为参考绘制三维甚至四维模型，得到的门窗墙体结构并不能充分发挥BIM技术平台相关优势。因此，对比分析三款软件在建筑照明设计领域的计算能力和与BIM技术平台接口兼容性两大评判标准可知，DIALux作为未来与BIM技术平台Ravit软件配合使用的重要软件，尽管在现阶段的软件设计环境和开发应用水平下并不能实现BIM技术平台建筑照明设计中的结构可视化，但在未来一段时间必将成为Ravit软件发展下接口兼容的主流建筑照明设计工具，完成三维建筑结构模型可视化设计[1]。

3 BIM技术在建筑照明领域的应用策略

3.1模板的建立

在建筑照明领域的BIM模型应用过程中，模板构建主要采用Autodesk ravit软件布局建筑工程项目模板工程结构，确保工程项目建设过程中建筑、结构和其他施工专业的相互协调。在Ravit模板工程项目建模时，根据施工专业统一划分和统一命名，确保建筑工程结构施工操作面一致，各专业族库逐步完善，使工程项目建设照明光源族库统一，为下一步建筑照明设计打下良好基础。

3.2模型设计

BIM技術在建筑照明领域的模型设计也常使用Autodesk ravit软件，在建筑工程照明模型构建过程中，设计者在建筑照明光源总库的基础上形成工程项目建设照明初级模型，将该照明初级模型与土建、安装、结构等相关专业联合沟通，确保形成较为精确的建筑照明模型，然后进行各专业的模型汇报，使各专业在BIM技术平台的MEP中心模型构建下，形成统一的最终的建筑工程模型。在进行模型的设计工作时，通常采用同步设计方式或单独设计方式开展其模板设计工作。同步设计方式即诸如土建、结构、安装等不同专业的设计工作者同步更新相关数据信息，实时分享数据，确保业主在内的施工方、监理方等所有参与者能对统一的建筑工程结构模型进行修改。但在同步设计模式中，所需的硬件功能结构要求较高，应准备性能更加优良的计算机辅助设计。单独设计模式下的土建、安装和结构各专业单独开展设计工作，各专业模型在借助BIM技术平台或网络云平台进行数据共享和实时分析时，并不需配置较高功能的硬件设备，不同专业设计者往往可根据其实际设计条件选择合适的设计方式。

3.3模拟分析

随着现代社会人们对建筑结构外在形象及内在功能要求的不断提高，建筑结构外形逐步变得立体化和多样化，建筑结构内部空间设计与应用水平不断加强，因此，需要对建筑工程结构内部采光条件进行合理分析，确定更加科学合理的建筑结构照明设计方案。通常情况下，建筑结构照明采光光源主要包括点、线、面三类光源形式。当照明设计工程师在完善点、线、面三类光源族库后，可构建完整的建筑电气模型，将建筑电气模型导入Ecotect软件分析其模型，而该软件主要通过模拟建筑物外在光源和实际光照效果辅助照明设计者完成对建筑结构的采光和照明设计工作，优化照明设计效果。通过Ecotect软件模拟自然光照条件下建筑结构的采光时，能完善自然环境下采光模型中各类影响因素对建筑结构照明效果的设定，在进行建筑物室内外的自然采光照明条件分析的基础上，预先设定标准值后，利用软件模拟出建筑物内部采光照明条件并给出相应的照明曲线。设计师即可通过调整建筑物窗口位置、窗口大小甚至百叶窗角度等诸多方式增大或减小建筑物结构内部光照强度。

另一方面，在建筑结构照明设计考虑照明亮度、光照均匀度以及眩光值等基本参数的基础上，通过计算机软件辅助计算电气工程布线方案设计与优化，利用BIM技术平台将电气工程安装过程的管道铺设空间位置、多层管线集中处布线优先级及管线与管线之间的相互影响等诸多参数信息更加直观地显现出来。此时，由于建筑照明设计安装领域不仅是为建筑工程结构提供照明功能，更需考虑现代建筑物适用性与居住舒适度，也就需要在一定程度上优化建筑装饰装修效果，而电气工程安装设计装饰效果在工程未完工之前并不能直观体验，且电气工程安装更具备安全性要求较高这一独特性质，而应用BIM技术平台，可在工程项目设计时，利用模型对建筑装饰效果和照明效果进行模拟分析，从而为电气工程师与安装团队提供灵感，验证安装设计方案最终效果，使照明系统与装饰装修融为一体，更加协调一致，满足现代社会人们对照明体系和装饰装修效果的高标准与严要求。

3.4应用在绿色照明

利用BIM技术平台能够有效协调建筑工程结构设计与建筑照明体系，使建筑工程结构在设计、施工和运营管理过程中满足人类基本照明需求，高效利用自然光的同时减少建筑照明能耗，增加人类装饰装修效果以提高居住舒适度[2]，同时完善对绿色照明理念的贯彻。由于绿色照明设计对比普通建筑照明设计而言更加复杂，往往需要考虑当地光照条件、光照因素以及不同气候地理环境下太阳光照角度等，而该类信息数据往往可通过BIM技术平台模拟分析，因此，将该技术平台应用于建筑照明领域有其必要性。

4 BIM技术在建筑照明领域的实践——以某地铁站为例

本文以某市轨道交通地铁站为例，利用Ravit软件对地铁车站内的设备进行建筑照明配电设计，利用软件中的MEP中心对地铁车站内的电压等级、配电系统等诸多参数进行分析的基础上，确保车站地铁内电力负荷分类准确。同时，利用参数化建模实现地铁车站可视化的三维模型建筑照明设计，确保电气安装施工的顺利进行。在此过程中，设计人员根据城市轨道交通照明规则，加强对地铁车站内的灯具类型、属性、通光量、色温、发光状态、光线分布以及光线照明角度的诸多参数进行分析和总结，在满足车站内部照明需求的基础上展开照明平面安装模拟，以碰撞方式暴露电气安装施工过程中可能存在的问题，针对可能存在的问题改进地铁车站内部设备用房照明电气安装方案。最后，在对地铁车站内部照明体系安装和模拟的基础上，通过BIM技术三维平台建模展现立体车站内部虚拟光环境，快速发现车站内部照明体系设计过程中存在的问题，修改优化设计方案，不断提高照明质量和优化设计效果，确保地铁车站内部灯具功率、光通量和色温、光源等类别符合车站内照明用房需求，保证电气工程安装进度符合合同预期。

5结语

BIM技术的三维建模能够做到三维模拟可视化设计，给设计师更真实和直观的视觉感受与体验，提升中标几率的同时，更能满足土建方、安装方快速算量及协调工序等诸多要求，能够尽可能地避免施工现场各类问题所存在的干扰对施工进度、施工成本等的不良影响。总之，BIM技术的三维模拟施工及碰撞检查，能够大幅度降低工程項目建设质量问题，减少图纸变更和施工变更，确保施工成本与施工周期在目标范围值内，完善施工优化设计方案，有效提升建筑照明设计方案系统的科学性，也能使建筑照明体系更加合理高效，使整个系统发挥更实用的价值。

参考文献

[1] 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，2013，4（9）：1-4.

[2] 董辉.BIM技术在建筑照明领域的应用浅述[J].中国标准化，2017（12）：112-113.