探究BIM在建筑电气设计中的应用

张禹生

【摘要】当前，我国经济发展呈现速度变化、结构优化、动力转换三大特点。适应新常态、把握新常态、引领新常态，是当前和今后一个时期我国经济发展的大逻辑。传统的建筑设计也将迎来新的发展机遇，建筑电气设计作为建筑设计必不可少的一项内容，其特点主要表现在有着比较强的灵活性及复杂性。在实际电气设计工作当中，要结合建筑实际情况，开展具有科学性和合理性的设计，这就需要设计人员要有一定程度的空间思维能力。通过BIM技术在建筑电气设计中的应用，充分发挥BIM技术的可视化、模拟性、协同性、关联性等特点，可有效提高设计效率以及设计质量，优化设计流程，控制项目成本。基于此，本文主要对BIM在建筑电气设计中的应用进行分析和探讨。

【关键词】BIM；电气设计；应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 26.110

现阶段我国科学技术发展的速度在不断加快，大幅度地推动了电子机电行业的发展，计算机技术应用的范围也逐渐扩大，促进了各个行业以及领域的智能化发展。BIM技术作为一种新兴的计算机技术，将其应用到建筑电气行业中能够表现出非常优异的效果，能够促进建筑电气行业的更进一步发展。

1、BIM技术在建筑电气设计中的应用优势

1.1 可视化

传统建筑电气设计通常采用二维设计出图的工作模式，设计成果无法立体展现，这会给设计人员在建筑实体与设计之间造成一定程度的阻碍，尤其是在规模大且环境复杂的建筑中问题最为突出。通过BIM技术在建筑电气设计中的应用，可完成建筑及电气布置设计的三维模型构建，使设计人员能够直接性的了解建筑结构，结合相关要求做好全方位的考虑。设计方案通过三维模型的形式直观的展现，使电气设计从头到尾都能够场景化，有利于提高电气设计的科学性及合理性。

1.2 模拟性

BIM技术在建筑电气设计中的应用，第二个优势就是模拟性。在设计方案能够三维立体展现的条件下，设计人员能够通过三维模拟直观的查找设计问题，进而对设计方案进行调整优化。还能够利用三维建模实现对重要电气设备的模拟，方便设计人员收集相关信息。

1.3 协同性

大型建筑电气设计特点主要表现为规模大并且具有相应的复杂性，在实际开展设计的过程中需要考虑的因素比较多，需要多名项目设计人员参与其中，共同讨论，以此来完成设计方案的确定。BIM技术在建筑电气设计中的应用能够有效地发挥其协调作用，通过三维模型的立体展现，可供多名设计人员进行设计方案探讨。同时，多名设计人员也可同时在三维模型中开展设计，设计变更实时反应到三维模型之中，其他设计人员能快速了解设计意图，有效减少沟通时间。

1.4 关联性

模型与信息数据的有效关联，是BIM技术的一个重要特点。传统建筑电气设计的物项信息都是由人工统计完成，信息的准确性受人因因素影响较大，尤其是存在设计变更的地方，信息的准确性更加难以保证。通过BIM技术在建筑电气设计中的应用，利用三维模型包含信息数据的唯一性，模型随设计一同变更，可随时调取最新数据信息，实现准确、高效的专业信息统计。

2、BIM技术在建筑电气设计中的应用步骤

在BIM技术应用到建筑电气设计的过程中，需要结合项目的实际情况，针对设计的各个工作步骤做好分析，充分发挥BIM技术的优势，提高电气设计效率及质量。

2.1 结合建筑实际情况，构建电气族库

将BIM技术应用到电气设计的第一项工作内容就是构建电气族库，电气族库既要在平面图上满足制图标准，在三维模型中又要符合实际，还需赋予尺寸、性能、负荷等属性参数，这样才能为后续设计工作的开展奠定坚实的基础，从而使设计方案更加合理。因此，设计人员在进行电气族库构建之前，需要对建筑实际情况有充足的了解，然后再按照设计流程进行构建工作。需要注意的是，由于厂家的生产工艺、流程等存在一定差异，使得生产出的产品在功能、规格等方面不尽相同。在构建电气族库的过程中一定要按照工程实际，选择适用于本工程的元件模板，构建相匹配的电气族库。电气族库是BIM设计的基础，重要程度显而易见。通过构建合适的电气族库，不仅能够提高设计效率，还能够提高设计方案的可视化程度。

2.2 选择合理的工作模式

目前BIM设计有两种工作模式：其一是各专业在同一设计模型中进行协同设计，由于参与项目的设计人员全部在同一模型中完成各专业设计，数据交互频繁，对计算机系统配置及网络环境要求比较高，优点是协同性最强，一般适用于小型项目；其二是各专业单独建模，通过定期交互模型数据的方式来达到协同设计，可降低对计算机配置及网络环境的要求，同时兼具一定的协同性，一般适用于大型或复杂环境的项目。

针对具体建筑项目，具体分析，选择合适的工作模式，可有效提高设计效率，对项目成本控制起到关键性的作用。

2.3 选择合适的设计软件

作为一种新兴的建筑模型信息技术，BIM技术需配合其他设计软件，才有效的将其功能发挥出来。本文介绍其中一种将RevitMEP软件和BIM整合起来使用的方法，RevitMEP是一款能够按照人的思维方式工作的智能设计工具，它能通过数据驱动的系统建模和设计来优化工程设计，根据其特征同BIM结合以后，可以将设计过程中出现的错误降到最低水平，提高设计数据准确率。

2.4 電气专业建模

应用BIM技术与传统的建筑电气设计不同点在于从二维向三维的转变。一般情况下，同使用CAD一样是在二维平面中进行电气布置、管线连接、信息标注，在二维平面操作的同时可以随时切换到三维模型窗口进行观察，这时二维布置的电气设备与管线可在三维模型中实时的展现。

由于电气设计质量与设计人员对BIM相关软件的熟悉程度息息相关。因此，设计工作之初，设计人员要对BIM相关软件中电气设备和电缆桥架的规格、安装方式、具体尺寸及安装形式等信息熟练掌握，尽量减低设计过程中出现问题的风险。

2.5 专业综合，碰撞检查

BIM技术应用到建筑电气设计最重要的功能就是碰撞检查，通过这个功能可以快速、准确的检查出模型中存在的碰撞问题，并且通过软件操作能够快速定位到碰撞问题区域。在具体的电气设计中，为了避免产生碰撞给施工造成难度，设计人员需要对碰撞进行仔细的检测，然后利用BIM技术的协调优势，解决碰撞问题。

2.6 方案确定，出图发布

通过电气同各专业综合碰撞处理完成，三维模型已具备出图条件。利用相关设计软件的打印导出功能，在提前设置导出模板的情况下，可将模型信息导出二维图纸，并且可以实现自动生成图纸目录、材料清单等功能。

3、BIM技术在建筑电气设计中的具体应用

3.1 BIM技术在弱电系统设计中的应用

弱电系统设计作为电气设计中的关键性内容，具有电缆数量大，复杂程度高的特点。利用BIM技术可从多个方面对弱电系统的设计工作进行优化。例如，应用BIM技术开展机房监控的布置设计，通过BIM所获取的项目模型便能够快速的确定监控摄像机的安装位置，在此过程中如果发生了碰撞、遮挡等问题，可通过预警方式来对设计人员进行高效的引导，从而形成科学合理的布置设计方案。另外，在一定建筑空间的条件下，应用BIM技术可最大程度的利用监控视野，在降低监控盲区的同时，又能节省监控摄像机的数量，有效降低建设成本。

3.2 BIM技术在配电系统设计中的应用

传统的配电系统布置设计局限于二维平面，只能从相关规范以及经验角度出发对配电系统进行布置设计，布置规则单一，仅能满足基本供电需求，对建筑功能的实现存在一定影响。在BIM精确的三维模型中以使用者的角度进行配电系统的布置设计，包括机房位置、设备布置、电缆敷设路径等都能直观的展现，可以充分的展示设计细节，有助于布置设计的科学合理，大大提高了设计质量。

配电系统中应用BIM技术的另一个功能就是通过收集模型数据信息，合理设置视图，可将配电系统的局部信息清晰直观的展示。针对配电盘或配电线路等容易出现问题的区域，进行重点检查。查找系统问题变得更加快捷方便，有效降低配电系统设计风险。

3.3 BIM技术在照明设计当中的应用

当前BIM技术在照明设计中的应用越来越广泛。采用三维模型构建的方式来达到照明设计可视化的目的，这为设计人员开展后续工作提供了精准的数据支持。以此实现照明灯具布置的调整以及优化，一定程度地提升设计效率，从而降低设计所需投入的人工成本。

为了能够将BIM技术在照明设计过程中的作用得到有效地发挥，可以从以下三个方面入手：第一，进行建筑工程照明有关数据的全面、准确收集，这样能更好地为照明设计工作的开展提供信息数据支持；第二，实现对控制终端和相关照明系统信息的合理控制，更好地实现信息共享和转换，保证照明系统的实际应用能够和设计的相关要求相符；第三，在BIM技术的支持下，照明系统相关设计方案有效地转化成相应的三维立体模型，模拟现实场景，为设計人员提供直观的设计平台。

3.4 BIM在电气布管设计中的应用

现阶段，智能电器的发展带动建筑电气设计朝着多元化、智能化的方向发展，用电设备的增多使电气设计的复杂性变得更加突出，尤其是对电气布管设计，提出了更高的要求和挑战。传统的管线平面布置设计，各专业之间关联性不强，空间表达能力不足，由于图纸以及环境复杂等诸多因素，容易出现管线交叉或是管线冲突，问题查找及解决也是耗时耗力，造成设计困难。应用BIM技术可有效解决空间表达、专业关联等问题，将建筑设计立体直观的展现给设计人员，各专业设计人员同平台进行设计工作，通过三维模型的碰撞检查，直观的处理管道密集部分的碰撞问题。通过BIM技术的应用，可以将管道碰撞问题及时暴露出来并快速的解决，为布管设计的科学合理提供了有效的保障。

3.5 BIM在预算统计中的应用

建筑工程的材料预算统计工作是工程造价中最繁琐、最复杂的部分，传统的统计模式占用了大量的人力资源去理解设计、读图识图和材料计算。将BIM技术应用到预算统计中，利用三维模型辅助工程计算与造价控制，能大大加快工程量的统计速度。

合理有效的应用BIM技术，在开展模型构建的过程中，同步完成相关信息数据的存储，设计人员结合信息数据的具体属性开展其划分，以此作为后续各项工作的参考。存在设计变更时，可通过调整模型，同步调整存储的专业信息，及时高效的更新材料清单。设计方案确定后，可从模型中调取完整、准确的材料清单。这样设计的各环节工作都能利用正确的基础数据作为支撑，有效的提升了电气设计的整体效率和工作质量，保证了项目概预算清单的准确性，为电气安装工作做好了铺垫。

结语：

总的来说，电气系统作为建筑工程当中非常重要的一项内容，其同建筑功能的实现存在着非常密切的联系，通过对BIM技术的合理有效应用，结合项目的具体情况，将其在每一个环节中的作用充分发挥出来，能有效提升建筑电气设计效率和质量，对于实现建筑电气设计的结构优化具有积极的意义。

参考文献：

[1]代春玲.BIM在建筑电气设计中的应用探究[J].绿色环保建材，2019（10）：71+74.

[2]武东琴.BIM在建筑电气设计中的应用探究[J].建筑技术开发，2020，47（10）：91-92.

[3]王庆璐.建筑电气设计中BIM技术的应用[J].工程技术研究，2020，5（10）：218-219.

[4]康小华.BIM在建筑电气设计中的应用探究[J].通讯世界，2015（14）：285-286.