建筑电气设计中BIM技术的应用研究

曾云亮

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东 广州 510010）

1 BIM技术概述

BIM技术指的是对于工程设施实体和功能特点数字化的表达，为图纸落地提供了很大的帮助。一个包含全专业的BIM信息模型是能够连接项目整个生命周期不同阶段的数据和资源，可供参建各方共同使用，各专业协同工作，在节约业主资金、提高沟通效率、指导施工、减少施工返工等各方面做出较大贡献。

2 BIM技术在建筑电气设计应用当中的优点

BIM工艺是应用网络信息方式，构建产生建筑模型的一类3D建模工艺。这类建模工艺能够借用数据和指令操作，进而建立起较为健全设计模型。并且这类建筑模型中包含了建筑设计当中的全部功能，相关设计工作人员于电气设计当中对于BIM技术进行有效应用[1]。建筑工程的电气设计过程中，因电气图纸涉及建筑、结构、暖通等多个专业，较容易出现问题，特别是专业间的协同问题复杂，只靠平面去协调将耗费大量时间。BIM技术强大的可视性和空间关系的透明性，如图1所示，方便设计师传达设计思路，可快速精准地查看问题位置。与传统设计应用相比，BIM技术于建筑工程电气设计运用当中的优势关键涵盖了可视化、协同性以及可持续性三个方面。

图1 局部三维模型

2.1 BIM技术的可视化特征

可视化指的是BIM工艺与互联网科技相结合把电气设计利用三维立体的虚拟模型方式进行相应呈现，相关设计工作人员能够依照设计图纸察觉到设计之中存在的问题，而且把设计图纸呈现于设计环节以及施工进程当中，使得运营可视化特点获得实现，以便施工人员使用[2]。

2.2 BIM技术的协同性特征

建筑电气设计为一类比较复杂的工艺，需要应用到大量工作数据，而建筑企业为了确保设计工作的效率，将会动员众多设计工作人员参与进来.在开展设计的时候，各个单位之间的现实工作进度存有一定差异，影响数据的时效性和准确性，将影响后面的相关出图，容易造成返工。使用BIM技术进行设计，各专业均在同一服务器中处理模型，模型汇总了各专业的数据，互不干扰，但能互相查看信息，确保了数据的时效性，缩短了沟通时间。

2.3 BIM技术的可持续性特征

现实工作中设计、运营以及施工等进程是一个逐渐优化的进程，而优化和BIM之间不存有实质性必然关联，不过于BIM技术基础之上能够实现更好优化、以及更好开展优化处理。在对于建筑工程的电气设计中，由于信息与时间等因素产生一定变动，当复杂程度达到一定的程度，参与工作的人员未掌握全部的信息数据。而BIM模型可以供给建筑物现实所存有的全部信息，涵盖了规则信息、几何信息以及物理信息，而且提供建筑物变化之后现实的存在。通过BIM技术构建的三维构件不仅能够对于施工当中信息改动开展精准的估测，而且可以经过数字化装置以及相应工艺对于一些复杂的状况进行处理，经过参数的调节，对模型实施相应的更改，进而保证了项目信息的准确性。

3 电气设计阶段中BIM技术的应用

3.1 BIM技术于配电系统设计当中的运用

配电体系是电气体系当中核心部分之一，需综合项目全局考虑，借助BIM模型对工程内相关数据进行收集整理，可以全面分析建设配电系统，合理规划配电机房位置、相关综合管线路由等，能对配电系统的整体构件和局部重点位置直观展示，并输出相关属性及配电盘对应的明细表，可对其进行重点检查，避免细节出现问题。

3.2 BIM技术于照明系统设计当中的运用

现阶段，BIM技术于照明设计当中被普遍运用，设计人员能够通过三维模型的构建使得电气设计的可视化获得实现，把众多数据实施存储，提供给各参建人员全面、精准的数据。电气设计人员在现实设计进程中，可依照模型输出的数据，逐渐把设计方案完善以及优化。要使BIM技术在照明系统的设计中获得充分发挥作用，应当将以下3点内容做好：①对于建筑工程项目照明设计所需的相应数据应全部输入BIM三维模型中，需保证数据信息的精准性。②编制设计相关的各项报表时，可在BIM三维模型中导出对应的报表清单，如灯具选型表、配电盘明细表等。③由于模型中包含了光源、建筑相关材质等信息，可直至渲染出图或将模型导入至基于BIM技术的照明计算软件中进行计算，实现照明设计出图、计算、渲染等相关步骤的一体化[3]。

3.3 BIM技术于弱电系统设计当中的运用

弱电系统的构建需要多个设计环节的协助，应当经过多个流程开展优化以及协调，例如对弱电机房的布置及弱电设备的合理排布，应当依照建筑构造设计对其现实耗能进行明确，使得远程监控获得实现。使用BIM技术能够对弱电机房进行相应的专项设计，把主体和供配电设计的契合点找到，使得各个体系实现协调运行，保证弱电机房设计的科学合理性。借助BIM三维模型，能够找准摄像机理想的安设位置，查看对应视角的情况，便于及时发现漏洞。

3.4 电气族库的创建

应用电气族库的创建工艺时，需要强化对于基础设置关注，使得电气族库创建的质量获得有效提升，可以对于电气设计供给更大的助力，确保全部数据信息的真实性以及有效性。电气族库在建立之前，如图2所示，应当制定得到相关的族群建立标准，三维模型与二维模型的建立存有下述几点不同：二维模型需要依据国家相应规定标准开展相应标注以及定义工作，三维模型应当对其形象和尺寸实施定义。除此之外，受到族库类型、型号规格以及厂家等方面作用，同一种构件尺寸一般会存有不同差异，所以，应当依照现实状况对其开展重新定义。

图2 配电箱族类型属性

3.5 管线的碰撞检测

BIM碰撞检测主要体现为：通过BIM软件模型检测工具进行模型中图元构件之间的冲突关系查找并且记录输出报告。基于BIM模型对各专业模型碰撞检查：建筑模型与结构模型、电气模型与结构模型、机电全专业模型与幕墙模型等等进行碰撞检查。因此，能够对各专业之间的图纸问题提前查找与解决，开展施工之前发现将来可能会产生的矛盾以及问题，寻找到施工当中不恰当的位置及时调节，应用三维截图处理方式得到最佳的施工方案和解决措施，使得原始2D设计模式中存在的缺、错、碰、漏以及碰等问题减少，使得施工质量以及效率获得提升。

3.6 运维管理的优势

BIM的核心是信息传递、信息管理、信息应用[4]。信息完备性体现在BIM技术可对工程对象开展3D几何信息与拓扑关系的描述以及完整的工程信息描述，如对象名称、工程性能、结构种类以及建筑材料等多方面设计信息；施工成本、工序、质量、进度，还有材料、人力以及机械资源等多类施工数据；工程项目的安全性能以及材料耐久性等维护信息；以及对象间逻辑联系等方面。

3.6.1空间管理的应用

空间管理主要应用在照明、消防等各系统和设备空间定位。业主方应用BIM技术可提取三维模型中各系统和设备的附加信息，快速定位到构件的准确位置，直观形象且方便查找，如通过RFID获取某报警器的构件信息及位置，或在增加管线的时候，快速获取该区域现有的管线情况及相关空间关系属性。

3.6.2 机电设备管理

机电设备管理主要体现在设施的装修、维护以及空间规划处理。应用BIM工艺可以获得与建筑体相关的可计算且协调一致的数据，本信息能够应用在共享和重复应用中，进而能够使得业主与运营单位因为缺少操作性而造成的成本损失降低。除此之外，基于BIM工艺还能够对于关键装置开展远程把控，将项目当中的独立运行装置经过RFID等工艺汇总至统一平台上开展控制以及管理，经过平台汇总数据能够对于相应装置运行状况做到详细了解。

3.6.3 隐蔽工程协调管理

基于BIM工艺运维管理能够对于复杂室内和室外管网进行处理，像是排水管道、网线以及电缆还有相应管井等方面，而且能够直接于对应的平面图上获得相对的位置关系。当需要进行改建或二次装修的时候可以查看相关位置的局部三维模型，直观地查看现有管线情况，有利于管网维修、更换设备和定位。

3.6.4 应急保障管理

经过BIM工艺的运维管理方式对于突发事件管理涵盖了：警报、预防以及处理。通过系统对相关感应器的实时监测等手段，及时预处理，避免发生应急事件。当发生应急事件时，控制中心将及时收到相关警报，而且可以对于相关部位的装置状况以及周边条件进行飞速查询，对于人群的及时疏散以及灾情处理提供关键信息。

3.6.5 节能减排管理

经过BIM技术与物联网工艺结合运用，使日常中能源的管理监控更为便利。运维体系能够使得室内温湿度远程的监测获得实现，对于房间内部实时的温湿度变化进行分析，与节能运行管理相配合，规避能源浪费问题产生，及时对于异常能源应用状况开展标识与警告。

4 存在的不足之处

4.1 BIM设计技术发展限制

现阶段，中国存在众多设计企业对于BIM技术具有更全面与深入的认知。大量设计企业均是首先开展二维图纸的设计，然后开展Revit建模工作，方便对设计进程当中是不是存有其他问题进行掌控，规避施工进程当中产生严重的变化，不过没有真正经过BIM软件使得“正向设计”获得实现[5]。地方上相应施工图审查体系均必须上传相应二维图纸，三维审查也只是机器去审核各专业部分强条，因此，造成BIM三维设计工作的推广较为缓慢。

4.2 无法生成系统图

鉴于Revit软件的自身属性，在设计绘制完各楼层平面图后，无法生成对应的系统图。这部分相对于AutoCAD来说会处于劣势，因此，设计人员仍倾向于使用AutoCAD软件来完成电气系统图的绘制。

4.3 增加设计时间

建筑设计中想要使用BIM技术取得较大成效，就需要各专业提高创建模型的完整度、准确度以及精细度。想要提高模型的精细度需要一定的软件操作能力及时间去完善，但目前项目的设计周期比较短，时间紧张，没有充足的时间去完善相关专业的模型。

5 BIM技术应用展望

BIM技术在我国使用已有10余年，近些年随着从中央到地方不断的出台相关政策，BIM技术已经成为重难点工程的必备技术之一，越来越多的企业开始重视BIM技术。对于目前BIM技术的不足之处，将随时间一步一步消除，BIM技术人员将越来越多，相关专业软件及插件能实现更方便快捷地画图及出图，在提高设计效率的前提下保证设计质量。

6 结语

在进行建筑电气设计时，可考虑结合使用BIM技术进行设计，在配电系统、照明系统等系统中充分使用BIM技术，建立相关的电气族库，有效提高电气平面图的设计，对管线进行相关碰撞检查，能提前发现问题并解决问题，全面提升电气管线的安全性及可靠性。