EPC模式下BIM技术在装配式建筑电气中的应用

张雁洋洋

中铁第五勘察设计院集团有限公司乌鲁木齐分院 新疆 乌鲁木齐 830000

在建筑用电领域，装配式建筑是一个非常重要的组成部分，它的设计流程比较复杂，对其综合、专业的要求也比较高。随着建筑业的快速发展，装配式建筑也随之出现，其中，在装配式建筑中，电气设计的交流和协同显得尤为重要。为了提升装配式建筑电气设计和施工的质量，并解决在设计和施工过程中，电气信息量巨大且零碎的问题，本文将BIM技术引入其中，并在目前的EPC模式下，提出了BIM技术在装配式建筑电气中的应用途径。

1 BIM技术在装配式建筑电气系统中的应用优势

1.1 关联性

首先，BIM技术可以实现电气系统与建筑结构的关联，BIM技术可以将电气系统的信息与建筑结构的信息进行关联，在设计过程中实现电气系统和建筑结构的协同设计。例如，在安装电缆桥架时，需要考虑电缆桥架与建筑结构的安装冲突问题，通过BIM技术的关联性，可以在建筑结构设计和电气系统设计的同时完成电缆桥架的安装设计。这种关联性可以避免不必要的重复设计，也可以减少设计过程中的错误。其次，可以实现电气系统与机电系统的关联。在装配式建筑的电气设计中，电气系统和机电系统的关联比较紧密。BIM技术可以将电气系统和机电系统进行关联，综合考虑不同系统之间的影响。例如，在设计风管系统时，需要考虑电气系统的配管问题，通过BIM技术的关联性，可以在机电系统设计和电气系统设计的同时完成风管系统和电气系统的配合设计。这种关联性可以避免设计冲突和工程损失，提高施工效率和质量。

1.2 模拟性

BIM技术可以实现装配式建筑电气系统的模拟设计，提前预测可能出现的问题，减少施工中的错误和质量风险。首先，BIM技术可以基于三维模型，对电气系统进行模拟设计，包括走线布置、设备安装、设备选型等。通过模拟设计，可以发现潜在的设计问题，及时进行修改和调整，减少施工中的错误和质量风险。例如，在模拟设计过程中，可以发现电气设备配线布局存在不合理之处，通过修改可以使设计更加合理，提高电气系统的稳定性和可靠性。其次，BIM技术还可以对装配式电气系统的施工过程进行模拟设计，以便更好地控制施工质量。通过模拟设计，可以提前发现可能存在的设备安装问题，准确地制定施工过程和施工计划，降低施工错误和损失。例如，在模拟设计过程中，可以发现在电气设备安装过程中存在施工技术难度较大的问题，通过调整施工顺序和方法，可以使得施工过程更加高效和安全。

1.3 全面性

BIM技术可以实现装配式建筑电气系统在设计、施工和运维各个阶段的全面性，为电气系统全生命周期提供支持。BIM技术在电气设计阶段可以实现全面的设计，包括电气系统的布置、设备选型、电缆走线、系统排布等。通过BIM技术的全面性，可以避免在后续施工和运维过程中出现不必要的问题，提高电气系统的可靠性和稳定性。BIM技术在装配式建筑电气系统的施工阶段也可以实现全面性。通过BIM技术的支持，可以完全掌握施工进度和质量，准确地进行材料管理和设备调度，避免施工计划的偏差和损失。在装配式建筑电气系统的运维过程中，BIM技术可以帮助实现运维全生命周期的全面性。通过BIM技术的支持，可以实现定位故障位置、排查系统问题、协调设备维修、提高运维效率等。同时，BIM技术还能够帮助进行运维数据的收集和分析，以便更好地掌握电气系统的运行情况，及时进行维护和升级。

1.4 可视性

BIM技术作为一种数字化的设计和施工方式，可为电气系统提供直观形象的设计图纸和施工图纸。借助三维建模的方式，设计师和工程师可以对平面图进行立体化展示，并可以进一步对设计方案进行电气系统优化，包括电缆和设备布置的结构和空间占用等。这种优化方案的可行性将通过模拟和评估进行验证，使相关的建筑师和设计师、工程师等人员能够更好地理解方案和工程，从而使整个电气系统的设计更加准确和完整。BIM技术也有助于设计与施工人员之间的沟通与协作。工程师和设计师可以通过三维建模，对设计方案进行可视化展示，实现了不同职能人员的沟通协作。例如在建筑项目中，BIM技术使得设计师和施工师能够对设计方案进行详细的讨论，包括设备的选择、材料的使用等。通过这种方式的互动，设计师和施工师可以一起发现和解决可能的问题，以及规划实际施工所需的流程。这种沟通和协作可以保证施工过程顺利。

2 EPC模式下BIM技术在装配式建筑电气中的应用

2.1 在装配式建筑电气系统设计中BIM技术的应用

在装配式建筑设计阶段使用的BIM技术，主要是利用建设三维模型软件平台，通过对比建筑施工的基本结构与模式，以建立一种信息化的设计模式，为建筑施工的开展奠定了基础。在传统的建筑项目设计中，以图纸为载体，先做平面设计，再做三维图的完善，最后结合项目的实际，有计划地修改设计图。使用BIM技术可以弥补传统设计中的缺陷，工作人员可以对设计图纸进行数据仿真，直到形成一个虚拟化的设计，从而将复杂的流程简化。所以，将BIM技术运用到工程设计中，建立一个建筑物的模型，是一个很重要的步骤，不仅为工作人员的各项操作提供了很大的便利，而且能够保证所形成的视图与实际的需要相一致，并且能够保证建筑数据是与相关的计价一同生成[1]。

2.2 在装配式建筑电气系统生产制作中BIM技术的应用

BIM信息技术在装配式建筑的生产与建造过程中的运用，主要是指企业通过将实际工程需要的预制构件的材质、参数和规格等数据上传给BIM信息网络平台，以便于企业获取更准确的构件数据，并以此为基础进行生产，并将与预制构件有关的生产信息及时地反馈给BIM数据平台，确保预制构件的需求符合工程设计的要求。对预制构件的制作、运输和进场等进行了严格的管理，从而提高了预制构件的制作质量。除此之外，相关的工作人员还应当将BIM技术与RFID技术进行有机地结合起来，采用射频识别技术，实现对预制件类型、尺寸和材料要求、安装位置等信息的采集，并将其植入到预制件中，为后续加工提供便利。

2.3 在装配式建筑电气系统施工中BIM技术的应用

BIM技术的应用，避免了元件的存放位置不合适，也减少了因检查验收时数量出错，并且在货物运送过程中信息不能及时更新的状况。在装配式建设的施工过程中，利用RFID技术，能够即时地检索到预制构件的相关参数信息，并对结构的装配情况等信息加以检测，以保证建筑的施工品质。在装配式施工中，由于采用了巨大的建筑结构规模和复杂的组装流程，对施工技术要求很高。在工程开始前，建设者可以根据工程实际情况，制定出一系列比较可行的方案，并利用BIM技术对其进行仿真和分析，最终确定出一种合理的施工方案。另外，通过BIM技术，可以对建筑工程中潜在的安全隐患进行改进，以达到提高应急处置能力、降低事故发生率的目的。

2.4 基于BIM技术创建电气中心文件

根据已完成的装配式建筑电学模型，采用BIM技术，进行电学中心文档的创建。其中，主要包括装配式建筑电气的各个专业模型、各个施工阶段的专业作业集合和设计施工相关信息等。一个科学、合理的电气中心文件，可以为EPC模式下装配式建筑电气的顺利开展提供基本保证，可以有效地防止在工程建设过程中产生的专业矛盾。与电气施工的实际情况相结合，将中心文件作为本地文件，进行同步操作和更新，通过中心文件，可以将本地文件进行多次保存，从而产生多个文件。在进行电气设计的过程中，装配式建筑电气的相关设计人员可以对本地文件和中心文件进行实时、同步的更新，并对设计和施工的每一个阶段的有关信息进行调整，确保两个文件之间的信息协同性，从而提高了工程协同设计管理的效率，防止了信息孤岛的产生[2]。

2.5 EPC模式下基于BIM技术的装配式建筑电气管线综合性应用

在这种模式下，可以有效地提高装配式建筑工程信息化管理的水平，改善各施工环节信息传递不流畅的问题，从而优化工程质量。将BIM技术应用到EPC模式中，在一定程度上突破了传统模式的限制，尤其是对装配式建筑电气而言，BIM技术在电气设计和施工的整个过程中的运用，可以有效地解决电气施工协同性不高的难题[3]。结合每个施工环节的设计点，对整体电气的设计要点进行创新，实现装配式建筑电气统一整体规划的目标。通过BIM技术，对装配式建筑电气各个专业的关联性与独立性进行合理的分析，获得装配式建筑电气施工的结构条件、建筑条件以及电气条件，对电气施工的设计阶段、施工阶段与运维阶段进行全过程管理。在以上所构建的装配式建筑电气模型的基础上，可以获得项目中管道综合布置的各种可能性，并对各种布置的难度进行预测，从而为建设工作提供数据基础。与BIM专业数据模型相结合，以三维空间的形式，对工程管道和专业建设实体进行展示，并根据相关技术标准，对管线的排布进行优化调整。最后，以BIM技术为核心，对装配式建筑中的电气线路进行集成应用方案设计。电气管线综合是装配式建筑电气设计中的重要组成部分，它有效地连接了电气各部分内容，起到了对装配式建筑电气进行全面掌控的作用。

2.6 装配式建筑电气碰撞检查与优化

在EPC方式下，集成式建筑的电气线路综合应用研究完成后，对集成式建筑的电气线路进行了冲突检测和优化。利用RevitMEP软件，实现了对电线线路的检测，并对检测方案进行了针对性的设计。与传统的2D图纸相比，BIM技术具备了可视化的特性，可以对系统与个人之间的碰撞问题做出响应，从而解决大部件的碰撞问题，从而避免了在装配式建筑电气的实际施工中，可能会出现的一些错误。首先，采用BIM技术，对电气施工中的给排水、暖通、桥架等多个单机模块进行BIM检测，并根据检测结果和设计需求，对单机模块进行校核[4]。其次，对多学科模式进行碰撞检验，并将多学科模式所包含的内容和相应的碰撞检验要点，按照多学科模式的碰撞检验要点，对多学科模式进行全程的碰撞检验。对单件和多件件的碰撞检验结果进行总结，并通过BIM可视化的手段将碰撞检验结果显示出来。技术人员在碰撞检查结果的基础上，与装配式建筑电气图纸对应的位置进行核实，检查结果是否符合装配式建筑电气施工的客观实现情况。如果与工程客观实现情况相符合，运用SPSS统计分析软件，对装配式建筑电气施工中的所有碰撞点进行总结，对冲突点类型进行判断，并以其类型为依据，对造成冲突的原因进行分析。利用BIM技术，对电路图进行标注，明确各电路图的位置和图号，提出各电路图的修改意见。在完成了碰撞问题的整改之后，再对碰撞进行第二次的检验和校对，直到在施工中不再有碰撞问题，并将检验的结果输出出来，并写出一份碰撞检验报告。以BIM技术为基础，来完成装配式建筑电气碰撞检查，可以挖掘出电气设计中可能存在的问题与缺陷，从而将冲突排除掉，从而降低电气施工返工次数，从而缩短工程建设周期，还可以减少因为返工而造成的人力资源与物力资源浪费，从而节省成本。

2.7 在装配式建筑电气系统运维中BIM技术的应用

首先，利用BIM技术能够提升企业系统运营阶段对设备实施控制的能力。在BIM技术和射频识别技术的基础上，将形成预制装配式建筑信息互动管理平台，工程设计技术人员就可通过这个平台，建立针对于预制建筑构件和施工机械的维护服务信息管理云系统[5]。例如，在建筑的施工过程中，如果出现了失火，消防队员就可通过与预制装配式建筑的信息交互管控设备，就可以迅速、精确的查询起火部位的精确位置，并精确地选择特定的灭火材料，从而在最短的时间内将其扑灭。其次，在操作和维修期间，可以改善系统的品质，降低能耗。BIM技术能够完成对工程设备的全方位控制，设备操作技术人员能够通过对施工过程放置于预制构件上的带有辨识能力的芯片，即时的获取和调整特定预制机构相关的数据，当某预制机构在应用和废弃的全过程中发生问题后，能够准确的找到故障的原因。第三，通过BIM的系统，可以对装配式建筑的全过程进行监控，可以对能量的消耗进行有效地分析，从而在确保系统稳定运行的前提下，将能量消耗降到最低。最终，在装配式建筑电气系统失效后，可以根据BIM技术所展示的特定元件的使用参数，来判断能否被回收再用[6]。

3 结论

综上所述，在EPC模式下，BIM技术在装配式建筑电气设计与施工中有着无可比拟的优越性。在具体的设计过程中，有关部门和设计者应该对BIM技术的主要应用策略有一个全面的了解，并与现实的条件和需要相结合，利用BIM技术来简化设计过程，提高施工品质，强化施工效率，这样才能为装配式建筑电气的应用提供一个科学合理的方案，从而更好符合装配式建筑的实际应用需要。