BIM技术在建筑电气设计中的应用研究崔亚袖

BIM技术在建筑电气设计中的应用研究崔亚袖

崔亚袖

合肥市耀峰建筑工程有限公司广州分公司

摘要：笔者在研究BIM技术应用于建筑行业的基础上，简要了介绍BIM技术在建筑电气设计中的应用现状，分析了BIM技术应用在建筑电气设计实践中存在的问题，以期有助于建筑行业实现信息化和智能化发展。

关键词：BIM技术；建筑工程；电气设计；电气族库

近年来，在信息技术快速发展背景下，信息技术已渗透到各个领域的发展过程，并且对各个领域的发展起到了重要的推动作用，对人们生活习惯等方面也产生了巨大影响。当前，BIM技术设计方式和设计流程已经逐渐成熟，在建筑类行业内的发展日益突出。笔者就针对目前BIM技术在建筑业中的应用进行研究，指出其在建筑电气设计中的应用现状、存在问题以及进一步应用应注意的问题，以期能够给建筑行业提供帮助。

1BIM技术概述

作为建筑工程中的新兴技术，BIM技术凭借其可视化、模拟性、可出图性、造价准确及可控性等诸多优点，越来越受到各国政府和企业的重视，并在欧美各国的研究和实践中取得了一定成果。在国内，近期住建部编制的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中也明确提出要在“十三五”时期全面提高建筑业信息化水平，增强BIM技术、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，足见政府对BIM技术应用的重视程度。

BIM技术以建筑各项信息数据作为基础进行建模来模拟真实信息，在建筑工程的全生命周期内都有着很高的使用意义和应用价值，其实际应用不仅包括设计和施工阶段，还包括规划与运营等阶段，如图1所示。

当其他专业提供的信息发生变更时，很可能出现信息的传递失误与遗漏。传统的电气设计二维平面图，核心关联数据信息彼此隔断，需要人为辨识其中的逻辑关系。而在电气设计中应用BIM技术，不仅能够实现关联数据的分析计算，还能实现电气与其他各专业之间的协同与数据信息共享，减少配合失误，提高设计效率，为后续工作提供指导信息。

2BIM技术在建筑电气设计中的应用现状

2.1应用软件

目前，BIM技术软件数量已达几十甚至上百之多，大致有何氏、美国总承包商协会（AGC）、厂商专业3种分类方法。其中，国内外BIM技术核心建模软件及分析软件的区别如图3所示。

Autodesk公司的Revit机电系列得益于AutoCAD在国内民用建筑设计中广泛应用的天然优势，在国内BIM技术机电建模软件市场占有份额很大，本文也主要针对Revit机电系列进行讨论。而对于BIM技术电气分析软件，在国内则主要有鸿业、博超、天正等产品。

2.2国外研究现状

国外项目建设工程周期较长、设计相对精细且单位产值较高，设计单位有足够时间和精力实现和完善BIM技术电气设计，因此相比国内，国外的BIM技术应用案例相对较多且经验更丰富，研究更为深入。目前国外应用研究主要在案例分析研究、BIM技术电气优势讨论、以及MEP模型优化及处理方法研究等方面，本文选取了部分国外论文研究现况进行了讨论。

ThomasM.Korman等人通过案例优化了BIM技术模型对MEP协调处理，为运用建模软件与信息技术修正提供基础。VamsiSaiKalasapudi等人则提出了一种用于分析MEP组件自动空间变化分析的新的图形关系库框架，该框架提取了3D点云的对象空间关系，利用目标数据的关系架构和BIM技术模型融合3D数据并设计BIM技术。MahmoudAlahmad等人整合了实时监控系统RTM与BIM技术软件，在建筑物的各个位置处追踪电量使用情况并判断连接与断开设备的时间，对降低能耗具有重要意义；AwadS.Hanna、F.ASCE等人通过调查BIM技术在建筑电气行业的实践状态，得出三条结论，即电气承包厂商尚未提出实施BIM技术、总承包商应花费一定工程总造价占比来实现BIM技术、BIM技术能减少施工冲突并且加强协调。MatthewCobb等人利用CAD与BIM技术工具为高校进行高效电气节能设计，设计出各种电气系统装置和设备的平面布局。LonnyG.Simonian等人通过实践调查证明了BIM技术对电气承包商有益，并提出了具体到电气承包商的建议和指导方针，用于实现MEP协调、规划及预置过程。HaiyanXie等人探讨了BIM技术/MEP在施工各阶段中的灵活运用，以降低建筑环境对人类健康和自然环境的影响。

2.3国内应用现状

国内对于BIM技术在建筑电气设计中的应用研究更偏向实践应用方面，如BIM技术在各种类型建筑中的实践应用、BIM技术在电气设计中的实施要点分析、BIM技术电气族库的运用研究等方面。

BIM技术电气设计的实施流程主要分为前期准备、设计流程、后期检查、出图发布等阶段，如图4所示。前期准备包含具备各类特性参数电气族库及协同设计或是独立设计工作方式选择；设计流程可分为工程可行性研究、初步设计、施工图设计3个阶段，其中可行性研究利用文字报告对项目电气设计情况进行说明，初步设计和施工图设计是在各个楼层平面上进行电缆桥架等管线绘制与电气设备布置；后期检查主要利用设计人员自检与软件碰撞检测功能，来检测出电气模型中存在的电力专业内部以及与其他专业之间的设计冲突；出图发布则是在模型完成后，对项目信息和项目参数进行设置，将三维模型批量导出转换为二维施工图。

BIM技术在建筑工程电气设计中的实施要点主要体现在电气族库、电气平面、管线碰撞检测3个方面。先根据实际需要选择不同规格型号的电气族库后，再进行平面建模设计并利用碰撞检测分析问题，以确保电气设计质量。

电气族库的运用研究主要依据不同需求对系统族库进行修改与构建，并通过注释的方式为各种电气族信息赋值，为后续负荷分析以及工程量统计提供帮助。

3BIM技术在建筑电气设计中的应用问题分析

虽然BIM技术相比二维CAD制图具有明显优势，但目前还处在起步阶段，各项规范标准尚不完善，加上硬件要求较高、软件支持不到位以及专业间协同不足等缺点，在一定程度上限制了BIM技术在建筑电气设计中的广泛应用。具体问题包含以下四点。

1）BIM技术标准与二维制图的标准规范并不一致，需要制定新的标准进行约定。反之，若不形成统一的标准文件，容易造成工作量反复、电气设计不精确以及出图深度不确定等问题。

2）BIM技术工具对电气专业的功能开发不全面，还存在电气族库不全、辅助软件缺乏、部分图纸无法出图等缺陷，电气专业需比其他专业投入更多精力去完成BIM技术设计，直接影响施工出图的工作效率；并且，BIM技术软件运行速度较慢，对计算机软/硬件配置要求较高，增加了设计单位的BIM技术实现成本。

3）对于电气专业的BIM技术协同设计尚需完善。主要体现在以下两个方面：（1）专业间配合设计实现问题，例如火灾自动报警系统中的消火栓启泵按钮与给排水专业的消火栓连接、输入/输出控制模块与暖通风机间的连接；

4）整个BIM技术设计团队配合协作问题，其他专业的疏漏和错误都会直接影响电气专业的设计，甚至引起放大效应，笔者所在单位就曾遇到过，由于当时建筑专业调动了某楼层平面的标高，造成了该标高平面上的电气设备均无法正常显示的情况。

5）BIM技术资源应用不足。BIM技术应用面向的是规划、设计、施工、运营等整个建筑生命周期，但目前大多应用仍停留在较为初级的水平。BIM技术软件应在方案设计、施工建造以及运营维护等阶段保持工作协同及信息更新共享，现阶段的工作模式仍然不能满足此项需求。因此BIM技术全面推广对建筑行业内设计方、建设方、施工方、设备厂商的配合都提出了更高要求。

综上可知，BIM技术现在仍需要不断进行可适应国内电气设计现状的软件开发和实践探究。电气专业要接收大量信息，设计模型的准确性受外围因素影响较大，现今存在的各种问题使得电气专业实现BIM技术设计出图的难度变得很大。

4结束语

综上所述，BIM技术的应用使得其优势充分发挥，能够有效保证建筑电气设计的科学性和合理性，促进建筑行业的深入发展。目前使用BIM技术进行建筑电气设计工作中还存在许多瓶颈与不足，有很多的问题需要解决，但随着经验总结，BIM技术的进一步发展，相应问题会逐一解决，BIM技术应用于电气工程设计中的实践效果也更加理想。但BIM技术的发展与推广，这不是一种孤军奋战现象，应该需要获得社会各界的支持，一同努力，这样才可以实现建筑行业智能化和信息化。

参考文献：

[1]牛红梅.BIM技术在建筑电气设计中的应用探究[J].低碳世界，2016（25）：185-186.

[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，2013，4（9）：1-4.