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基于BIM技术的建筑电气设计研究

添加时间:2018/08/17
  摘要:对三维图形、面向对象以及与建筑学有关的电脑辅助设计技术之一就是BIM技术, 这一技术的优势有很多, 在电气设计过程中的作用是非常关键的。本文从BIM的内涵入手, 对BIM电气设计现状进行重点论述, 并对其未来发展进行展望, 期望能对建筑行业智能化、信息化的发展提供一定参考与借鉴作用。
  
  关键词:BIM技术; 电气设计; 现状;
  
  由于我国社会经济的不断进步, 国内建筑行业发展越来越快, 在建筑工程中, 电气工程的作用是非常关键的, 所以电气设计倘若出现问题, 就会使整个建筑工程都受到很大的影响, 甚至还会使电气安全事故得以引发, 这对于人们的生命安全、财产安全有着很大的威胁。但是BIM电气设计能够使电气设计安全得以有效的保证, 在一定程度上, 使电气设计的质量得到提升, 从而使建筑工程的有效的实施得以确保。
  
  1、BIM技术相关概述
  
  1.1 BIM的内涵
  
  BIM是建筑信息模型 (Building Information Modeling) 的简称, 这一名词是由Autodesk创建的, 是建筑学、工程学以及土木工程中的重要工具之一。它是电脑辅助设计, 用来形容那些以三维图形为主、面向对象、与建筑学相关的内容的[1].BIM将几何学、空间关系、地理信息系统、不同建筑组件等全部包括进来。建筑信息模型能够对整个建筑生命周期进行展示, 将兴建、营运过程都包括进来, 从而对建筑内材料信息的提利是十分便利的, 将建筑内各个部分、各个系统都进行体现。BIM就是通过数字化的建筑组件来将现实世界中建筑物构件的建造进行展现。从传统电脑辅助设计角度出发, 通过矢量图形来对物体设计方法进行体现, 这一改变是最基本的, 由于其可以与众多图形结合起来将对象进行展示。所以, 将以BIM应用为核心的项目管理信息化进行构建, 能够使项目生产效率得以提升, 使建筑质量得以提升, 使工期得以缩短, 使建造成本得以降低。
  
  1.2 电气设计中的BIM
  
  在电气设计过程中, BIM的内容主要有3个方面: (1) 全方位分析设计, 今后在电气设计过程中, 不但要对电气设计的主要内容进行认真分析, 还要对建筑整体构造的安全性、有效性、合理性进行全面分析, 以统筹兼顾为原则, 比如可以把天气、车辆、温度、环保等内容纳入进来; (2) BIM的特点就是多专业协调进行, 这一内容就是说, 在电气设计过程中, 设计人员利用BIM将信息进行共享, 从而改进以往的设计流程, 从而能够使不同专业、不同人员在同一个模型中进行设计得以实现, 这样可以使人和人之间的交流得以推进, 这样可以使设计冲突出现的情况得以减少; (3) 将具有一定难度的电气设计图进行设计, 建筑工程电气设计中, 将BIM技术进行运用, 在一定程度上, 可以使设计人员对建筑电气设计的三维制图创建速度得以提升, 同时在设计过程中, 设计人员还能够对参数化进行使用, 这样设计人员能够自动更新新添加的内容, 从而使设计人员能够自动生成与电气元化的明细表相应的图纸, 这在一定程度上来看, 能够使电气施工人员更好的对其理解, 从而能够使建筑工程按期、保质、保量的运行。
  
  2、BIM电气设计现状
  
  2.1 BIM软、硬件应用现状
  
  对于BIM软件来说, 在电气设计过程中, 主要有三款软件: (1) MagicCAD; (2) Bentely; (3) Autodesk Revit.其中第二款软件由于在管线综合方面其表现突出, 主要在工业建筑中进行应用, 因为其受到末端和建筑本身表达的影响, 在民用建筑中很少使用。而第一款软件在欧洲使用十分广泛, 它是以Auto CAD为平台的, 通过CAD原有的一些三维功能, 将相应参数加入进来, 使得BIM功能得以实现, 其在操作性上有一定的优点, 然而其是对以往的CAD图纸进行使用, 不能使二维、三维同时设计得以实现。第三款软件主要有三个部分: (1) 建筑; (2) 结构; (3) 机电, 电气设计中主要使用Revit MEP.它是由Autodesk公司开发的, 主要面向水暖电设计师的, 其主要的特点就是利用参数化来进行建模, 能够对可视化的三维图形进行直接设计[2].
  
  对于BIM的硬件来说, 必须要有一个64位的操作系统, 同时在主板支持的条件下, 内存要在8G以上, 越大越好。对于windows XP系统来说, 其内存3.19GHz+2G, 显卡1G.对于windows7系统来说, 内存要2.9GHz+4G, 显卡2G.
  
  2.2 BIM电气设计现状
  
  对于BIM技术来说, 其基础是三维数字技术, 它将建筑工程项目中各专业相关信息的工程数据模型集成在一起。这些数据模型能够对整个建筑生命周期进行服务, 包括设计、施工以及运维等, 利用三维模型的展示和分析, 能够使参与者对项目更加的了解, 这对于决策支持是非常有利的。BIM为总体工作流程以及所有具体环节都产生了很大的变化, 从电气设计角度出发, 以往的工作模式已经不适用。
  
  2.2.1 工作模式
  
  当BIM设计项目明确后, 要与原有的外部链接以及Revit软件独创的“中心文件”工作方法相结合, 也就是所有人都要在同一文件中利用副本来将设计工作进行完成, 从而使Revit能够对所有项目的工作模式相适应。电气中心文件和其它专业中心文件之间将链接起来。在电气中心文件中, 把图纸划分成很多个系统, 再结合系统来配置人员。
  
  2.2.2 中心文件和本地文件
  
  在Revit中的专有名词就是中心文件和本地文件, 这是由于“中心文件”工作模式而产生的, 中心文件是在服务器中放置的, 一旦建立就不再将其位置进行移动。所有设计人员都要在本地电脑上将本地文件进行创建, 倘若设计工作完成后, 利用同步完成和中心文件的双向互通。最后, 中心文件中的所有设计内容, 将模型向业主交付使用时, 就是将中心文件进行交付。
  
  2.2.3 碰撞检查
  
  在Revit MEP中, 将碰撞检查功能包括进来, 其能够在模型间检查实体的碰撞, 在检查完成后, 能够将检查报告形成, 同时导出报告。一是对需要碰撞检查的其它专业文件进行选择, 通过原点对原点的定位方式与本专业模型进行链接, 碰撞检查运行后, 会将冲突报告自动弹出, 将检查后的各冲突项进行列出, 可以通过报告中的ID号来对碰撞构件进行查看, 同时对其修改。同时, 在Revit MEP能够与Navisworks配合, 其能够生成具体的碰撞报告, 在报告中, 可以将每个碰撞点的IP地址以及相应的轴线号给出, 从而能够将碰撞进行发现和解决;此外, Navisworks还有可视化界面, 能够将设计成果清晰地在三维空间中体现出来, 可以将每一处细节清楚的显示出来, 从而将设计成果直观地体现出来[3].
  
  2.2.4 协同设计
  
  对于协同来说, 主要有两个方面: (1) 电气专业内部协同; (2) 专业间协同合作。
  
  (1) 对于电气专业内部协同, 一般来说, 电气设计都有强电、弱电。规模大一些的项目, 大多都是由多位电气设计人员在一起共同来完成的, 每个设计人员都对其中的一部分进行负责。用以往CAD绘制时, 因为沟通不方便, 就会使产品选不一致的情况发生。但是利用Revit MEP后, 就可以将这样的问题大大的减少, 由于Revit MEP使用的是中心文件模式, 设计人员可以在本专业权限里, 对相关的信息进行读取, 同时将自己修改的信息进行上传, 使电气专业内部实时协调整改得以实现, 从而使工作效率大大提升。
  
  (2) 对于专业间的协同合作, 在传统的设计过程中, 不同专业的设计人员在项目实施前, 都是各自负责不同的内容的, 相互之间的交流沟通不多。土建专业将模板完成后, 通过条件形式向各专业进行提供, 不同专业结合到手资料将意见进行反提。整个过程中, 就会产生专业间管线碰撞、净高空间不足等情况。而调整后, 还会由于标识不清晰, 使得相互之间存在碰、漏, 使得时间、资源产生浪费。通过利用Revit MEP, 能够在设计时对其它专业的模型进行链接, 进行碰撞检查, 同时实时协调。将复制/监视功能开启, 倘若建筑专业的标高出现变化, 会使给排水等发生变化, 模型会将警告自动给出, 从而使设计的同步性得以保证。
  
  2.3 电气族库设计现状
  
  BIM电气设计过程中, 在设计电气族库时, 在对每一个电气族对其对应的属性进行确定时, 就一定要从两个方面入手: (1) 要严格结合电气专业相应的工作流程; (2) 一定要与上、下游实际需求数据相结合。同时, 在创建电气族库过程中, 必须制定好族库的标准, 再结合通用尺寸和象形, 来将三维模型的外观进行编制, 针对二维模型的外观编制时, 要对建筑电气制图标准进行结合, 来进行设计。
  
  2.4 电气平面设计现状
  
  人们总是利用Revit软件来设计建筑工程电气中的火灾自动报警系统、动力系统等, 在对电气族库进行建立的基础上, 把相关的设计都纳入到Revit内, 从而利用这一软件来使电气平面设计得以完成, 这主要是因为这一软件, 现阶段并不能算得上是专业的电气绘图软件, 因此, 在布置电气设备过程中, 还可能会出现其它问题。所以, 倘若利用这一软件来定位电气设备, 就要通过这一软件的绘图布置, 必须有专业人员来手动对其进行调节, 在没有问题后, 再连接电气线路。
  
  3、BIM电气设计发展展望
  
  今后设计工具的发展方向就是Revit MEP, 电气设计人员能够通过参数化建模, 来实现可视化的三维图形设计, 从中可以看出, 设计工具还是有很多特别实用的科学理念的。但是从现阶段这一软件的技术来看, 其技术还不是特别的成熟, 从现阶段技术手段来看, 还只是在某些大型设备的建模和管线综合碰撞中进行使用, 比如桥梁等, 因此, 想要使末端的细节得以实现是不容易的, 同时其效率还有待提升, 特别是建筑工程的工程量大、任务重、工序复杂, 因此, 从现阶段的技术手段来看适应性不足。此外, 从现阶段这一软件技术来看, 在对电气专业施工图进行设计时, 其还不是完美的设计工具, 往往需要一定程度上结合CAD技术才能完成, 这也是是现阶段紧急解决的技术问题之一。
  
  从现阶段这一软件的使用来看, 其关键的问题, 一是族库不够全, 能够使用的辅助工具也不多, 此外, 其专业间的配合兼容性还不够完善, 产生这些问题的原因, 就是因为现阶段这一软件上能够使用的辅助软件不多, 同时其功能还不够完善, 因此, 对于研发人员来说, 要加大对其的研发力度。同时, 我们相信, 由于我国科技的不断进步, 这一软件会越来越成熟和完善, 同时在很短的时间内, 会有很多的辅助软件供使用, 其能够在建筑工程中得到不断的深入。因此, 结合现阶段的现实情况, 电气专业必须要对其关键内容使用BIM技术, 比如在变电所、消防中心等方面进行分析, 再向更广阔的方向发展, 相信由于这一软件技术的深入, 建筑电气专业的所有内容BIM化实现的日子不会很远。
  
  4、结语
  
  总而言之, 在电气设计过程中, BIM技术的应用是非常关键的, 同时其作用也是非常明显的, 然而由于当前技术还没有得到深入, 相信这一技术的不断发展, 其在建筑工程电气设计中的未来一定是非常美好的。
  
  参考文献
  
  [1]林坤河, 关宏德。BIM在建筑电气设计中的应用情况及探讨[J].福建建设科技刊, 2014 (5) .  
  [2]高磊。Revit MEP软件在电气设计环节中的应用[J].智能建筑电气技术, 2015 (1) .  
  [3]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, 2016 (9) .

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