BIM在住宅小區(qū)電氣設(shè)計中的應(yīng)用

周希松，陳諾炯(廣西建筑科學(xué)研究設(shè)計院，廣西南寧　530011)

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BIM在住宅小區(qū)電氣設(shè)計中的應(yīng)用

周希松，陳諾炯
(廣西建筑科學(xué)研究設(shè)計院，廣西南寧530011)

周希松(1984—)，男，工程師，從事建筑電氣及智能化方面的工作。

摘要:結(jié)合某住宅小區(qū)工程實例，介紹了建筑信息模型(BIM)技術(shù)在住宅小區(qū)中的應(yīng)用，從管線綜合設(shè)計、設(shè)備房布置與防雷設(shè)計、管線碰撞等方面重點闡述了設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法。指出BIM技術(shù)提高了多專業(yè)的配合程度，三維的設(shè)計成果不僅可提高設(shè)計精度，也有利于指導(dǎo)施工。

關(guān)鍵詞:建筑信息模型技術(shù);電氣設(shè)計;管線綜合設(shè)計;碰撞檢查

陳諾炯(1980—)，男，工程師，從事建筑電氣及智能化方面的工作。

0　引言

目前，建筑功能和形式日益復(fù)雜化，建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)用數(shù)字化的建筑組件表示真實世界中用來建造建筑物的構(gòu)件，是對建筑工程物理特征和功能特征信息的數(shù)字化承載和可視化表達(dá)，從根本上解決了規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營維護等各個階段的信息斷層問題［1］。

本文結(jié)合實際項目應(yīng)用案例，分析BIM技術(shù)在住宅小區(qū)項目電氣設(shè)計中的應(yīng)用。

1　工程概況

某工程位于市區(qū)繁華地段，一期工程中包括地上5個單體子項，為7F～30F的住宅樓，地下3層，－1F為地下室商場，－2F、－3F為停車庫，總建筑面積約為106 588 m2，地下建筑面積為34 850 m2。－1F層高較高，采用傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，－2F、－3F層高較矮，采用空心樓蓋技術(shù)形式的結(jié)構(gòu)，便于管線安裝，減小對層高的影響。整個項目各個單體和地下室以及各個專業(yè)均采用BIM進行設(shè)計、建模以及出圖。一期工程軸測圖如圖1所示。

圖1　一期工程軸測圖

2　電氣設(shè)計

2.1軟件平臺

Revit是搭建BIM模型的核心軟件。目前，市場上逐步出現(xiàn)了一些其他軟件，如Bentley系列、ArchiCAD、Digital Project、Navisworks軟件、Projectwise Navigator、MEP、Fuzor等［5］。該項目設(shè)計基于Revit2015 +MEP4.0 +Fuzor多手段相結(jié)合的方式。

2.2工作方式

BIM設(shè)計的工作方式主要分為三種:①基于服務(wù)器中心文件的工作方式，多專業(yè)工種在同一個模型中完成本專業(yè)或者本專業(yè)的部分設(shè)計內(nèi)容;②利用外部鏈接的方式，根據(jù)本專業(yè)需求鏈接相關(guān)的模型;③基于服務(wù)器與外部鏈接相結(jié)合的方式。前兩者工作方式對比如表1所示。該項目采用外部鏈接的方式在本地計算機建立本專業(yè)的本地文件，鏈接服務(wù)器中的其他專業(yè)文件，同時定期將本專業(yè)的模型置于服務(wù)器中，便于其他專業(yè)鏈接、會簽。

表1　工作方式對比

2.3管線綜合設(shè)計

電氣管線設(shè)計主要有橋架和導(dǎo)管。橋架分為防火橋架、普通橋架、有孔托盤、無孔托盤、梯架等。設(shè)計中根據(jù)需要，建立不同的橋架族庫，用顏色加以區(qū)分。本文的導(dǎo)管是指明敷的鋼導(dǎo)管、非暗敷的PVC管，主要使用在回路少、暗敷不方便的場合。管線綜合設(shè)計是BIM電氣設(shè)計的核心，設(shè)計中主要分為以下幾個步驟:

(1)各專業(yè)根據(jù)本專業(yè)的要求，初步提出核心的設(shè)備房位置。設(shè)備房位置的提資，除了符合規(guī)范要求，還要兼顧其他專業(yè)，同時要滿足項目定位、甲方需求，盡量不占用商業(yè)區(qū)域以及停車位。

(2)根據(jù)設(shè)備房布置，初步提出本專業(yè)主要管線的路由。電氣專業(yè)管線的主要干線包括高壓橋架、一戶一表橋架干線、消防橋架干線以及弱電橋架干線。干線的路由除了滿足基本功能外，盡量靠近負(fù)荷中心，低壓線路不能過長，以減小線路損耗。

(3)結(jié)合項目定位、建筑層高、結(jié)構(gòu)梁高，初步會簽水、電、暖專業(yè)的管線。商業(yè)價值較高的場所，管線的路由除了影響整體美觀之外，還會影響層高以及使用功能，所有重要的空間盡量減少管線交叉，避開結(jié)構(gòu)主梁，有條件可以在梁內(nèi)預(yù)留孔洞，橋架可直接穿梁。

(4)根據(jù)會簽結(jié)果，調(diào)整管線走向，優(yōu)化管線路由，同時細(xì)化本專業(yè)管線，補充各個支管以及深化圖紙。

(5)管線綜合和碰撞檢查，根據(jù)項目實際情況可采取碰撞軟件工具或人工校核。

2.4設(shè)備房布置與防雷設(shè)計

變配電房的布置除了滿足規(guī)范和建筑尺寸的要求外［5］，還應(yīng)布置合理，便于電線電纜的布線施工以及設(shè)備的搬運、檢修。利用三維設(shè)計，可以很直觀地了解設(shè)備的安裝情況，設(shè)計合理的變配電房，其安裝大樣的平立剖面也能一步生成到位。變配電房布置圖、軸測圖及剖面大樣如圖2～圖5所示。

圖2　變配電房布置圖(mm)

該項目嘗試采用建筑欄桿的族庫，深化制作成防雷接閃帶和接閃桿的族。根據(jù)規(guī)范要求［4］，先設(shè)置好支持卡，平面部分沿屋脊、女兒墻外墻敷設(shè)，再指定安裝高度，完成防雷平面的設(shè)計，但是增加了制圖時間，主要是新建的族無法識別建筑面，不能智能地捕捉連接點，需要逐一調(diào)整和輸入標(biāo)高。屋頂防雷軸測圖、局部軸測圖分別如圖6、圖7所示。

圖3　變配電房軸測圖

圖4　變配電房剖面圖Ⅰ(mm)

圖5　變配電房剖面圖Ⅱ(mm)

2.5管線碰撞與Fuzor應(yīng)用

管線的碰撞檢查多采用軟件自帶的碰撞檢查工具［1-3］。該工程為住宅項目，管線不多，相對公共建筑項目，復(fù)雜度不高，故未采用碰撞檢查的工具軟件，而是通過多專業(yè)圖紙互相鏈接，多專業(yè)共同會簽，細(xì)部位置逐一檢查、校核以及修改調(diào)整。解決綜合管線碰撞的原則是水電管線避讓暖通管線，小管避讓大管，有壓管避讓無壓管。在管線綜合過程中，結(jié)合梁、板、柱的布置情況，爭取最優(yōu)的布管方案，減少管線碰撞，最大限度不影響凈高和使用功能。

圖6　屋頂防雷軸測圖

圖7　屋頂防雷局部軸測圖

Fuzor是Revit上的一個VR插件，具有實時性、關(guān)聯(lián)性、分析性、虛實性。在Revit中對模型做任何操作，都可以馬上同步到Fuzor上;如果對模型進行編輯，F(xiàn)uzor立即使用Revit中相對項目的材質(zhì)庫與族庫; Fuzor的碰撞分析功能，同樣可以導(dǎo)出碰撞報告。此外，F(xiàn)uzor擁有較強的動畫編輯能力，可以導(dǎo)出模型的漫游動畫，同時也能對管線進行碰撞檢查。模型漫游效果圖如圖8所示。

通過過濾器類型屬性的設(shè)置，可以很好地區(qū)分風(fēng)管、橋架、梯架、水管以及消防和非消防管線。通過漫游圖，可以很清楚地感受安裝設(shè)備后的效果，便于設(shè)計師發(fā)現(xiàn)碰撞和管線優(yōu)化。

三維檢查時發(fā)現(xiàn)的問題主要集中在安裝高度不合理、輸入標(biāo)高不準(zhǔn)確、彎頭彎矩過小而無法施工、管線與梁以及管線之間發(fā)生碰撞。通過仔細(xì)檢查，排除碰撞，實現(xiàn)精確定位，也可以通過碰撞檢測軟件進行核查，確認(rèn)是否有錯漏。

2.6出圖

Revit出圖方式主要有兩種:導(dǎo)出DWG或DWF格式，再通過CAD來打圖;直接導(dǎo)出PDF格式，直接打圖。通過設(shè)置好出圖的視圖樣板，對視圖比例、模型詳細(xì)程度、可見性以及過濾器進行出圖設(shè)置，整理出符合出圖要求的二維圖紙，通過Revit的打圖功能，完成批量打圖。

圖8　模型漫游效果圖

3　結(jié)語

BIM設(shè)計的最大優(yōu)勢是提高了多專業(yè)的配合程度和設(shè)計水平，設(shè)計成果輸出比原來二維表達(dá)有較大的突破，不僅可提高設(shè)計精度，也有利于指導(dǎo)施工，甚至可以實現(xiàn)出量清單、成本估算、后期運維等。BIM技術(shù)在電氣設(shè)計方面也有諸多的不足:

(1)Revit出圖過程中遇到較多問題，如建筑線寬要在建筑底圖上逐一調(diào)整線寬;剪力墻填充、衛(wèi)浴設(shè)備、家居設(shè)備、地下室車位、防火分區(qū)線等無法實現(xiàn)減淡顯示;導(dǎo)線設(shè)置不合理，讀圖不方便;線型不夠豐富。

(2)在防雷設(shè)計中接閃帶和接閃桿沒有更合適的族，盡管本文已開發(fā)出類似的族，但仍存在許多問題，如沒有依附性、非電氣圖元，而且對于弧形女兒墻不能實現(xiàn)彎曲效果。

(3)Revit轉(zhuǎn)CAD的圖紙為T3版本，而且導(dǎo)出的CAD圖紙的圖層有些混亂，不利于在CAD環(huán)境下做二次編輯和排版。

(4)族庫不夠豐富。系統(tǒng)本身自帶的族庫對于滿足設(shè)計出圖要求還不夠，而且部分族庫的二維表達(dá)不能滿足國標(biāo)制圖標(biāo)準(zhǔn)。

(5)Revit線管功能不夠強大，軟件自動生成的管線不能完全橫平、豎直，與實際施工敷設(shè)的路由差距甚遠(yuǎn)。

(6)軟件操作不智能且與CAD操作有較大差異，對于剛接觸基于Revit的BIM工程師來說還需要更多的摸索，增加了設(shè)計周期和設(shè)計成本。

參考文獻

［1］劉航，宋新啟.BIM在鐵路客站電氣設(shè)計中在應(yīng)用［J］.建筑電氣，2015(10):48-52.

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［4］建筑物防雷設(shè)計規(guī)范: GB 50057—2010［S］.

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［7］歐特克軟件(中國)有限公司構(gòu)建開發(fā)組.Autodesk Revit MEP 2012應(yīng)用寶典［M］.上海:同濟大學(xué)出版社，2012.

Application of BIM Technology in Electrical Design of Residence Community Project

ZHOU Xisong，CHEN Nuojiong
(Guangxi Institute of Building Research＆Design，Nanning 530011，China)

Abstract:Combing by a residential community as an example，this paper described the application of building information modeling(BIM)technology in electrical design.Some problems that were encountered and solved in the design were presented，including by intergrated design of pipeline，equipment room layout and the design of lightning protection，pipeline collision，etc.It is pointed out that BIM technology improves the cooperation level of each profession.Three-dimensional design not only improves the accuracy of design，but also is helpful to guide the construction.

Key words:building information modeling (BIM); electrical design; intergrated design of pipeline; collision detection

收稿日期:2016-01-15

DOI:10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.03.011

中圖分類號:TU 201.5

文獻標(biāo)志碼:B

文章編號:1674-8417(2016)03-0046-05