基于BIM的地鐵動力照明設(shè)計

摘 要：地鐵車站空間狹小，專業(yè)繁多、管線復(fù)雜，傳統(tǒng)的二維設(shè)計方法難以實現(xiàn)地鐵項目高效精準的設(shè)計，容易導致施工困難。文章以蘇州市軌道交通5號線工程某車站的BIM協(xié)同設(shè)計為例，介紹了BIM技術(shù)在地鐵動力照明設(shè)計中的應(yīng)用，提出了Revit在動力照明設(shè)計中存在的不足，展望了BIM技術(shù)在地鐵全壽命周期解決方案中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：地鐵；動力照明；BIM；Revit

引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM），是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成建筑工程各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型。目前國內(nèi)已有多條軌道交通線路陸續(xù)使用BIM技術(shù)，如廈門市軌道交通一號線，南寧市軌道交通一號線等。通過以數(shù)字和實物方式構(gòu)建的軌道交通工程，能夠在設(shè)計、施工和運營等方面兼具高效性和有效性，使工程的各階段都能制定更好的決策和管理。

1 BIM技術(shù)在地鐵車站動力照明中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，國內(nèi)各地鐵設(shè)計院動力照明專業(yè)對BIM技術(shù)的應(yīng)用僅局限于電氣設(shè)備用房的設(shè)備布置及車站內(nèi)橋架的繪制[1]，無法有效利用BIM軟件實現(xiàn)動力照明相關(guān)設(shè)備信息的數(shù)字化和系統(tǒng)化。如何深入應(yīng)用BIM技術(shù)，提升動力照明系統(tǒng)設(shè)計深度，實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)化，是未來BIM技術(shù)在軌道交通項目電氣設(shè)計領(lǐng)域應(yīng)用的探究方向。

2 BIM地鐵車站電氣設(shè)計

2.1 工程概況

此次應(yīng)用BIM設(shè)計的工程為蘇州市軌道交通5號線工程某車站，該站是大空間特色車站，主體建筑分為公共區(qū)、設(shè)備區(qū)兩大部分，面積約為8986平方米。按照設(shè)計文件要求，利用Autodesk公司Revit軟件作為主要建模軟件，構(gòu)建地鐵車站的建筑、結(jié)構(gòu)、通風空調(diào)、給排水、電力等專業(yè)BIM模型，并實現(xiàn)三維模型和二維圖紙的交付。（如圖1所示）

2.2 協(xié)同設(shè)計

Revit軟件的協(xié)同設(shè)計可以通過文件鏈接和中心文件兩種方法實現(xiàn)。本次設(shè)計采用中心文件和工作集相結(jié)合的方式，通過Bentely公司的ProjectWise軟件構(gòu)件中心文件的，使中心文件存儲于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，設(shè)計團隊通過既定權(quán)限訪問中心文件，實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同設(shè)計。

2.3 電氣配置

Revit2015集成了MEP功能，可以通過“MEP配置”實現(xiàn)電氣參數(shù)的修改，使電氣參數(shù)及名稱更符合中國行業(yè)標準。本工程根據(jù)總體設(shè)計文件要求，在MEP配置中設(shè)置了電纜名稱、電纜載流量、電纜尺寸配電系統(tǒng)及電壓、橋架尺寸、負荷分類及需要系數(shù)等配電參數(shù)。Revit能基于以上參數(shù)，根據(jù)負荷用電量、輸入電源等信息，生成配電回路信息。

2.4 項目參數(shù)

由于Revit中國化程度不深，未針對中國用戶的習慣設(shè)置項目參數(shù)，所以需要在工程中根據(jù)項目需要設(shè)置項目參數(shù)。根據(jù)工程需要，可設(shè)置電纜敷設(shè)方式、電纜編號、穿管類型、工程名稱等信息進行添加。在新建項目參數(shù)時，應(yīng)使用共享參數(shù)，并設(shè)置參數(shù)類別，以便于生成配電盤明細表、設(shè)備明細表等各類數(shù)據(jù)。

2.5 電氣族的構(gòu)建

族是Revit軟件中一個非常重要的構(gòu)成要素，是一個包含通用屬性集和相關(guān)圖形表示的圖元組[2]。族連接件賦予了族構(gòu)建靈魂，是實現(xiàn)族特性的主要手段。通過電氣連接件可以設(shè)置電氣族的負荷特性，進而使電氣設(shè)備實現(xiàn)邏輯上的相互連接，形成配電系統(tǒng)。只有建立完善的各類電力族庫，才能體現(xiàn)BIM設(shè)計的優(yōu)勢，也才能進行下一步的設(shè)計工作[2]。

2.6 車站配電系統(tǒng)的構(gòu)建

地鐵配電系統(tǒng)分為動力配電和照明配電，0.4kV降壓變電所位于車站右端站廳層，車站兩端各設(shè)一個環(huán)控電控室，站廳站臺每層每端各設(shè)置一間照明配電室。

電纜敷設(shè)于電纜橋架、支架、管線等，用電負荷與配電設(shè)備間通過Revit自帶的“電路”功能構(gòu)建配電系統(tǒng)的邏輯連接，并生成配電系統(tǒng)回路信息。

地鐵車站的接地系統(tǒng)采用綜合接地方式，但Revit不具備防雷接地設(shè)計功能。本次設(shè)計采用基于內(nèi)建模型和新建構(gòu)件族相結(jié)合的方式搭建綜合接地網(wǎng)、站廳站臺接地扁鋼等。（如圖1所示）

2.7 綜合管線碰撞

地鐵車站綜合管線主要包括風、水、電、弱電、通信信號等專業(yè)?；贐IM的綜合管線設(shè)計，可以有效規(guī)劃通道內(nèi)各專業(yè)的管線布置，避免碰撞的發(fā)生，正確引導施工。本次設(shè)計先通過中心文件協(xié)同設(shè)計避免大面積的管線碰撞，再在后期通過管線碰撞檢測查找存在的碰撞問題，通過專業(yè)間的協(xié)調(diào)實現(xiàn)管線零碰撞。

3 Revit軟件存在的不足

Revit作為一款專業(yè)的工程設(shè)計軟件，雖然具有強大的土建設(shè)計能力和二次開發(fā)擴展能力，但其在電氣設(shè)計領(lǐng)域的開發(fā)還存在諸多的不足。根據(jù)筆者的使用，現(xiàn)將Revit在電氣專業(yè)的不足歸結(jié)為以下幾點：（1）在電氣符號、參數(shù)、信息等方面的表達方式和國內(nèi)電氣行業(yè)標準不相符；（2）能夠搭架較完整的配電系統(tǒng)體系，但卻不能自動生成配電干線系統(tǒng)圖；（3）生成的配電盤明細表和國內(nèi)標準的配電箱系統(tǒng)圖表示方法差別較大；（4）在照明、插座等接線中，無法自動生成導管；（5）無法繪制電纜、母線槽等常用電氣材料；（6）不具備專業(yè)的防雷接地設(shè)計功能；（7）配電箱的容量不能指定，也不能設(shè)置裕量；（8）水平橋架和垂直橋架連接存在無法有效連接的情況；（9）明細表無法快速統(tǒng)計電纜的數(shù)量等；（10）碰撞檢測時，不能同時鏈接多個文件。

4 BIM技術(shù)在軌道交通工程中的應(yīng)用展望

BIM是在計算機輔助設(shè)計基礎(chǔ)上發(fā)展起來的多維信息集成技術(shù)，能夠使建筑的物理特征和功能數(shù)字化和可視化，可以服務(wù)于軌道交通工程的規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和運營維護等各個階段的全壽命周期，為數(shù)字化時代的軌道交通工程的創(chuàng)新建設(shè)和運營維護提供有利保障。

5 結(jié)束語

文章將本次BIM技術(shù)在動力照明中的應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)如下：（1）基于ProjectWise構(gòu)建Revit的中心文件，實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計；利用工作集功能，實現(xiàn)權(quán)限操作。（2）利用“MEP設(shè)置”和“項目參數(shù)”功能配置配電系統(tǒng)的參數(shù)。（3）利用電氣族、系統(tǒng)族、內(nèi)建族搭建完整的配電系統(tǒng)和接地系統(tǒng)三維模型；利用“電路”功能搭架配電系統(tǒng)的邏輯聯(lián)系。（4）Revit可以實現(xiàn)專業(yè)間的管線碰撞測試，改善設(shè)計精確度，降低施工難度，提高工程的安全性。（5）Revit還存在諸多不足，有待進一步的完善和二次開發(fā)。

參考文獻

[1]李驥.BIM技術(shù)在工業(yè)建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑電氣，2015（9）：49-52.

[2]劉航，宋新啟.BIM在鐵路客站電氣設(shè)計中的應(yīng)用[J].建筑電氣，2015（10）：55-58.