BIM電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展展望分析

申文杰

由于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)展越來越快，在建筑工程中，電氣工程的作用是非常關(guān)鍵的，所以電氣設(shè)計(jì)倘若出現(xiàn)問題，就會(huì)使整個(gè)建筑工程都受到很大的影響，甚至還會(huì)使電氣安全事故得以引發(fā)，這對(duì)于人們的生命安全、財(cái)產(chǎn)安全有著很大的威脅。但是BIM電氣設(shè)計(jì)能夠使電氣設(shè)計(jì)安全得以有效的保證，在一定程度上，使電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量得到提升，從而使建筑工程的有效的實(shí)施得以確保。

1 BIM技術(shù)相關(guān)概述

1.1 BIM的內(nèi)涵

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡(jiǎn)稱，這一名詞是由Autodesk創(chuàng)建的，是建筑學(xué)、工程學(xué)以及土木工程中的重要工具之一。它是電腦輔助設(shè)計(jì)，用來形容那些以三維圖形為主、面向?qū)ο蟆⑴c建筑學(xué)相關(guān)的內(nèi)容的[1]。BIM將幾何學(xué)、空間關(guān)系、地理信息系統(tǒng)、不同建筑組件等全部包括進(jìn)來。建筑信息模型能夠?qū)φ麄€(gè)建筑生命周期進(jìn)行展示，將興建、營(yíng)運(yùn)過程都包括進(jìn)來，從而對(duì)建筑內(nèi)材料信息的提利是十分便利的，將建筑內(nèi)各個(gè)部分、各個(gè)系統(tǒng)都進(jìn)行體現(xiàn)。BIM就是通過數(shù)字化的建筑組件來將現(xiàn)實(shí)世界中建筑物構(gòu)件的建造進(jìn)行展現(xiàn)。從傳統(tǒng)電腦輔助設(shè)計(jì)角度出發(fā)，通過矢量圖形來對(duì)物體設(shè)計(jì)方法進(jìn)行體現(xiàn)，這一改變是最基本的，由于其可以與眾多圖形結(jié)合起來將對(duì)象進(jìn)行展示。所以，將以BIM應(yīng)用為核心的項(xiàng)目管理信息化進(jìn)行構(gòu)建，能夠使項(xiàng)目生產(chǎn)效率得以提升，使建筑質(zhì)量得以提升，使工期得以縮短，使建造成本得以降低。

1.2 電氣設(shè)計(jì)中的BIM

在電氣設(shè)計(jì)過程中，BIM的內(nèi)容主要有3個(gè)方面：①全方位分析設(shè)計(jì)，今后在電氣設(shè)計(jì)過程中，不但要對(duì)電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真分析，還要對(duì)建筑整體構(gòu)造的安全性、有效性、合理性進(jìn)行全面分析，以統(tǒng)籌兼顧為原則，比如可以把天氣、車輛、溫度、環(huán)保等內(nèi)容納入進(jìn)來；②BIM的特點(diǎn)就是多專業(yè)協(xié)調(diào)進(jìn)行，這一內(nèi)容就是說，在電氣設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員利用BIM將信息進(jìn)行共享，從而改進(jìn)以往的設(shè)計(jì)流程，從而能夠使不同專業(yè)、不同人員在同一個(gè)模型中進(jìn)行設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，這樣可以使人和人之間的交流得以推進(jìn)，這樣可以使設(shè)計(jì)沖突出現(xiàn)的情況得以減少；③將具有一定難度的電氣設(shè)計(jì)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑工程電氣設(shè)計(jì)中，將BIM技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，在一定程度上，可以使設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)的三維制圖創(chuàng)建速度得以提升，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員還能夠?qū)?shù)化進(jìn)行使用，這樣設(shè)計(jì)人員能夠自動(dòng)更新新添加的內(nèi)容，從而使設(shè)計(jì)人員能夠自動(dòng)生成與電氣元化的明細(xì)表相應(yīng)的圖紙，這在一定程度上來看，能夠使電氣施工人員更好的對(duì)其理解，從而能夠使建筑工程按期、保質(zhì)、保量的運(yùn)行。

2 BIM電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2.1 BIM軟、硬件應(yīng)用現(xiàn)狀

對(duì)于BIM軟件來說，在電氣設(shè)計(jì)過程中，主要有三款軟件：①M(fèi)agic－CAD；②Bentely；③Autodesk Revit。其中第二款軟件由于在管線綜合方面其表現(xiàn)突出，主要在工業(yè)建筑中進(jìn)行應(yīng)用，因?yàn)槠涫艿侥┒撕徒ㄖ旧肀磉_(dá)的影響，在民用建筑中很少使用。而第一款軟件在歐洲使用十分廣泛，它是以AutoCAD為平臺(tái)的，通過CAD原有的一些三維功能，將相應(yīng)參數(shù)加入進(jìn)來，使得BIM功能得以實(shí)現(xiàn)，其在操作性上有一定的優(yōu)點(diǎn)，然而其是對(duì)以往的CAD圖紙進(jìn)行使用，不能使二維、三維同時(shí)設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)。第三款軟件主要有三個(gè)部分：①建筑；②結(jié)構(gòu)；③機(jī)電，電氣設(shè)計(jì)中主要使用Revit MEP。它是由Autodesk公司開發(fā)的，主要面向水暖電設(shè)計(jì)師的，其主要的特點(diǎn)就是利用參數(shù)化來進(jìn)行建模，能夠?qū)梢暬娜S圖形進(jìn)行直接設(shè)計(jì)[2]。

對(duì)于BIM的硬件來說，必須要有一個(gè)64位的操作系統(tǒng)，同時(shí)在主板支持的條件下，內(nèi)存要在8G以上，越大越好。對(duì)于windows XP系統(tǒng)來說，其內(nèi)存3.19GHz+2G，顯卡1G。對(duì)于windows7系統(tǒng)來說，內(nèi)存要2.9GHz+4G，顯卡 2G。

2.2 BIM電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

對(duì)于BIM技術(shù)來說，其基礎(chǔ)是三維數(shù)字技術(shù)，它將建筑工程項(xiàng)目中各專業(yè)相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型集成在一起。這些數(shù)據(jù)模型能夠?qū)φ麄€(gè)建筑生命周期進(jìn)行服務(wù)，包括設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維等，利用三維模型的展示和分析，能夠使參與者對(duì)項(xiàng)目更加的了解，這對(duì)于決策支持是非常有利的。BIM為總體工作流程以及所有具體環(huán)節(jié)都產(chǎn)生了很大的變化，從電氣設(shè)計(jì)角度出發(fā)，以往的工作模式已經(jīng)不適用。

2.2.1 工作模式

當(dāng)BIM設(shè)計(jì)項(xiàng)目明確后，要與原有的外部鏈接以及Revit軟件獨(dú)創(chuàng)的“中心文件”工作方法相結(jié)合，也就是所有人都要在同一文件中利用副本來將設(shè)計(jì)工作進(jìn)行完成，從而使Revit能夠?qū)λ许?xiàng)目的工作模式相適應(yīng)。電氣中心文件和其它專業(yè)中心文件之間將鏈接起來。在電氣中心文件中，把圖紙劃分成很多個(gè)系統(tǒng)，再結(jié)合系統(tǒng)來配置人員。

2.2.2 中心文件和本地文件

在Revit中的專有名詞就是中心文件和本地文件，這是由于“中心文件”工作模式而產(chǎn)生的，中心文件是在服務(wù)器中放置的，一旦建立就不再將其位置進(jìn)行移動(dòng)。所有設(shè)計(jì)人員都要在本地電腦上將本地文件進(jìn)行創(chuàng)建，倘若設(shè)計(jì)工作完成后，利用同步完成和中心文件的雙向互通。最后，中心文件中的所有設(shè)計(jì)內(nèi)容，將模型向業(yè)主交付使用時(shí)，就是將中心文件進(jìn)行交付。

2.2.3 碰撞檢查

在Revit MEP中，將碰撞檢查功能包括進(jìn)來，其能夠在模型間檢查實(shí)體的碰撞，在檢查完成后，能夠?qū)z查報(bào)告形成，同時(shí)導(dǎo)出報(bào)告。一是對(duì)需要碰撞檢查的其它專業(yè)文件進(jìn)行選擇，通過原點(diǎn)對(duì)原點(diǎn)的定位方式與本專業(yè)模型進(jìn)行鏈接，碰撞檢查運(yùn)行后，會(huì)將沖突報(bào)告自動(dòng)彈出，將檢查后的各沖突項(xiàng)進(jìn)行列出，可以通過報(bào)告中的ID號(hào)來對(duì)碰撞構(gòu)件進(jìn)行查看，同時(shí)對(duì)其修改。同時(shí)，在Revit MEP能夠與Navisworks配合，其能夠生成具體的碰撞報(bào)告，在報(bào)告中，可以將每個(gè)碰撞點(diǎn)的IP地址以及相應(yīng)的軸線號(hào)給出，從而能夠?qū)⑴鲎策M(jìn)行發(fā)現(xiàn)和解決；此外，Navisworks還有可視化界面，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)成果清晰地在三維空間中體現(xiàn)出來，可以將每一處細(xì)節(jié)清楚的顯示出來，從而將設(shè)計(jì)成果直觀地體現(xiàn)出來[3]。

2.2.4 協(xié)同設(shè)計(jì)

對(duì)于協(xié)同來說，主要有兩個(gè)方面：①電氣專業(yè)內(nèi)部協(xié)同；②專業(yè)間協(xié)同合作。

（1）對(duì)于電氣專業(yè)內(nèi)部協(xié)同，一般來說，電氣設(shè)計(jì)都有強(qiáng)電、弱電。規(guī)模大一些的項(xiàng)目，大多都是由多位電氣設(shè)計(jì)人員在一起共同來完成的，每個(gè)設(shè)計(jì)人員都對(duì)其中的一部分進(jìn)行負(fù)責(zé)。用以往CAD繪制時(shí)，因?yàn)闇贤ú环奖?，就?huì)使產(chǎn)品選不一致的情況發(fā)生。但是利用Revit MEP后，就可以將這樣的問題大大的減少，由于Revit MEP使用的是中心文件模式，設(shè)計(jì)人員可以在本專業(yè)權(quán)限里，對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行讀取，同時(shí)將自己修改的信息進(jìn)行上傳，使電氣專業(yè)內(nèi)部實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)整改得以實(shí)現(xiàn)，從而使工作效率大大提升。

（2）對(duì)于專業(yè)間的協(xié)同合作，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員在項(xiàng)目實(shí)施前，都是各自負(fù)責(zé)不同的內(nèi)容的，相互之間的交流溝通不多。土建專業(yè)將模板完成后，通過條件形式向各專業(yè)進(jìn)行提供，不同專業(yè)結(jié)合到手資料將意見進(jìn)行反提。整個(gè)過程中，就會(huì)產(chǎn)生專業(yè)間管線碰撞、凈高空間不足等情況。而調(diào)整后，還會(huì)由于標(biāo)識(shí)不清晰，使得相互之間存在碰、漏，使得時(shí)間、資源產(chǎn)生浪費(fèi)。通過利用Revit MEP，能夠在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其它專業(yè)的模型進(jìn)行鏈接，進(jìn)行碰撞檢查，同時(shí)實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)。將復(fù)制/監(jiān)視功能開啟，倘若建筑專業(yè)的標(biāo)高出現(xiàn)變化，會(huì)使給排水等發(fā)生變化，模型會(huì)將警告自動(dòng)給出，從而使設(shè)計(jì)的同步性得以保證。

2.3 電氣族庫(kù)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

BIM電氣設(shè)計(jì)過程中，在設(shè)計(jì)電氣族庫(kù)時(shí)，在對(duì)每一個(gè)電氣族對(duì)其對(duì)應(yīng)的屬性進(jìn)行確定時(shí)，就一定要從兩個(gè)方面入手：①要嚴(yán)格結(jié)合電氣專業(yè)相應(yīng)的工作流程；②一定要與上、下游實(shí)際需求數(shù)據(jù)相結(jié)合。同時(shí)，在創(chuàng)建電氣族庫(kù)過程中，必須制定好族庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合通用尺寸和象形，來將三維模型的外觀進(jìn)行編制，針對(duì)二維模型的外觀編制時(shí)，要對(duì)建筑電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)合，來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.4 電氣平面設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

人們總是利用Revit軟件來設(shè)計(jì)建筑工程電氣中的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等，在對(duì)電氣族庫(kù)進(jìn)行建立的基礎(chǔ)上，把相關(guān)的設(shè)計(jì)都納入到Revit內(nèi)，從而利用這一軟件來使電氣平面設(shè)計(jì)得以完成，這主要是因?yàn)檫@一軟件，現(xiàn)階段并不能算得上是專業(yè)的電氣繪圖軟件，因此，在布置電氣設(shè)備過程中，還可能會(huì)出現(xiàn)其它問題。所以，倘若利用這一軟件來定位電氣設(shè)備，就要通過這一軟件的繪圖布置，必須有專業(yè)人員來手動(dòng)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，在沒有問題后，再連接電氣線路。

3 BIM電氣設(shè)計(jì)發(fā)展展望

今后設(shè)計(jì)工具的發(fā)展方向就是Revit MEP，電氣設(shè)計(jì)人員能夠通過參數(shù)化建模，來實(shí)現(xiàn)可視化的三維圖形設(shè)計(jì)，從中可以看出，設(shè)計(jì)工具還是有很多特別實(shí)用的科學(xué)理念的。但是從現(xiàn)階段這一軟件的技術(shù)來看，其技術(shù)還不是特別的成熟，從現(xiàn)階段技術(shù)手段來看，還只是在某些大型設(shè)備的建模和管線綜合碰撞中進(jìn)行使用，比如橋梁等，因此，想要使末端的細(xì)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)是不容易的，同時(shí)其效率還有待提升，特別是建筑工程的工程量大、任務(wù)重、工序復(fù)雜，因此，從現(xiàn)階段的技術(shù)手段來看適應(yīng)性不足。此外，從現(xiàn)階段這一軟件技術(shù)來看，在對(duì)電氣專業(yè)施工圖進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其還不是完美的設(shè)計(jì)工具，往往需要一定程度上結(jié)合CAD技術(shù)才能完成，這也是是現(xiàn)階段緊急解決的技術(shù)問題之一。

從現(xiàn)階段這一軟件的使用來看，其關(guān)鍵的問題，一是族庫(kù)不夠全，能夠使用的輔助工具也不多，此外，其專業(yè)間的配合兼容性還不夠完善，產(chǎn)生這些問題的原因，就是因?yàn)楝F(xiàn)階段這一軟件上能夠使用的輔助軟件不多，同時(shí)其功能還不夠完善，因此，對(duì)于研發(fā)人員來說，要加大對(duì)其的研發(fā)力度。同時(shí)，我們相信，由于我國(guó)科技的不斷進(jìn)步，這一軟件會(huì)越來越成熟和完善，同時(shí)在很短的時(shí)間內(nèi)，會(huì)有很多的輔助軟件供使用，其能夠在建筑工程中得到不斷的深入。因此，結(jié)合現(xiàn)階段的現(xiàn)實(shí)情況，電氣專業(yè)必須要對(duì)其關(guān)鍵內(nèi)容使用BIM技術(shù)，比如在變電所、消防中心等方面進(jìn)行分析，再向更廣闊的方向發(fā)展，相信由于這一軟件技術(shù)的深入，建筑電氣專業(yè)的所有內(nèi)容BIM化實(shí)現(xiàn)的日子不會(huì)很遠(yuǎn)。

4 結(jié)語

總而言之，在電氣設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的，同時(shí)其作用也是非常明顯的，然而由于當(dāng)前技術(shù)還沒有得到深入，相信這一技術(shù)的不斷發(fā)展，其在建筑工程電氣設(shè)計(jì)中的未來一定是非常美好的。