基于BIM技術(shù)的建筑電氣設(shè)備族庫擴(kuò)展研究

魏立明 董天昊 劉 言

（1：吉林建筑大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)學(xué)院，吉林 長春 130118；2：河北拓?fù)浣ㄖO(shè)計(jì)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

BIM是通過三維數(shù)字技術(shù)，對建筑工程中的項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與空間特性進(jìn)行三維立體表達(dá)[1-2]。該技術(shù)在建筑施工設(shè)計(jì)的各個專業(yè)都得到了廣泛運(yùn)用，完成了電氣設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的尺規(guī)作圖到CAD二維平面制圖。直至今天BIM三維建模的兩次重大革命，為工程設(shè)計(jì)工作中結(jié)構(gòu)、電氣等專業(yè)間進(jìn)行碰撞調(diào)整提供了極大的便利，讓各個專業(yè)工作在同一個模型之中，使工作效率和質(zhì)量都得到了明顯提高。盡管BIM技術(shù)推動了建筑行業(yè)的發(fā)展，但是必須認(rèn)識到的問題是電氣專業(yè)二次開發(fā)較為困難[3]，BIM技術(shù)在電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與其他專業(yè)相比略顯局限，并且軟件中本身所含的有限數(shù)量的電氣設(shè)備族，成為今天設(shè)計(jì)工作中的一大障礙，本文對此進(jìn)行深入地分析。

1 案例分析

1.1 工程概況簡介

本工程為北方某辦公樓，其地上4層，地下1層，建筑面積為4 745.6 m2，總體高度為15.6 m，為二類多層辦公建筑，其電氣設(shè)備包含排煙風(fēng)機(jī)、排污泵、消防電梯、照明設(shè)備等。

1.2 BIM技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

1） 根據(jù)BIM當(dāng)前的應(yīng)用情況，應(yīng)先完成設(shè)計(jì)準(zhǔn)備，在形成電氣族庫后進(jìn)行電氣平面設(shè)計(jì)、生成二維視圖并進(jìn)行調(diào)整后開始綜合碰撞檢查。具體操作流程如圖1所示。

2） BIM在施工階段的操作可分為如下過程：初步深入強(qiáng)化設(shè)計(jì)建立模型→二次深入強(qiáng)化出管件加工→現(xiàn)場加工制作相應(yīng)管件→完善加工產(chǎn)品→現(xiàn)場調(diào)試→系統(tǒng)測試。

2 電氣設(shè)備族的建立

BIM軟件中，照明設(shè)備、變配電箱（柜）、用電負(fù)載等設(shè)備是電氣設(shè)備族庫的主要內(nèi)容。其創(chuàng)建過程具體為：形成電氣族庫的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，把通常采用的尺寸與象形作為三維模型外部樣式編制的設(shè)置依據(jù)，每一個電氣族的具體屬性都應(yīng)該按照電氣專業(yè)實(shí)際工作流程及相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)際需要來確定[4-6]。每個族參數(shù)對應(yīng)相應(yīng)的族類別，常規(guī)模型族是一個不帶有特定族特性的普通族，只具有形體的特征。族參數(shù)、特殊參數(shù)、共享參數(shù)、參數(shù)數(shù)據(jù)是族的參數(shù)的主要內(nèi)容[7-10]。參數(shù)數(shù)據(jù)包括名稱、規(guī)程、參數(shù)類型及參數(shù)分組方式。三維模型的創(chuàng)建主要通過拉伸、融合、旋轉(zhuǎn)、放樣等操作實(shí)現(xiàn)。

以電纜橋架族為例進(jìn)行族文件確立說明：電纜橋架主要包括支架、安裝附件和托臂等部分，其結(jié)構(gòu)主要為梯架式、槽式等。當(dāng)前主要有梯形和槽型兩種形狀的電纜橋架，各有其應(yīng)用范圍，若想提高繪制圖紙的準(zhǔn)確性則需要在Revit制圖中做到快速區(qū)分。具體建族方法操作流程如下。

1）使用過濾器，為每一種橋架系統(tǒng)添加各自的過濾器，并且在可見性圖形替換中加上不同的顏色。

2）在視圖選項(xiàng)卡中單擊過濾器選項(xiàng)，選擇新建，輸入一個用于強(qiáng)電電力橋架的名稱。

3）在新彈出來的過濾器對話框中將過濾器使用對象的類別設(shè)置為電纜橋架和電纜橋架的配件，將過濾條件設(shè)置為設(shè)備類型等于電力。

4）在Revit中電纜橋架沒有對應(yīng)的系統(tǒng)，但可以通過設(shè)備類型參數(shù)用以區(qū)分電纜橋架的用途，繪制電纜橋架的過程中選擇正確的設(shè)備類型。

5）打開強(qiáng)電平面圖—打開可見性/圖形替換對話框—單擊過濾器—單價添加命令—添加之前創(chuàng)建的2個過濾器。

6）分別給強(qiáng)電和弱電添加顏色—投影/表面—填充圖案—選擇顏色。

7）經(jīng)過處理后繪制電纜橋架可以很清晰的區(qū)分電纜橋架的類型。2根有高度差的電纜橋架相交，重疊部分顯示不是同一高度的電纜橋架相交時，調(diào)節(jié)規(guī)程為機(jī)械，視覺樣式選擇隱藏線。

8）打開系統(tǒng)選項(xiàng)卡—電氣—選擇電氣設(shè)置—更改樣式MEP隱藏。

同時本文進(jìn)行了梯級式電纜橋架彎通族的創(chuàng)建，通過制定相關(guān)參數(shù)并設(shè)定創(chuàng)建橋架外形，參數(shù)設(shè)置與參照平面圖見圖2，具體操作如下。

1）選擇公制輪廓族樣板，設(shè)置橋架的寬度、厚度、高度等系列參數(shù)，以及參照平面的繪制。

2）創(chuàng)建主體族幾何圖形，參照所設(shè)參數(shù)繪制主體族外形，綁定所創(chuàng)建輪廓族的參數(shù)。鏈接主題族連接件，并載入到項(xiàng)目中檢測，保存?zhèn)溆?。檢測效果見圖3。

3 碰撞檢測分析

以北方某辦公樓為例，大量管道布置在建筑內(nèi)，傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)計(jì)時，由不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員分別設(shè)計(jì)，每個建筑圖紙和文件都是“信息孤島”，各專業(yè)之間無法進(jìn)行及時的溝通交流，極易造成管線碰撞，造成人力物力不必要的浪費(fèi)，BIM可以通過模擬進(jìn)行檢測管道之間是否存在碰撞，有利于設(shè)計(jì)過程中及時調(diào)整。該圖紙以地下1層火災(zāi)自動報(bào)警平面圖（見圖4）為基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑給排水、建筑暖通、建筑電氣三者之間的碰撞檢測，從圖5中可以看出地下1層的消防管線和噴淋管發(fā)生碰撞（圖5中A處標(biāo)注為消防管線，B處所標(biāo)注的粉色部分為噴淋管，二者相交部分即為碰撞部分），碰撞的結(jié)果可以為建筑電氣施工方提供有效的施工依據(jù)。

4 結(jié)語

本文著重闡述了基于BIM的建筑電氣設(shè)備族的創(chuàng)建過程及應(yīng)用。以北方某辦公樓地下1層火災(zāi)自動報(bào)警平面圖及其與相關(guān)專業(yè)的碰撞平面圖為例，通過創(chuàng)建消防管線及電纜橋架等電氣設(shè)備族，建立其主體族群，與相關(guān)專業(yè)進(jìn)行碰撞，其碰撞結(jié)果表明地下1層的消防系統(tǒng)的FC線（信號二總線）與噴淋管發(fā)生碰撞，在平面設(shè)計(jì)中只能單獨(dú)標(biāo)注區(qū)分標(biāo)高，這樣使得整體壓低頂板高度，而通過這種方法可以清晰地看到各個角度的狀況，通過橫向避讓、豎向旋轉(zhuǎn)，可以有效節(jié)省空間避免浪費(fèi)，同時也在施工圖設(shè)計(jì)期解決大部分碰撞，極大地便利了建筑電氣設(shè)計(jì)工作，也為施工方提供參考和借鑒。