基于BIM 的地鐵動(dòng)力照明設(shè)計(jì)

陳曉旭

中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 天津 300133

地鐵運(yùn)行速度比較快，運(yùn)載總量也相對(duì)較大，并且在運(yùn)行中對(duì)環(huán)境的影響和能源的消耗都比較少。所以，地鐵在許多城市都得到了建設(shè)發(fā)展。動(dòng)力照明系統(tǒng)在地鐵建設(shè)中占據(jù)非常重要的地位，也是一項(xiàng)重點(diǎn)工程。它直接關(guān)系到地鐵是否能夠安全運(yùn)行，對(duì)乘客生命和財(cái)產(chǎn)的保護(hù)有著重要作用。為此，本文基于BIM 的地鐵動(dòng)力照明設(shè)計(jì)展開(kāi)研究。

1 動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 電壓降控制指標(biāo)原則

設(shè)計(jì)單位應(yīng)按照電壓降控制指標(biāo)與原則進(jìn)行地鐵車(chē)站動(dòng)力照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在電機(jī)開(kāi)啟之前，首先要確保能夠達(dá)到器械標(biāo)準(zhǔn)，端子電壓會(huì)在打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生小幅度的變化，但是這種電壓變動(dòng)并不會(huì)對(duì)其他設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成影響。通常在對(duì)動(dòng)力照明系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合配電母線電壓數(shù)值，如果交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常的話，母線電壓的數(shù)值要比額定電壓大85%，在啟動(dòng)時(shí)則要超過(guò)90%。

1.2 以放射式作為動(dòng)力設(shè)備的主要供電方式

在動(dòng)力照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要以放射式供電為主。需要設(shè)計(jì)人員在低壓配電過(guò)程中，要保證照明系統(tǒng)的電氣設(shè)備低壓配電低于3級(jí)。除此之外，在配電過(guò)程中，如果需要將電力和照明負(fù)荷配電與低壓配電區(qū)別出來(lái)，就需要將這兩種配電進(jìn)行獨(dú)立配電。對(duì)于地鐵動(dòng)力照明系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要確保消防配電系統(tǒng)為一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，可以運(yùn)用PC 雙電源切換裝置，實(shí)現(xiàn)消防配電與其他系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。

2 動(dòng)力照明配電要求

2.1 照明配電

通常地鐵照明設(shè)計(jì)中會(huì)運(yùn)用到放射式、樹(shù)干式這兩種配電方式。在配電過(guò)程中，主要將樹(shù)干式作為主要配電方式，一般會(huì)在地鐵站廳和站臺(tái)分別設(shè)立照明配電與應(yīng)急電源室，站廳和站臺(tái)配電室照明配電范圍主要通過(guò)地鐵站中心線進(jìn)行劃分，并且會(huì)要求每個(gè)配電室都要放置兩個(gè)配電總箱，這兩個(gè)配電總箱還會(huì)受到不同變電所的控制，主要供應(yīng)站廳和配電室中間公共區(qū)域、節(jié)電照明的照明需求，地鐵站內(nèi)的配電箱均具備50% 負(fù)荷，要想確保應(yīng)急照明正常運(yùn)轉(zhuǎn)還要選擇EPS 電源進(jìn)行集中供電。公共區(qū)域照明由站廳和站臺(tái)配電室負(fù)責(zé)，對(duì)于地鐵站的工作照明配電箱需要從地鐵站變電所中引出兩條母線進(jìn)行配電，工作照明配電箱要與站臺(tái)照明配電箱放置在同一配電室。工作照明一般會(huì)由BAS 進(jìn)行控制，如果發(fā)生事故則會(huì)由FAS 進(jìn)行控制。地鐵設(shè)備管理房的照明使用開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，其應(yīng)急照明運(yùn)用雙控開(kāi)關(guān)，如果發(fā)生火災(zāi)會(huì)通過(guò)FAS 觸發(fā)點(diǎn)亮。

2.2 動(dòng)力配電方面的要求

通常地鐵動(dòng)力配電過(guò)程中，都是將放射式與樹(shù)干式配電交叉使用，然而在實(shí)際配電過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員同城會(huì)采用放射式配電方式。運(yùn)用放射式對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行配電時(shí)要滿足以下要求：第一，配電所要負(fù)責(zé)非控制環(huán)境設(shè)備的配電；第二，針對(duì)地鐵站內(nèi)用電量比較大的區(qū)域，要設(shè)立專(zhuān)門(mén)的照明配電室，以便對(duì)用電集中區(qū)域進(jìn)行有效控制，針對(duì)一級(jí)、二級(jí)這種用電負(fù)荷非常大的設(shè)備，在設(shè)置配電箱時(shí)要采用雙電源裝置，以確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；第三，在站內(nèi)公共區(qū)域要合理安裝插座，為站內(nèi)維修、清掃等設(shè)備提供電源，插座的設(shè)置要具有合理性，結(jié)合站內(nèi)具體情況設(shè)置插座數(shù)量。由于地鐵站內(nèi)人流量大、環(huán)境也比較復(fù)雜，所以做好插座防觸電、防漏電保護(hù)裝置是非常有必要的，避免安全事故的發(fā)生。如果兩個(gè)相鄰的地鐵站共用一個(gè)變電源，在設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中要運(yùn)用直接啟動(dòng)的形式，針對(duì)這種情況還要對(duì)一級(jí)電負(fù)荷設(shè)備設(shè)立專(zhuān)門(mén)的檢修電源箱，確保大負(fù)荷設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果無(wú)法運(yùn)用直接啟動(dòng)的設(shè)備要定期對(duì)其電源箱進(jìn)行檢護(hù)和維修，做好設(shè)備漏電和觸電保護(hù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理，避免發(fā)生安全問(wèn)題。

2.3 供電要求

針對(duì)動(dòng)力照明中用電量較大設(shè)備的供電選擇是，一定要選用雙電源和雙回線路形式，這樣才能保障供電安全。正常運(yùn)行時(shí)，自變電所兩段0.4kv 母線要分別引致動(dòng)力電源設(shè)備的配電箱，并且引出的線路要在末端進(jìn)行自動(dòng)切換。針對(duì)用電負(fù)荷為一級(jí)的設(shè)備，應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁其他負(fù)荷接入。用電負(fù)荷達(dá)到二級(jí)的設(shè)備要運(yùn)用雙電源單回線進(jìn)行供電，正常運(yùn)行時(shí)，從變電所某段0.4kV 母線會(huì)通過(guò)單回線將電源輸送到設(shè)備末端配電箱，如果其中一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障而停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，降壓變電所的0.4kV 母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘，產(chǎn)生故障的變壓器所負(fù)責(zé)供電的設(shè)備會(huì)轉(zhuǎn)至另外一臺(tái)變壓器。用電負(fù)荷為三級(jí)的設(shè)備可以減少一個(gè)電源，通過(guò)單電源單回線的供電形式，如果變壓器出現(xiàn)故障無(wú)法正常運(yùn)行后，就會(huì)自動(dòng)將設(shè)備共電網(wǎng)中剔除。

3 BIM 的地鐵動(dòng)力照明設(shè)計(jì)

3.1 工程概況

本次主要針對(duì)天津軌道交通6 號(hào)線某一車(chē)站的BIM 的地鐵動(dòng)力照明設(shè)計(jì)展開(kāi)研究，本次研究的車(chē)站空間區(qū)域比較大，車(chē)站共分為公共區(qū)和設(shè)備區(qū)兩大區(qū)域，車(chē)站的總面積達(dá)到8986 平方米。結(jié)合車(chē)站設(shè)計(jì)要求需要運(yùn)用到Autodesk 公司Revit 作為車(chē)站建模軟件，對(duì)車(chē)站內(nèi)部功能區(qū)分布、通風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、動(dòng)力照明運(yùn)用BIM 工具進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2 協(xié)同設(shè)計(jì)

通過(guò)比較以往的二維設(shè)計(jì)方法，在使用BIM 技術(shù)時(shí)，從事該產(chǎn)業(yè)的工作人員可以采取中心文件與文件鏈接兩種方式，達(dá)到Revit 軟件協(xié)同設(shè)計(jì)的目的，這種設(shè)計(jì)方法既可以有效提高地鐵項(xiàng)目施工的準(zhǔn)確度，防止在施工過(guò)程中出現(xiàn)安全問(wèn)題，同時(shí)又可以采取工作集與中心文件系統(tǒng)整合的方法，還可以把中心文件儲(chǔ)存在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，減少了后期各種工作進(jìn)行的時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)多種專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)目標(biāo)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。

3.3 電氣配置

當(dāng)前，在目前城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程快速發(fā)展的形勢(shì)下，伴隨著科技的轉(zhuǎn)型與升級(jí)，在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用和普及，在這種發(fā)展背景下，既為人們平時(shí)的生產(chǎn)與生活帶來(lái)極大便利，同時(shí)又逐步優(yōu)化了各種軟件功能，為有關(guān)產(chǎn)業(yè)各種工作的順利進(jìn)行提供良好的條件，其中在建筑信息模型構(gòu)建時(shí)，使用的Revit 軟件，在2015 年就已經(jīng)擁有MEP 功能，產(chǎn)業(yè)有關(guān)工人能夠借助 “MEP 配置”，適當(dāng)修改電氣參數(shù)，最后保證電氣參數(shù)與我國(guó)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)值相符，另外，在設(shè)置電氣時(shí)，Revit 還可以按照整體設(shè)計(jì)文件要求和電纜尺寸配電系統(tǒng)、橋架尺寸等配電參數(shù)，形成配電回路信息。

3.4 項(xiàng)目參數(shù)

在設(shè)計(jì)項(xiàng)目參數(shù)過(guò)程中，為了從根源上使參數(shù)值設(shè)計(jì)的科學(xué)性、有效性及合理性得到保障，設(shè)計(jì)人員既需要從根源上確定工程的具體施工要求，同時(shí)又需要適當(dāng)增加電纜敷設(shè)方式、穿管類(lèi)型、電纜編號(hào)等信息，另外在新建項(xiàng)目參數(shù)時(shí)，為了形成詳細(xì)的設(shè)備明細(xì)表、配電盤(pán)明細(xì)表，有關(guān)設(shè)計(jì)人員需要明確要求參數(shù)的設(shè)計(jì)類(lèi)型。

3.5 電氣族的構(gòu)建

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電氣族中的 “族” 實(shí)際上是指Revit 軟件當(dāng)中一個(gè)含有通用屬性集與有關(guān)圖形展示的圖元組，在設(shè)計(jì)動(dòng)力照明過(guò)程中，構(gòu)建電氣族既可以為配電系統(tǒng)的構(gòu)成提供有利條件，另外在全面發(fā)揮BIM 技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)中起到了至關(guān)重要的作用，更加重要的是利用電氣連接件設(shè)計(jì)電氣族的符合特征為今后做好各種工作的基礎(chǔ)條件。

3.6 車(chē)站配電系統(tǒng)的構(gòu)建

地鐵配電系統(tǒng)中包含動(dòng)力配電與照明配電兩種不可缺少的元素，為了可以從本質(zhì)上提升工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性、有效性及合理性，需要在地鐵站站廳層分別設(shè)立環(huán)控電控室，并且在站臺(tái)每層還要設(shè)立一個(gè)照明配電室，并統(tǒng)一在右端配備一個(gè)0.4kV 的降壓變電所。運(yùn)用Revit 軟件將電負(fù)荷設(shè)備和配電設(shè)備連接起來(lái)，使配電系統(tǒng)形成回路，進(jìn)而完成配電系統(tǒng)的構(gòu)建。

3.7 綜合管線碰撞

綜合管線的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)通風(fēng)設(shè)備、水電設(shè)備、通信等設(shè)備的設(shè)計(jì)，利用BIN 對(duì)地鐵綜合管線進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使各個(gè)設(shè)備管線得到合理分布，避免產(chǎn)生交錯(cuò)碰撞情況，有利于各個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還可以提升施工進(jìn)度。在設(shè)計(jì)當(dāng)中利用中心文件對(duì)綜合管線設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助，并在設(shè)計(jì)中探究發(fā)生管線碰撞的原因，通過(guò)對(duì)各個(gè)線路分布的協(xié)調(diào)避免綜合管線出現(xiàn)交錯(cuò)碰撞的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本文進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論：①在ProjectWiSe 建立的Revit 中心文件，達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)的目的；借助工作集功能，完成權(quán)限操作。②借助 “項(xiàng)目參數(shù)” 與 “MEP 設(shè)置” 功能合理設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)的參數(shù)。③使用電氣族設(shè)置完善的配電系統(tǒng)，構(gòu)建接地系統(tǒng)三維模型。④Revit 能夠做好專(zhuān)業(yè)間的管線碰撞測(cè)試工作，提升設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，使工程的安全性得到進(jìn)一步提升。5. 目前，Revit 還有很多問(wèn)題，需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。