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摘要:BIM 技术即建筑信息模型,自21世纪初被引入工程建设领域后,开始得到迅速推广,并在工程建设的各环节中发挥着重要作用。在建筑电气设计方面,BIM技术也得到应用,但其应用仍处于初级阶段。对此,本文对建筑电气设计中 BIM 技术的应用现状加以梳理,然后据此对其未来发现趋势做出展望,为建筑电气设计发展提供指引。
关键词:建筑电气设计;BIM技术;工程建设;建筑信息模型
1 BIM 技术与建筑电气设计
BIM技术是一种通过整合建筑工程各种信息而建立起建筑信息模型,然后在该虚拟建筑工程三维模型的基础上运用数字化技术为该模型构建出一个完整的、与现实情况相一致的工程信息数据库。该数据库囊括了工程建设设计、施工以及运行全过程的数据信息,实现了对建筑工程信息的高度集成化。在设计方面,BIM建筑信息模型可以视为一种表达设计人员构思成果的方式,其将以往由图纸表达的设计以一种三维模型方式呈现出来,在信息量上也较以往设计方式有了质的提升。目前,BIM技术在建筑电气设计方面集中于管综排布、协同设计、室内照明模拟等方面,尤其在管综排布方面,BIM弥补了传统设计上空间关系表达的真空。不仅如此,BIM技术使建筑电气设计实现了“三维+信息+n”的转变,使建筑电气设计更加具象、明确、直观,也为建筑电气建设施工中的协同配合提供了更有效的参考依据,有助于设计师成果的转化。可以说,BIM技术给建筑电气设计领域带来了一场深刻变革。
2 建筑电气设计中 BIM 技术的应用现状
2.1 建筑电气设计中 BIM 应用的现行基础
建筑电气设计中应用BIM技术的现行基础主要有应用标准以及应用软件。
在应用标准方面,目前建筑电气设计应用BIM技术主要也是参照《中国 BIM标准体系CBIMS框架》以及一些地方标准。而各个设计单位也针对其应用制定了一些导则,如《BIAD-BIM项目实施导则》、《BIAD-BIM项目应用指南》等。在国际范围内,BIM 技术应用中可参照标准主要有国标准NBIMS以及英国的AEC(UK)BIM标准。
在应用软件上,建筑电气设计中所用的BIM软件主要是Autodesk公司研发的Revit系列软件。在实际设计中,许多设计人员一般会同时使用Revit 与 CAD两个软件。此外,Autodesk公司研发的Naviswork三维模型浏览软件也会用于建筑电气设计中,其主要作用是实施碰撞检测、三维漫游以及制作三维动画。而在这些软件中,Revit软件通常被用作整合平台来开展协同设计。
2.2 BIM 技术在建筑电气设计中的具体应用
BIM建筑信息模型相较于传统设计技术具有诸多优势,如可视性、协调性以及模拟性。而现阶段BIM技术在建筑电气设计中的应用也主要集中在这三方面。
首先,在可视化应用方面,建筑电气设计主要运用BIM技术来实现设计信息与意图的可视化表达。在传统设计技术下,其设计信息都是以“二维+说明”的形式呈现,建筑电气建设各环节之间的信息交流也都是以这种设计方案展开,容易引起理解上的差异,为工程建设造成诸多困难。而BIM技术的可视化设计对电气方面的设备、箱柜、桥架、管井等进行了建模,其中各种电气系统的元器件也可以通过“挂清单”模式赋予电气模型信息,这为建筑电气设计中空间信息的表达以及获取何种构件信息都提供了便利,使得设计信息的作用扩大化。
其次,BIM 技术协调性的应用主要体现在对建筑工程各专业进行协调方面。这方面应用主要是由于电气工程本身十分复杂,牵涉分项内容众多。同时,电气设计还是一个容易受各种前置条件约束的后端专业,所以在设计时必须对建筑工程各专业构件之间的空间关系有一个全面把握。
在这一方面,BIM技术通过三维建模的构建可以将一个空间内的所有构件信息呈现出来,为建筑电气设计关联各专业,找出各专业间难以协调的问题并提升设计质量有积极作用。
最后,模拟性应用是BIM技术在建筑电气设计中的一个创新性应用。这同样依托于BIM技术模型构建特性。在具体电气设计中,设计人员可以利用BIM 技术展开各种场景模拟,如对各种灯具进行光照模拟等,为电气设计中各种设备、元器件、线路等的选择与优化提供更为直观的参考,从而使电气设计最终达到所见即所得。
2.3 BIM 技术应用于建筑电气设计中的难点
虽然BIM技术在建筑电气设计中已经得到应用并有了一定实践经验,但从整个国内大环境看,其应用还是存在一些难点。
首先,国内市场环境对BIM技术应用造成阻碍。尽管BIM技术拥有众多优点,但在国内建筑市场中由于其自身缺乏足够的实践检验,因此国内业主方对其的应用仍较少。有关信息建模所需要的许多前置条件缺少研究投入,业主也不愿为此投入过多精力与资金。目前,BIM技术在“可建性分析”、“净高分析”等方面还可以存活,但对于建筑电气设计这种系统设计要求较高领域,则只在“管综碰撞”的桥架排布中具有应用价值。
其次,行业内部对BIM技术应用的限制。这主要是因为建筑行业本身具有较高容错性,所以设计人员并不喜欢应用BIM技术来增加自身工作量。同时尽管BIM技术构建的模型作用更大,信息更全面,但也意味这设计人员有可能须有承担更多责任。因此行业内部缺乏应用 BIM 技术的动力。此外,业主方也不希望BIM技术来给自身增加更多约束,这就进一步阻碍了BIM技术在电气设计中应用的发展。
3 建筑电气设计中 BIM 技术应用的未来发展
BIM技术应用于建筑电气设计中给电气专业工作流程带来变化,如设计工作量前移增加了方案选择与优化等工作,管线综合设计中增加了碰撞检查工作内容,信息建模增加了信息库建设环节等。这些变化总体上而言都是有助于促进建筑电气设计朝着积极方向发展的。因此,随着国内社会对建筑电气工程要求的不断提升,BIM电气设计将是未来主要的解决路径。虽然其研发与实践投入较大,但未来仍会成为设计单位与业主方研究的重点。所以现阶段国家必须对BIM技术发展给予政策支持,以加快其应用的普及进程。
此外,电气专业具有高度数据化、较强逻辑关联性等特点,所以其设计是对信息的深加工。而BIM技术的特点决定了计算机信息获取可以被应用其中,再结合相关关联规则的建立以及计算机本身的强大运算能力,使得BIM自动化设计成为可能。因此,未来BIM电气设计也将朝着自动化设计方向发展。
4 结束语
BIM技术为工程建设发展注入了新的发展活力,在电气设计方面,BIM技术的优势十分明显,虽然其在实际电气设计应用中还存在一些阻碍,但这只是暂时的。从国内建筑行业的整体发展情况看,BIM技术在电气设计中的广泛应用是必然趋势。因此,相关领域必须认准趋势,积极投身到BIM技术的研究与实践中,才能不断提高我国BIM技术整体运用水平。
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