《BIM技术在建筑电气设计中的应用和展望 》

发表时间:2020/8/28   来源:《城镇建设》2020年第13期   作者:卢乾 1 俞恒超 2
[导读] 针对以往建筑电气设计中常出现的专业冲突问题,
        摘要:针对以往建筑电气设计中常出现的专业冲突问题,提出一种以三维建模为核心的建筑电气设计解决方案,即采取BIM技术,对此本文着重探讨BIM技术优势及其实际应用,并提出未来发展方向,旨在为进一步提高建筑设计水平提供参考。
        关键词:BIM技术;建筑电气设计;技术应用;展望
        引言:BIM技术的出现和应用为建筑设计打开了全新的局面,尤其是在电气设计方面,BIM技术的融入彻底解决了以往设计中出现的专业冲突问题,很好的保障了设计质量,加快设计效率,对促进建筑行业发展有积极作用。
一、BIM技术概述
        BIM技术是新颖的建筑工程设计、施工与管理方式,它将三维数字技术作为前提,将项目的前期规划、设计、施工及运行等不同阶段的信息,全部体现在相应的3D模型内,以此使建筑在全寿命周期内任意阶段的实际作业人员在利用这一模型时,都可以拥有所有数据,并为设计工程师提供可靠的依据,确保决策正确性及效率。BIM技术的出现和应用能使不同专业都基于相同的模型开展作工作,真正实现了三维集成与协同设计[1]。在BIM技术飞速发展的局势下,BIM技术在建筑工程的电气设计中将有着更大的应用空间。比如将本地化规范置入软件,实现对设计成果的自动化校审,大幅提升审查效率;借助BIM模型,可完成对任意系统的监管,起到提高建筑整体智能化水平的作用。
二、建筑电气设计中BIM技术应用
        当前建筑电气设计专业的BIM技术实际应用主要包括配电、照明、消防与弱电方面的设计。其中,对于配电设计而言,电业专业可借助BIM技术所具备的协同性能,对现有动力条件进行搜集,再借助检查等功能实现对动力回路完善性的判断。如果动力条件发生变化,则配电系统会作出相应的调整,这可以避免以往二次设计过程中错、漏动力条件等问题,在形成的系统当中,软件能实现自动调整负荷,极大的增强了供电质量。对于照明设计而言,相关设计人员可严格按照规范事先设定不同功能房间对应的照度值,在对灯具进行布置的过程中动态查看设计能否满足规范的要求,从而提高设计效率,保障设计质量;对于消防设计而言,可借助BIM专业软件提供的检查功能,对探测器保护进行检查,判断其能否满足规范提出的要求,而且这软件还能对消防系统的联动条件进行搜集,使得消防设计更为全面和可靠;而对于弱电设计而言,可采取三维模型进行弱电分析,并针对碰撞点作出相应的调整,以此为现场施工提供便利,这是传统二维设计所不具备的[2]。
三、基于BIM技术的建筑电气设计优势
3.1设计流程方面
3.1.1传统设计流程
        建筑传统电气设计主要将二维图样作为核心。电气设计准备工作是将建筑设计提资与任务书作为基础进行的,并对不同专业提出的设计方案实施复核与确认,形成技术参数与要求,然后再开展将二维图样为核心的电气设计。在这一过程中,要求电气专业和其他所有专业进行相互提资。待设计完成之后进行审批与交付。
通过上述分析可知,传统的建筑电气设计存在以下不足:
        (1)二维图样之间缺乏可靠的数据关联,无法确保数据准确性与一致性,容易造成图样表述不一致等问题。
        (2)二维图样无法在电气专业中和不同专业之间构建数据关联,容易造成不同专业之间的冲突问题。
3.1.2基于BIM技术的设计流程
        在采用BIM技术后,建筑电气设计流程与数据传递都出现显著变化,设计质量也因此大幅提升。相比传统设计流程,主要变化体现为以下几方面:
        (1)电气专业和其他专业的协同工作将贯穿整个电气设计流程。在设计时,可实现动态协调目标,很好的避免了设计冲突。
        (2)增设二维视图的生成与调整环节。在形成设计模型以后,以往的制图环节将转变成二维视图生成环节[3]。但由于二维视图和当前设计深度要求不匹配,所以要对二维视图实施调整。
根据以上分析,在设计流程方面,BIM技术应用主要具备以下优势:
        (1)设计方式直观有效,可促进不同专业之间的协同作业,具备数据关联特性,可大幅提升设计质量。


        (2)由于增设了二维视图的生成与调整环节,尽管实际工作量增加,但可减少不必要的专业协调,同时也降低了设计变更所造成的影响,在提高单位时间内的设计效率上作用显著。
        (3)可为设计的优化提供多种技术措施。
3.2专业协同方面
        在二维图样的电气设计时代,专业协调费时费力,如果做不好专业协调将引起施工多次变更。而全新的BIM电气设计模式,可使专业协调贯穿整个设计过程,所有专业都围绕一个建筑信息模型,不同专业之间的冲突可在模型中直观显现,设计人员可在模型中随时查看实际存在的问题,并作出调整和处理。
设计时由于每个专业都需通过建筑信息模型,可随时随地掌握建筑空间布局,在确定各类电气设备具体位置的过程中,可立即发现并处理专业冲突,也可对模型当中的结构信息进行读取,极大的减少了沟通时间和产生冲突的可能。
四、BIM技术应用展望
        无论手绘图还是CAD时代,对其它专业用电信息获取是人为的提取图面信息、解码图面信息,而规范和算法更像是一套程序规则,信息的深加工是在人脑中完成的,信息处理结果由工程师转化为图面表达。在传统设计时期,图面信息是抽象的、缺失的、信息传输时需要人为去脑补,而BIM的空间环境以及构件信息可加载的特点,让计算机获取信息具备可能性,如果赋予计算机信息关联规则,依靠计算机的运算速度和可靠性,承担一部分可量化、逻辑清晰的电气设计工作量,让基于BIM的自动化设计也成为一种可能,从而提高生产效率,节省了劳动力。
        虽然与传统的建筑电气设计相比,BIM技术应用无论在设计流程还是专业协同上都具有显著优势,但其在专业协同中还需充分考虑一些问题,这也是BIM技术的未来优化方向。
        (1)在输入信息模型数据以前,需对模型结构与组成进行分析,确认其正确性与一致性,若模型存在结构错误,将无法使用这一模型包含的所有数据信息。
        (2)需对文件的命名规则及建模规则进行统一。在输入信息模型数据时,需合理分组各个电气元素,而参数对应的参数规则也要满足标准的分类编码,确保元素间关联性的同时保障准确性,以提升模型数据实际重用率。
        (3)为确保数据完整性、通用性、关联性与一致性,电气专业可对其他专业提资进行利用。不同信息模型数据对象在不同的阶段中划分有所差别,对此可编制计划对不同阶段的数据输入内容进行规定。
        (4)信息模型输出数据可提供给建筑不同阶段与用途使用。为确保输出数据正确性与完整性,数据需维持原有格式,以此避免由于频繁的数据转换所造成的损失。在生成数据的过程中,要使用IFC软件严格按照其规则对数据进行保存。对于建筑信息模型数据而言,IFC是唯一的国际标准,可作为建筑信息模型的基本标准进行使用,所有的软件都要使用这一标准进行数据转化[4]。
        (5)在对信息模型进行输出以前,需在相应的建模工具中实施仔细的检查。由于设计、交付及用途等都存在一定差别,所以不同的模型需要规定适宜的输出数据格式,同时还要确保数据正确性。
结语:
        建筑领域中随着BIM技术及其软件的不断渗透,在电气设计中全面应用BIM技术已是大势所趋。BIM技术具有能使设计更为精细和清晰的特点,而且还具备增强不同专业协同的能力,通过对该技术的合理应用,能大幅减少专业冲突,保障设计质量。然而,它也存在相关软件还未形成统一标准等问题,而且族库内容还有待于进一步完善,需要工作者根据实际情况进行更新。由此可见,为使BIM技术更好的服务于建筑设计,还需作出一定的努力。
参考文献:
[1]扈超,刘庚凡,孟士婕.BIM技术在建筑电气设计中的应用[J].智能建筑电气技术,2015,10(01):49~52.
[2]于红亮,王楠.BIM技术在建筑电气设计中的应用研究[J].电气应用,2015,11(14):30~35.
[3]李农,刘玄烨.BIM技术在建筑照明设计中的应用展望[J].照明工程学报,2013,10(05):12~15+63.
[4]谭健,赵妍妍,安荣荣.BIM技术在某四星级酒店建筑电气设计中的应用[J].智能建筑电气技术,2016,12(01):51~55.
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