建筑电气 BIM 正向设计探索与思考

建筑电气 BIM 正向设计探索与思考

李喜寿

同圆设计集团股份有限公司 250101

摘要: BIM技术的协调性高、模拟性强、可视化能力好、适用范围广并且灵活方便，在工程实际、施工建造以及建设管理中均发挥重要作用。基于此，就BIM 正向设计在建设工程建筑电气专业角度出发做出具体探索与思考。

关键词: 建筑电气；BIM正向设计；Revit软件； 三维视图

一、 BIM 正向设计的难点

(1) 设计周期长。从 CAD 辅助设计环境到操作复杂的 Revit 建模环境，在设计进度紧张情况下费时费力又很难达到现阶段的出图效果。现阶段，主流模式依然是 CAD 出图，Revit 翻模解决碰撞，并非 BIM 正向设计。

(2) 难以满足施工图审查深度。现在国内建设工程设计文件审查大部分仍采用蓝图或者 PDF 电子文档，而非 Revit 模型。对于 BIM 正向设计，需要生成合理合规、符合深度且内容完整的 PDF 图纸(包括平面图、系统图和说明图例等)。对于建筑电气，Revit 注重 BIM 建立和应用，平面信息相较 CAD 之于图纸深度和规范标准的要求尚有不足。如 Revit 平面设备连线采用导线，不够灵活，无线型区分，且还存在“飞线”表达，无法满足现阶段设计文件审查深度要求;若自动生成平面设备连线，需要建立系统(电力系统、数据系统等)，工作量大，且生成系统图无法满足现阶段设计文件深度要求。所以，建议采用详图线完成设备之间的连线，而详图线存在线型少、遇设备时详图线不会自动打断等问题，使平面图的绘制工作量巨大。

(3) 解决三维碰撞问题。从设计管理角度出发，Revit 核心是可视化设计，在设计阶段需要解决碰撞和原本在后期深化或施工配合阶段才需要解决的问题，如火灾报警按钮与配电箱或者灯具开关的碰撞，在 CAD 辅助设计中由于处于不同系统平面图且不会相互参照，无法直观判断是否碰撞;火灾感烟探测器距风口、障碍物的距离在 CAD 辅助设计中仅以文字说明约束，无法直观判断是否满足规范要求;布置桥架时，准确的结构专业梁宽和梁高获取困难，仅考虑路径最优，在 CAD 辅助设计中无法直观判断桥架路由是否有碰撞，与其他专业管线或障碍物间距是否满足规范要求。以上问题集中在设计阶段，增加了设计阶段的工作量，对设计管理的要求和挑战更高。在目前项目设计进度普遍紧张的情况下，采用 BIM 正向设计举步维艰。

二、BIM 正向设计需要注意的问题

想要发挥 Revit 优势以完成 BIM 正向设计，在设计阶段电气设计人员需要注意如下问题：(1) 设备布置时打开三维视图。通过楼层平面和三维视图的配合调整，将设备放到正确位置，如灯具吸顶不悬空、开关贴墙不碰撞、配电箱柜高度合理等。此项工作为各专业进行碰撞的基础和前提，必须严格贯彻执行。(2) 在进行本专业设备布置时，打开所有专业的所有工作集，模型类别全选中且无过滤器限制内容显示，这样才能在楼层平面中看到与其他专业设备的碰撞，配合三维视图以解决碰撞。此项工作是较于 CAD 辅助设计最大的区别和优势。(3) 各专业均是采用中心模型文件和本地模型文件同步且链接中心模型的协同设计方式。基于建筑电气专业的特殊性，在进行电气灯具、火灾感烟探测器、墙面灯具开关和插座等布置时必定会关注每个房间的吊顶、墙壁、门等信息。因此，布置设备过程中遇到问题时，应尽快与对应专业沟通，如结构梁突出吊顶下、建筑吊顶高度不合理导致吊顶内设备无法安装，墙和柱的关系不合理等。如遇到问题要及时沟通，使各专业对模型逐步完善，以形成良性的设计协同。

三、 遵循三维原则，组建设计队伍

在运用 BIM 技术进行建筑电气设计时，设计人员要树立三维理念，运用三维 BIM 模型进行设计。建筑电气工程设计是一项专业、系统的工作，设计过程中会涉及多个专业、多项要素，要想提升工程设计质量与效率，就需要及时转变思维与理念，基于 BIM 技术的三维模型重新认识与定义空间，然后利用 BIM 技术的空间可视化功能进行电气设计，让最终的设计成果更加精密合理、科学可靠。建筑电气设计包含照明、空调、给排水等多项内容，基于 BIM 技术进行设计时，要遵照多专业共同建模、协同设计的原则。在设计时，先明确工程中涉及哪些专业，然后将所有专业均依托 BIM 技术进行设计，提高整个设计工作的规范性、专业性与精密性。在应用 BIM 技术进行建筑电气工程设计时，要组建一支高能力、高素质的队伍，确保各设计人员掌握一定的 BIM 基本理论知识，具备基本的 BIM 软件操作能力，保证各项设计工作能够顺利开展。若参与设计的人员在工作能力等方面不满足以上要求，应先对设计人员进行系统的 BIM 培训，再构建三维模型进行设计。

四、 

营造 BIM 协同环境

基于 BIM 技术进行建筑电气设计时，要想更好地协调虚拟环境与实物环境，就需要运用网络、相应软件与硬件营造协同环境，为各项设计工作的开展奠定良好基础。在运用 BIM 技术进行建筑电气设计时，涉及的软件主要有碰撞检测软件、性能分析软件、BIM 核心软件以及虚拟现实软件、造价软件等。在设计过程中，设计人员要将这些相关软件有机结合、协同搭建一个比较健全、完善的软件环境，以便更好地处理建筑虚拟环境与实物环境之间的关系。在运用 BIM 技术进行建筑电气设计时，要构建相应的网络基础环境，为设计过程中的信息的沟通与传递提供便利。在建筑电气工程设计中会产生大量的信息数据，且模型文件与中心模型间的关联需要依托网络环境进行维系，各专业人员也需通过网络基础环境进行及时沟通与协调作业，因此，构建网络基础环境是运用 BIM 技术进行建筑电气设计的基础。BIM 技术在建筑电气设计中的运用需要计算机、硬盘、内存等各硬件的支持，为了使 BIM 技术的功能与作用得到充分发挥，各项设计工作能更顺利、高效地开展，在搭建硬件设施环境时需要结合建筑电气设计的实际工作量以及 BIM 模型最终要达到的标准进行具体衡量。

五、 BIM 正向设计技巧

(1) 在当相同类别的设备有相同外形且尺寸分类有限时，可采用一个可变尺寸的三维实体族嵌套有限数量的用于二维表达的详图项目族来实现。通过创建不同的族类型，改变尺寸约束类型参数和详图项目族可见性类型参数来创建不同尺寸和不同图面表达的族。

(2) 建筑电气专业中，应急照明灯具和应急疏散标识灯具、声光报警器和手动报警按钮的CAD 辅助设计习惯会出现平面二者叠放的情况(实际三维中应是上、下贴墙壁装)。创建设备族时，需要创建一个关于偏移(二维详图项目族基于三维实体族基点的偏移)的实例参数，在需要偏移时输入偏移的数值即可。

(3) 建筑电气中会用到既可以吸顶安装又可以贴墙壁装的设备，如灯具、消防应急广播等。创建采用基于主体“面”的族来实现，同样需要嵌入二维详图项目族作为平面显示，此时需要在对应立面上插入二维详图项目族，否则当壁装时平面不会显示二维详图项目族。

结 论

Revit 及相关软件作为辅助设计工具，电气设计人员要熟练掌握和灵活应用。最大程度上利用 Revit 优势，有助于熟悉 BIM 正向设计。此外，应关注并熟悉Revit 或相关软件二次开发的以下功能:利用空间参数进行照度计算，创建电力系统以自动生成配电系统图、导线自动连接、自动生成精确的管线材料表、设备信息参数联动修改、自动校验保护电器和线缆等，为将来建设工程全寿命周期采用 BIM 技术做好准备。

参考文献：

[1] 朱溢镕，焦明明． BIM 概论及 Revit 精讲［M］． 北京:化学工业出版社，2018．

[2] 朱明璞. 建筑电气设计中BIM 技术的应用和分析[J]. 工程技术研究,2020,5(20):179-180.