研究BIM技术在工业建筑电气设计中的应用

研究BIM技术在工业建筑电气设计中的应用

蒋旭明

（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司江苏无锡214100）

摘要：现阶段，BIM技术已经在施工过程、建筑设计阶段、后期管理阶段都有应用，可以促使设计图可实施性增强，实现工程算量、三维碰撞检查、施工模拟、虚拟施工等工作。不过目前的建筑施工规模与过去相比明显扩大，建筑施工结构的复杂程度越来越高，施工阶段的管理难度也增加，建筑工程对BIM提出了更加严格的要求，为此，必须充分发挥BIM技术的作用，提高建筑项目施工管理水平。

关键词：BIM技术；工业建筑；电气设计；应用

一、BIM的基本概念

1975年，佐治亚理工大学的chuckEastman教授提出了BIM的概念，增强了工程的可视化和高效化，被誉为“BIM之父”。具体来说，BIM（建筑信息模型）是对某个设施实体和其功能特点的数字化的表达，以三维数字技术为基础，来集成各种工程上的数据。BIM把建筑的一个个单元参数化，与CAD把点与线等作为基本对象不同，它是把像窗、柱、梁等构件作为基本对象．然而BIM绝不只是CAD的3D版，其所带来的好处不仅仅体现在画图上，更主要是在设计分析、施工效率、成本控制以及后期维护上。它使用各种工程参数来驱动三维建筑模型，然后利用三维的模型来分析设计建筑的建筑性能，从而能创造和保存工程在设计、施工和运营阶段的各个数据，最大限度的提高工作生产效率。预计在未来几年，BIM将在建筑和道路桥梁设计中被广泛应用。

二、BIM特点

2.1可视化

BIM技术的核心是一个数据库，该数据库是通过三维模型形成的，而三维模型具有可视化的特性，因此BIM技术的可视化是显而易见的。BIM模型带有几何信息和属性信息，同样可视化指的是几何信息和构建属性的可视化。所以，BIM技术不仅可以进行建筑设计、碰撞检测、施工模拟、避灾路线分析及生成效果图的展示，还能够将构件属性（如材质、体积、接触面积、相互关系）更直观的展现在我们面前。可视化操作为项目团队进行的一系列分析提供了方便，有利于提高生产效率、降低生产成本和提高工程质量。

2.2协调性

工程项目建设施工牵涉到不同参与方、不同专业，协调尤为重要。信息协调一致，信息传导的损耗低，可避免实际建设过程中可能出现的信息冲突和丢失现象。BIM可以将各专业的信息集中在模型中并进行关联，使项目各参与方通过BIM模型清楚全面地了解项目，通过BIM信息平台对存在的问题进行协调处理，改变了过去点对点的沟通模式，增加协调效率，节约成本。

2.3模拟性

BIM的结构是一个复合结构，不仅包含数据模型，可反映图形和数据，而且包含行为模型，将二者关联结合赋予数据意义，可模拟真实行为。BIM技术的模拟性不仅是指建筑物模型的建立，还包括节能模拟、日照模拟等。在招投标和施工过程中可以进行施工模拟，优化施工方案，控制项目成本。在运营过程中可以进行消防疏散、地震逃生等灾难处理方式的模拟。

2.4优化性

信息、复杂程度及时间限制着建设项目的优化。建筑工程一般工程量大、时间紧迫，有些现代建筑物更是非常复杂，参与人员的能力不足，会出现考虑不周的情况。而BIM数据库涵盖项目全部建筑信息，BIM及其配套的优化工具通过修改前后的形象对比，能轻松地做到优化项目。

2.5可出图

BIM技术通过对建筑物的可视化展示和协调、模拟、优化后，将经过完善后的综合管线图、预埋套管图、碰撞检查报告及合理改进方案等提供给业主。

三、BIM技术在工业建筑电气设计中的应用

3.1建筑电气的工作流程

①方案设计：根据业主提供的设计任务和对建筑工程结构的一般情况，设备有一个大致的了解，为设计提供技术支持和检查产生影响的建筑电气设计条件，如主管道的位置、电气室的位置和电气室面积，并提供相应的设计规范和BIM技术的应用可以不需要在绘画表现形式上，除非有特殊要求，才可以绘制专业图纸。

②初步设计：通过收集其他专业设计信息，以便更好地进行电气设计，深化设计的初步设计，并做好评价和优化的工作，完成了初步设计的电气设计。

③施工图设计：通过对优化设计的初步设计，并借鉴其他专业的设计，更好的深化专业设计，形成施工图设计。最后，通过各单位的联合听证会，以实现施工图的设计输出和交付。

3.2电气族库的创建

BIM是数字数据库的设计模型，这是非常重要的基本设置过程在图。创建一个电气家庭应根据工作流程的电气专业，以及实际需要的上游和下游的数据，以确定每个家庭的属性。创建电气库族之前应先做库族相关标准，编制了三维模型的外观尺寸和图像的通用性；此外，不同厂家、不同规格、尺寸存在一定差异，应根据实际需要选择相应的电子工程设计。

3.3BIM中的三维碰撞检查

在二维图纸的设计过程中，通过汇总水暖电、结构等设计图，如果发现其中存在不协调现象，则很难将这一问题解决，对施工的质量、进度均会产生很大影响。目前，BIM技术的发展越来越成熟，该技术可以实现建筑工程的可视化，在建筑工程建造前，便可对工艺设备、管线、土建等工作进行碰撞检查，达到工程优化设计的目的，可以将施工过程中错误的发生率降低。

①与给排水管道的碰撞检测，通过检测供水和排水管道等发现的及时和准确的碰撞发生在管道和这些零件，当检测到碰撞后，各专业人员应进行沟通和交流，协同设计，采取回避的原则，对管道进行重新调整和设计，以满足工程设计的相关要求，解决管道的碰撞问题；

②与结构梁的碰撞检测，由于电树枝的梁结构采用暗敷设方式，导致管道与结构梁的冲突，利用AutodeskNavisworks软件可以及时、准确地发现管道冲突位置检测梁结构的碰撞，然后进行调整。

3.4BIM的4D施工模拟技术

对于建筑项目的施工而言，施工模拟技术至关重要，施工过程会受到很多因素的影响，其中包括天气情况、技术力量、施工材料质量、进度计划安排、建筑材料运输、施工方案等，上述因素均可能会施工过程产生一定影响，且在实际施工中，设计人员所制定的施工进度与实际施工会存在一定差异，伴随施工的不断发展，这种情况还可能逐渐累积，对施工进步会有严重阻碍，甚至在一定程度上影响到建筑施工的安全性与质量。利用BIM技术，可以模拟4D施工，将场地布置信息、施工资源两者结合，建立4D施工模型。从4D施工模型中，能够明确施工的顺序与界面，根据专业施工分包情况，对施工过程进行管理与协调，合理安排机械排班、劳动力配置、施工材料进场等工作，降低施工安全风险，提高建筑项目质量。

结语

综上所述，建筑工程的电气设计中BIM技术的应用，实现了建筑工程电气设计质量的提高，为建筑电气工程施工的顺利进行提供重要的保障，进而使建筑电气工程的价值得到最大限度的体现，在建筑领域实现资源节约和可持续发展的理念。

参考文献：

[1]姜石.BIM电气设计现状及发展展望分析[J].中国高新技术企业，2015.

[2]李高国.BIM在建筑电气设计中的应用[J].通讯世界，2015.

[3]孔嵩.BIM技术在建筑电气设计中的应用和展望[J].现代建筑电气，2013.

作者简介：

蒋旭明（1986.1.27），性别：男；籍贯：江苏宜兴；民族：汉；学历：本科；职称：中级工程师；职务：电气工程师；研究方向：工业厂房电气设计；单位：信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司。