BIM技术在建筑电气工程设计与施工中的应用

BIM技术在建筑电气工程设计与施工中的应用

方新宇

东风鸿远工程咨询有限公司武汉分公司、湖北省武汉市、430000

摘要：BIM技术在近几十年的发展中不断完善，以美国为例，BIM技术在建筑电气工程中的应用范围已经达到90%以上，随着该项技术日臻完善，要进一步推动BIM4D向5D转化。我国在BIM技术发展和推进过程中逐渐与国际接轨，在建筑电气工程中覆盖范围逐渐扩大，要进一步对BIM技术展开研究，以更好的发挥其在建筑电气工程管理中的优势，推动建筑行业的发展。

关键词：BIM技术;建筑电气工程;设计;施工;应用

引言

当前，各行各业都在不断践行绿色节能环保理念，建筑行业自然也不例外。与此同时，随着BIM（建筑信息模型）技术在建筑行业获得越来越广泛的应用，各建筑企业也越来越重视BIM技术。

1、BIM技术概述

BIM技术是一种在计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）等技术基础上发展而来的多维建筑模型信息集成管理技术。借助该技术可以整合施工过程中各个阶段的数据及资源，解决分布式和异构工程资料的一致性、全局共享等问题，为工程项目生命周期中的信息创建、管理与共享提供了有力支撑。此外，BIM技术以三维模型为依托模拟建筑电气工程的设计工作，是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具。在建筑电气工程设计中运用BIM技术能提升管理质量与施工水平，使建筑电气工程设计更具科学性，同时也能有效减少设计中的错误，从而全面提升工程整体质量。在运用BIM技术的过程中，工程设计人员可利用三维模型阐述设计内容并形成设计图纸，减少工程设计中不必要的烦琐环节，从而提升建筑电气工程的设计效率。BIM技术的具有以下几个特点。（1）可视性。传统建筑电气工程设计工作中，图纸往往以平面的形式呈现，导致建筑电气工程设计工作缺乏科学性与精准度。利用BIM技术可以客观呈现建筑三维立体模型，同时更精准地体现建筑电气工程的整体结构，使设计工作更具准确性与完整性。（2）模拟性。利用BIM技术能动态模拟施工过程中的各项操作，精准模拟建筑电气工程的设计成果，为后续施工工作提供保障。BIM技术还能运用系统模拟实验的方法，结合各项数据给出最优的建筑电气工程施工方案并逐步落实。（3）协调性与优化性。一方面，利用BIM技术能够深入分析建筑电气工程图纸中存在的问题并进行有效沟通，通过多方共同协调工作，对建筑电气工程设计工作提出最优方案，全面解决设计问题，实现减少损失的目标[1]。另一方面，利用BIM技术能够优化建筑电气工程方案与设计图纸，避免出现重复设计的问题，使工程设计更高效，为建筑电气工程设计奠定基础。

2、BIM技术的特点

一是协调性；协调性,即生产过程中的各阶段、各环节在品种、数量、进度和投入产出等方面都能实现协调配合和紧密衔接。当前,我国建筑工程的规模日益扩大,在各种先进技术的加持下,建筑工程也变得越来越复杂。而相关管理人员要想全面确保顺利施工,就必须充分发挥出BIM技术的协调性,协调做好各部门之间的分工与合作,做到未雨绸缪。二是可视化；可视化是BIM技术最为显著的特点。通常,相关管理人员可以借助BIM技术更好地了解整个建筑工程的各种数据。得益于该技术的可视化特征,技术人员不仅可用3D模型或者图像、图形等方式来呈现各类数据,同时还能结合算法来预测各个施工阶段的运行情况。相对于传统的单独图纸管理模式,BIM技术的表现形式更加直观,数据也更准确。三是模拟性；模拟性是BIM技术的又一个特点。具体来说,相关管理人员可以使用BIM技术来提前模拟施工过程,以便为后期的实际施工排查风险隐患,进而在确保施工安全的同时,有效降低施工风险、提高施工效率。

3、BIM技术在建筑电气工程设计与施工中的应用

3.1日照分析的应用

建筑物中的玻璃幕墙具有显著的效果，尤其是能够对建筑的保温效果产生一定的影响。因此，在设计的时候，一定要对日照进行细致的分析，然后才能做出最优的选择，从而达到节能减排的目的。利用BIM技术，可以分析日照的变化，利用软件对建筑的辐射情况进行分析，根据分析的结果，设计出适合活动范围和材料，同时，根据植物的特性来选择合适的位置，通过BIM技术对植物的影响进行详细的设计。在进行采光分析的时候，要尽可能地模拟整个采光过程，然后根据采光的比例来确定最佳的窗口尺寸和位置，同时还要考虑到窗外的风景。可以利用模拟技术对噪声进行模拟，并设计出适当的降噪方案，并利用模拟技术对室内环境进行模拟，将室内的噪声进行模拟，从而使室内的各项功能得到有效的改善，比如要求安静的会议室可以设置在噪声比较低的地方，而娱乐场所可以设置在噪声比较大的地方[2]。

3.2在参数设计中的应用

在参数设计中应用BIM技术，要求与已有的三维建筑信息模型相结合，依托RevitStructure构造出分析模型和钢筋信息模型。对管线设备来说，在工业建筑电气工程设计中运用RevitMEP，需要增加参数设计，将建筑电气工程建设目标以参数化形式体现在BIM模型中，并建立统一的连接。然而，考虑到建筑电气工程中包含的专业、项目繁多，需要通过BIM技术协调各项工作，特别是设备管线设计的碰撞检测环节更是必不可少。因此，在参数的优化中要着重拓展碰撞检查的覆盖面。对于一些重要部位，应将管道布置图输入信息模型中，然后按照设计图生成建筑和设备专业的三维模型，以便实施不同专业的碰撞测试，并出具碰撞报告。现代建筑电气工程内部复杂，可以尝试利用四维动画模拟施工，或者进行建造和其他方面的工作。以复杂节点设计为例，由于工程中的节点位置比较复杂，钢筋数量较多，因此可以利用BIM进行空间实体建模，并按照设计图纸加固复杂节点，然后在钢筋锚杆上定位三维位置。利用三维模型可以迅速获取隐藏信息，防止钢筋在交叉和碰撞时出现空间不足的情况，同时也能显示出错综复杂的节点施工工艺，做好现场施工指导与管理工作，全面推进精细化管理，降低质量与安全隐患，有效提高建筑施工技术的管理水平。

3.3在建筑电气工程施工质量控制中的应用

建筑电气工程在施工期间会受到很多不可抗力因素影响，对相关先进技术的使用可以规避施工中的影响因素，现阶段，BIM技术已经可以进行4D模拟，意味着在施工中可以对施工流程的合理性以及科学性进行分析和判断，通过模拟的三维图像，可以进一步优化施工方案，做好安全控制与管理，有效的避免施工中存在的安全隐患。BIM技术在建筑电气工程中的引进优化了建筑单位内部沟通平台，各部门可以在施工期间就施工方案进行分析和判断，从而优化施工设计[3]。

3.4在建筑电气工程竣工阶段的应用

建筑电气工程在施工过程中受到多种因素的影响，在竣工结算阶段各种相关利益的主体之间存在密切的联系。建筑单位需要对建筑电气工程施工周期内的财务状况进行审核和管理。通过对BIM5D技术的使用，对项目施工中的实际支出，以及预算成本能够更快速的完成统计，通过数据库的数据管理可以将施工各个环节中应用的材料以及资金拨出的时间进行查看，一方面能够减少竣工结算时间，另一方面又能减少工程资料整理不完备等状况。

结束语

总之，在建筑电气工程设计过程中，为进一步保障设计过程的科学合理性，需要积极引入BIM技术，大幅提升建筑工程的设计效率、质量以及精准度，有效控制资金成本投入，将设计周期缩减到最短。因此，需要掌握BIM技术的应用要点，有意识、有规划地将该项技术应用到建筑模型构建、部件碰撞试验、构件荷载计算、剪力墙计算、规划建筑空间以及优化施工程序等环节，提高建筑的设计水平，使建筑的功能更加完善。

参考文献：

[1]俞良,张鑫田.BIM技术在建筑电气工程设计中的应用分析[J].工程技术研究,2020,(11):218-219.

[2]刘智波,剧小凡.论BIM技术在建筑工程设计与施工阶段中的应用价值[J].居舍,2020,(18):63-64.

[3]申夫刚.试论BIM技术在建筑电气工程中的施工应用[J].门窗,2020,(24):115.