BIM技術在某四星級酒店建筑電氣設計中的應用

譚　健/趙妍妍/安榮榮（中國航天建設集團有限公司，北京100071）

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BIM技術在某四星級酒店建筑電氣設計中的應用

譚健/趙妍妍/安榮榮（中國航天建設集團有限公司，北京100071）

摘要通過使用BIM技術進行設計的某酒店項目為例，介紹了BIM技術在建筑電氣設計中的應用情況及特點，對BIM技術在建筑電氣設計中存在的問題進行分析和總結，并針對相關問題提出了解決辦法。

關鍵詞BIM 三維設計 酒店 電氣

Application of BIM Technology in the Electrical Design of a Four-star Hotel

Tan Jian/Zhao Yanyan/An Rongrong

Abstract According to a hotel design and construction project applied BIM technology，the feature and current situation of BIM technology in building electrical design area are discussed，relevant technical problems and solutions are analyzed and summarized.

Keywords building information modeling，3D design，hotel，electrical

0　引言

BIM技術在國內的發展已有十多年的歷史，前期由于建筑信息數據量大，計算機硬件、軟件條件受限，一直處于理論研究階段。隨著時代的發展和科技的進步，BIM技術在近幾年得到了飛速的發展。BIM技術在勘察設計領域受到重視，在建筑、結構、設備等專業的應用逐步成熟。精細化設計是行業大勢所趨，基于BIM技術的三維設計將取代傳統的二維計算機輔助建筑設計技術方式，成為未來建筑設計技術的主流。

文章通過介紹運用BIM技術進行設計的酒店實際工程，針對建筑電氣方向應用的難點和障礙進行分析和具體實踐。總結了BIM技術在酒店建筑電氣設計中的應用現狀和相關解決方案，為設計階段BIM技術在電氣設計的應用提供了一定的實踐參考。

1　工程概況

該建筑主體地下一層為設備房及KTV，地上一層為酒店、洗浴接待、溫泉和游泳館，二層為茶室、咖啡廳、理療及休息用房，三層為餐廳廚房，四至十層為辦公會議和旅館。耐火等級：地上二級，地下一級。建筑面積15 350.37m2，其中地上建筑面積14 174.61m2，地下建筑面積1 175.76m2，建筑高度44.55m，建筑結構形式為框架-抗震墻結構，抗震設防烈度為七度。

2　BIM電氣設計應用

將BIM模型引入電氣設計后，BIM模型作為一個信息平臺能將上述過程中的各種數據統籌管理，BIM模型中的電氣構件具有真實構件的屬性和特性，記錄了工程實施過程中的數據信息，可以被實時調用、統計分析、管理與共享。電氣工程的BIM模型應用主要包括電氣專業建模和計算、管線綜合碰撞檢測、三維可視化輔助設計、工程造價信息統計、出施工圖和其他有關的信息明細表。

2.1項目前期準備

為避免重復工作，所出圖紙能滿足制圖標準，協同設計流暢運行，項目前期應做以下準備工作。

1）協同方式選擇

目前Revit軟件有三種協同設計方式，分別為：各個專業共用中心文件；各個專業單獨建立中心文件，通過互相鏈接的方式進行信息傳遞；建筑、結構共用一個中心文件，機電專業共用一個中心文件。項目開始前對每種方式進行壓力測試，總結不同面積及模型深度等情況下軟件的運行情況，保證流暢運行。

2）項目樣板設置

當前具有法律效力的設計成果文件仍是二維圖紙，因此BIM設計完成的不僅是三維信息模型，還要通過信息模型快速轉換出二維施工圖。項目樣板是項目的“重中之重”，根據國家和企業制圖標準對項目單位、線型圖案、線寬、線樣式、尺寸標注、CAD導出等進行設置，形成一個項目樣板，這樣既提高了工作效率，所出圖紙也能滿足二維制圖標準。如圖1～3所示。

圖1　電氣專業視圖樣板

圖2　電氣設置樣板

圖3　視圖過濾器樣板

2.2平面繪圖

1）設備布置

打開設置完成的項目樣板，鏈接建筑模型進行電氣構件放置，主要包括配電箱、燈具、插座火災探測器。三維平面布置與傳統二維繪圖的不同之處在于除了平面定位還有安裝高度，燈具、探測器等吸頂安裝的設備通過修改族參數能夠自動拾取建筑專業吊頂數據，直接布置在吊頂標高上。對于二維平面中不便處理之處，通過借助局部三維視圖和剖面圖等形式，Revit可以實現平面、剖面、三維同步修改。

2）設備族庫

電氣專業的圖紙表示的是設備之間的關系，有自己的圖形符號，與實物外觀關系不大。BIM出圖對電氣專業是一個很大的挑戰，既要有模型，又要有二維圖例可供出圖。根據專業、系統的不同，選擇不同的族樣板，通過拉伸、放樣等繪制族三維模型，根據具體需要添加電壓等級、尺寸標注、材質等參數形成參數化族，后期通過調整參數可以使族適應不同的需求。為滿足國家制圖標準，創建二維圖例要以“公制常規注釋族”為樣板建立注釋族，因為其大小隨著圖紙的比例變化而變化。做注釋圖例的時候要縮小100倍，這樣放到1∶100圖紙里就是正常大小。在CAD中創建電氣標準塊，保存之后鏈接到Revit軟件中，作為底圖，在Revit中描出圖例。這樣既保證了圖例的準確性又提高了效率。如圖4所示。

圖4　電氣二維圖例、三維族模型

3）設備信息

目前各種設備族包含了廠家、設備型號、安裝使用說明、外形尺寸等大量信息，如圖5所示。如何在建筑生命周期的不同階段添加不同信息，以及如何將這些信息有效利用成為關鍵。設計階段電氣專業需要水暖電等設備的功率、電源接口等信息，燈具設備添加型號、利用系數、光通量、光源功率等參數信息，在后期自動拾取照度信息、自動計算、自動布置設備等時，這些信息可以得到有效利用。實現設計、施工、運維、拆除各階段設備信息在整個建筑生命周期內的有效傳遞與利用，減少重復性工作，提高效率、降低成本。

4）平面布線

平面設備布置完成之后就開始電力線路的設計，線路包括電纜和電纜橋架。Revit軟件默認槽式、梯式和托盤式三種類型橋架，通過更改系統里橋架類型：建立符合本項目的橋架，輸入橋架規格及安裝高度，布置時自動生成彎頭、三通等橋架配件。鏈接水、暖、結構模型，可直觀地查看是否與其他專業發生沖突，通過視圖設置調節明、暗敷線管的可見性。

圖5　干式變壓器屬性信息

Revit軟件本身在平面圖中進行設備連線時需要手動連接，與傳統二維方式相比繪圖效率不高。針對這種情況，通過修改軟件系統線型，電氣專業各個系統添加了符合現行出圖要求的導線類型。通過開發插件實現設備自動連線、點點連線、箱柜出線等功能。通過建立基于導線的標記族，實現了導線根數自動標注，解決了之前Revit用注釋中的詳圖線手動標注導線根數的問題，大大提高了繪圖效率。針對橋架制作了橋架專用標記族，實現自動拾取橋架信息，自動生成橋架標注，在橋架的類型、規格或安裝高度有改動時，標注也會自動更改。電纜橋架標注如圖6所示。

2.3照明設計

酒店大堂、多功能廳、客房等區域電氣照明的設計計算量大，重復性高，布置復雜。Revit在照明設計計算、便捷布置燈具方面，可在三維模型中顯示燈具的外觀、安裝位置等信息。以往的二維設計，在燈具、探測器布置時需要得到房間使用功能和面積信息，需要每個房間分別量取，十分繁瑣，并且每次使用面積指標時都要重復量取，造成設計師在設計過程中做了很多重復性的工作。

圖6　三維橋架平面標注

通過使用基于Revit插件并根據酒店建筑條件圖設置的項目樣板，實現自動拾取建筑房間信息。根據規范添加房間照度、參照平面等參數，建立房間照明標記，選擇燈具族計算燈具套數、照度及功率密度，并與標準值進行比較。也可自行輸入當前設計的燈具套數，之后進行調整校核，按照現有的套數來計算房間照度及功率密度，并自動校核是否滿足當前的設計要求。計算過程中直接使用族庫中的燈具族參與計算，并把計算結果記錄到房間照明標記中，還可以生成照明計算書，大大提高了工作效率。效果如圖7、8所示。

圖7　自動添加照度計算標記

圖8　拾取房間照度計算標記信息

自動拾取房間信息完成照明設計需要注意的問題：

（1）建筑專業模型房間的命名要與電氣房間命名標準統一，形成項目統一的標準，否則無法自動識別。

（2）電氣專業在進行照度標記時，要遵照電氣規程和酒店照明建模視圖樣板，否則會標記不成功。

2.4專業配合

傳統二維設計中設計人員工作相對獨立，協同設計僅限于工作節點的制定、專業間資料的互提等[1]。以Revit為平臺的建筑電氣設計，所有專業在一個中心模型上完成設計，工程中水暖專業提供的不再是一紙資料，而是一個包含用電設備信息的參數化模型[2]，電氣專業可以實時讀取水暖電等專業的相關信息[3]（如：水暖設備位置、功率、電源接口等）。在三維模型中建立協調視圖，可以實時查看設備安裝高度，橋架位置是否沖突，強、弱電插座間距是否合適等。碰撞檢查是三維協同設計中的一個重要環節，根據不同項目的特點，建立相應的碰撞檢查方式，Revit協同設計各個專業可以實時共享各自的設計信息，從而直觀地反映各個專業間的碰撞情況，為設計的修改和完善提供方便。管線碰撞檢查如圖9所示。

2.5設備材料表

BIM信息模型包含豐富的信息，設計師可以根據需要在模型中自動提取相關的圖元屬性參數。可以按樓層、設備設置過濾條件，生成對應類型的設備材料表（如電纜橋架明細表、照明設備明細表、火警設備明細表等各種明細表）[4]，與傳統設計方式不同的是，設備材料表根據項目的修改實時更新。可以設置明細表過濾器，添加文字、安裝方式、設備類型、數量、備注等參數，為工程造價、工程管理及生產提供基礎數據。如圖10所示。

圖9　管線碰撞檢查

圖10　電纜橋架材料表

3　小結

在綠色建筑與建筑信息化成為建筑行業兩大發展趨勢的今天，本文結合工程實踐，通過精細化、信息化、協同設計，打破傳統設計流程，獲得更優的設計成果。由于電氣專業的特殊性，目前無法達到所有圖紙都能三維直接出圖。例如Revit無法自動生成電氣系統圖，需要在軟件基礎上進行二次開發。通過實際應用，在此總結BIM技術在電氣設計中的優勢和不足。

3.1BIM技術在電氣設計中的優勢

1）可視化。三維設計表達直觀，位置明確，有利于專業間協同設計。

2）精確的材料統計。可根據精細度要求提供相應精度的設備材料表，為整個項目建設過程中的預算、采購和施工管理等環節提供數據支持。

3）信息、參數的傳遞。電氣專業在設計過程中需要接收建筑、結構、給排水、暖通等專業提供的資料，同時電氣專業各系統間的系統性和邏輯性較強。傳統二維設計中，電氣設計師需要對其他專業的設計條件進行多次接收和核對，工作十分繁瑣。通過BIM中信息的實時更新，解決了大量專業互提資料不及時和核對工作的問題，確保了信息的及時性和準確性。

3.2BIM技術在電氣設計中的不足

1）設備族庫不完善，需要建立大量的電氣設備族，加大了設計人員的工作量。

2）在生成電氣高低壓配電系統圖、配電箱系統圖、干線系統圖方面還需要結合其他軟件實現，如果要作為一個獨立的出圖軟件，需要在現有基礎上進行二次開發。

3）軟件計算能力弱。應該進一步完善軟件計算能力，或者提供計算數據接口，實現數據共享、互導，如在年雷擊次數、保護配合計算方面需要二次開發等。

4　結束語

本項目運用Revit系列軟件完成了四星級酒店的建筑電氣設計。在三維設計中電氣專業的應用越來越廣泛，也具有突出的優勢，電氣專業出圖瑣碎，注重信息的儲存和運用。隨著BIM技術的發展和相應設計軟件的本地化開發，BIM在建筑電氣設計方面的應用會進一步發展。

參考文獻

[1]李建波，穆華倩.基于REVIT的建筑電氣BIM協同設計分析[J]，智能建筑電氣技術，2015，9（1）：8-11.

[2]劉濟瑀.勇敢走向BIM2.0（一版）[M].北京：中國建筑工業出版社.2015.

[3]王玉卿，BIM-建筑電氣設計的機遇和挑戰[J]，智能建筑電氣技術，2015，9（1）：2-6.

[4]賀琳.BIM在某辦公樓電氣設計中的應用[J].建筑電氣，2014（8）：53-57.