淺析BIM技術在機電專業設計中的應用

1 前言

隨著BIM(Building Information Modeling)技術在建筑中應用發展，BIM在機電專業中的應用也不再局限于碰撞檢查、管線綜合優化設計。以電氣專業為例，為了解決針對使用revit軟件過程中遇到的強、弱電系統建模管理混亂的問題，相關BIM工程師通常采用中心文件-工作集建模的工作方式，但這種方式雖解決了以上問題，但對較大模型后期使用容易出錯、族庫依附于建筑專業模型不便移動等問題仍然沒有較好的解決方案，結合某科研樓項目的電氣專業設計特點，筆者摸索出一套更適用于電氣專業建模的工作流程與方式，提高了該高層建筑項目電氣專業建模的流暢度及工作效率。

2 科研樓項目概況

該科研樓項目總建筑面積44690.42平方米，地上39645.41平方米，包含三個單體1#辦公樓、2#科研樓、輔助用房。本文以2#科研樓為實例，理解BIM技術的應用。2#科研樓地上共26層，地下共一層，總建筑面積為18450.64平方米，層高77.1m，屬于高層公共建筑，耐火等級為一級，地下部分耐火等級一級。設計采Revit2014建立BIM模型。圖1為2#科研樓軸測圖示意圖。

圖1 2#科研樓軸測圖

圖2 Bim模型的搭建流程圖

3 BIM模型的搭建

在進行BIM模型創建之前，首先要進行項目前準備，包括制圖模式的選擇，樣板文件和族庫的準備，另外機電項目的設計還要明確標高和軸網的定位信息，再根據標高軸網信息建立電氣設備等模型構件。Bim模型的搭建流程圖如圖2所示。

3.1 制圖工作模式的選擇

首先沒有什么工作方式是最好的，只有最適合的，都是為了保證項目效率和質量。每種工作方法都是對項目的拆分、組合，只是方法不同。怎樣才能達到更好的效果，要根據項目情況、軟硬件情況、團隊情況來判斷。Revit具體制圖模式的選擇如下表1所示。

該科研樓項目屬于一類高層建筑，項目本身信息量龐大，若只采用中心文件-工作集的方式工作，對計算機硬件水平要求太高，運行緩慢，而且管理容易出錯，結合電氣專業自身的特點，筆者摸索出一套適合該項目電氣專業建模方式，即靈活選用外部鏈接-中心文件結合的工作方式。

3.2 樣板文件和電氣族庫的準備

Revit繪圖與CAD相比，更加信息化，用戶通過制作項目樣板文件可一次性完成部分設置，包括二維注釋族設置、對象樣式設置、項目信息、共享參數設置、單位、位置設置、系統族設置、項目標高軸網設置、視圖樣板設置、明細表設置、出圖樣板設置等。電氣專業樣板文件選取如圖3所示。采用外部鏈接-中心文件的工作模式，每個專業可擁有本專業獨立的項目樣板文件，電氣專業的特點就是系統多，族的種類繁多且具有依附性，專門建立補充針對這一問題的電氣族，如靈活吸頂燈族的建立如圖4所示。

3.3 創建軸網與標高

實際建模過程中，可根據建模進度需要選用復制監視功能，如圖5所示，將建筑模型的軸網和標高復制到電氣專業項目中，然后根據電氣本專業圖紙和特點自行建模，這樣可一定程度上擺脫電氣專業完全滯后于建筑專業建模的傳統模式。

3.4 標準層系統的分層管理

電氣專業實際出圖時，是按照電力、照明、弱電、消防等不同系統分別出圖的，因此在使用revit軟件建模時，可以嘗試采用工作集和過濾器兩種方式實現，針對該項目選用的外部鏈接-中心文件工作模式，筆者采用的是添加過濾器的方式，如圖6所示，進行系統過濾并添加顏色進行區分，實現系統分層管理的效果。

3.5 樓層模型的成組復制

考慮到該項目是高層建筑，因此在使用revit軟件建模時，可以采用成組關聯的方式先建立標準層電氣模型，然后進行相應樓層以成組的方式進行移動復制，如圖7、圖8所示，這樣可提高建模效率并方便修改管理。

表1 Revit制圖模式的比較

圖3 電氣專業樣板文件選取圖

圖4 吸頂燈族的建立圖

圖5 復制監視選項對話框圖

圖6 添加過濾器管理的模式圖

圖7 創建標準層電力模型組圖

圖8 標準層成組的方式進行樓層復制圖

4 BIM模型在該科研樓項目中的電氣應用

本工程由BIM研究中心進行全鏈條模型設計，從建立工程標高，到軸網基本信息模型，再到電氣專業與建筑、結構專業同時參與建模并協同工作，使設計更為高效。

4.1 專業化、規范化建模

該模型使用不同電氣系統添加過濾器的方式，使電氣各個系統獨立，可以實現對應三維模型有層次感。對應分別生成每個獨立的電氣系統視圖，標準層照明系統三維模型如圖9、圖10所示，進而對每張視圖進行出圖打印前設置，可實現更貼近實際出圖習慣的規范化建模方式。標準層revit模型電力系統平面圖如圖11所示。

4.2 精細化、信息化建模

基于BIM 技術的電氣設計的核心是管線綜合，將Revit與Navisworks聯合應用，實現三維模型管線綜合、碰撞檢測功能，針對樓層不同管線可能存在的碰撞問題，生成碰撞報告。Revit模型部分碰撞報告圖如圖12所示。

根據碰撞結果，在BIM模型中實時更改模型，通過次運行碰撞檢測，實現機電專業主管線零碰撞，實現模型建立的精細化。最終機電管線綜合圖減少，設計優化，減少后期施工變更。優化調整后機電管線效果圖如圖14所示。

BIM技術在電氣設計應用的另一核心為信息化、協同設計。傳統二維電氣設計通過紙質 或者CAD文件提資，信息傳遞可靠性不強。但是以 Revit為平臺的電氣設計，各專業無需互提資料，所有用電設備的信息可通過鏈接文件直接提??；其他專業提出的信息修改，通過管理鏈接文件或中心文件同步，可重新載入最新信息，做到實時更新、聯動修改，保證了最終模型信息的唯一性和準確性。利用 BIM 模型強大的信息化特點，設計者亦可根據需求創建各種類型明細表，反應電氣族的各種參數和屬性 及其專業間提橋架洞口信息，標準層橋架洞口及對應明細表如圖13所示。信息模型的實時更新不是所有變動電氣專業都跟進，而是通過提鏈接文件或中心文件同步的方式，適時、準確地反應到電氣模型中。

圖9 標準層照明系統三維模型圖

圖10 標準層電力系統三維模型圖

圖11 標準層revit模型電力系統平面圖

圖12 Revit模型部分碰撞報告截圖

圖13 優化調整后部分機電管線效果圖

圖14 標準層橋架洞口圖及對應明細表

5 結束語

本文結合科研樓高層建筑項目，對BIM技術在高層建筑中的電氣應用進行探討和總結，摸索出一套采用外部鏈接-中心文件、系統分層管理，成組整體移動的建模方式，提高了高層建筑項目電氣專業建模的流暢度及工作效率。BIM作為一種新的設計方法和設計工具，在電氣設計中的應用具有廣闊的發展空間。