BIM電氣設計現狀及發展展望分析

申文杰

由于我國社會經濟的不斷進步，國內建筑行業發展越來越快，在建筑工程中，電氣工程的作用是非常關鍵的，所以電氣設計倘若出現問題，就會使整個建筑工程都受到很大的影響，甚至還會使電氣安全事故得以引發，這對于人們的生命安全、財產安全有著很大的威脅。但是BIM電氣設計能夠使電氣設計安全得以有效的保證，在一定程度上，使電氣設計的質量得到提升，從而使建筑工程的有效的實施得以確保。

1 BIM技術相關概述

1.1 BIM的內涵

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）的簡稱，這一名詞是由Autodesk創建的，是建筑學、工程學以及土木工程中的重要工具之一。它是電腦輔助設計，用來形容那些以三維圖形為主、面向對象、與建筑學相關的內容的[1]。BIM將幾何學、空間關系、地理信息系統、不同建筑組件等全部包括進來。建筑信息模型能夠對整個建筑生命周期進行展示，將興建、營運過程都包括進來，從而對建筑內材料信息的提利是十分便利的，將建筑內各個部分、各個系統都進行體現。BIM就是通過數字化的建筑組件來將現實世界中建筑物構件的建造進行展現。從傳統電腦輔助設計角度出發，通過矢量圖形來對物體設計方法進行體現，這一改變是最基本的，由于其可以與眾多圖形結合起來將對象進行展示。所以，將以BIM應用為核心的項目管理信息化進行構建，能夠使項目生產效率得以提升，使建筑質量得以提升，使工期得以縮短，使建造成本得以降低。

1.2 電氣設計中的BIM

在電氣設計過程中，BIM的內容主要有3個方面：①全方位分析設計，今后在電氣設計過程中，不但要對電氣設計的主要內容進行認真分析，還要對建筑整體構造的安全性、有效性、合理性進行全面分析，以統籌兼顧為原則，比如可以把天氣、車輛、溫度、環保等內容納入進來；②BIM的特點就是多專業協調進行，這一內容就是說，在電氣設計過程中，設計人員利用BIM將信息進行共享，從而改進以往的設計流程，從而能夠使不同專業、不同人員在同一個模型中進行設計得以實現，這樣可以使人和人之間的交流得以推進，這樣可以使設計沖突出現的情況得以減少；③將具有一定難度的電氣設計圖進行設計，建筑工程電氣設計中，將BIM技術進行運用，在一定程度上，可以使設計人員對建筑電氣設計的三維制圖創建速度得以提升，同時在設計過程中，設計人員還能夠對參數化進行使用，這樣設計人員能夠自動更新新添加的內容，從而使設計人員能夠自動生成與電氣元化的明細表相應的圖紙，這在一定程度上來看，能夠使電氣施工人員更好的對其理解，從而能夠使建筑工程按期、保質、保量的運行。

2 BIM電氣設計現狀

2.1 BIM軟、硬件應用現狀

對于BIM軟件來說，在電氣設計過程中，主要有三款軟件：①Magic－CAD；②Bentely；③Autodesk Revit。其中第二款軟件由于在管線綜合方面其表現突出，主要在工業建筑中進行應用，因為其受到末端和建筑本身表達的影響，在民用建筑中很少使用。而第一款軟件在歐洲使用十分廣泛，它是以AutoCAD為平臺的，通過CAD原有的一些三維功能，將相應參數加入進來，使得BIM功能得以實現，其在操作性上有一定的優點，然而其是對以往的CAD圖紙進行使用，不能使二維、三維同時設計得以實現。第三款軟件主要有三個部分：①建筑；②結構；③機電，電氣設計中主要使用Revit MEP。它是由Autodesk公司開發的，主要面向水暖電設計師的，其主要的特點就是利用參數化來進行建模，能夠對可視化的三維圖形進行直接設計[2]。

對于BIM的硬件來說，必須要有一個64位的操作系統，同時在主板支持的條件下，內存要在8G以上，越大越好。對于windows XP系統來說，其內存3.19GHz+2G，顯卡1G。對于windows7系統來說，內存要2.9GHz+4G，顯卡 2G。

2.2 BIM電氣設計現狀

對于BIM技術來說，其基礎是三維數字技術，它將建筑工程項目中各專業相關信息的工程數據模型集成在一起。這些數據模型能夠對整個建筑生命周期進行服務，包括設計、施工以及運維等，利用三維模型的展示和分析，能夠使參與者對項目更加的了解，這對于決策支持是非常有利的。BIM為總體工作流程以及所有具體環節都產生了很大的變化，從電氣設計角度出發，以往的工作模式已經不適用。

2.2.1 工作模式

當BIM設計項目明確后，要與原有的外部鏈接以及Revit軟件獨創的“中心文件”工作方法相結合，也就是所有人都要在同一文件中利用副本來將設計工作進行完成，從而使Revit能夠對所有項目的工作模式相適應。電氣中心文件和其它專業中心文件之間將鏈接起來。在電氣中心文件中，把圖紙劃分成很多個系統，再結合系統來配置人員。

2.2.2 中心文件和本地文件

在Revit中的專有名詞就是中心文件和本地文件，這是由于“中心文件”工作模式而產生的，中心文件是在服務器中放置的，一旦建立就不再將其位置進行移動。所有設計人員都要在本地電腦上將本地文件進行創建，倘若設計工作完成后，利用同步完成和中心文件的雙向互通。最后，中心文件中的所有設計內容，將模型向業主交付使用時，就是將中心文件進行交付。

2.2.3 碰撞檢查

在Revit MEP中，將碰撞檢查功能包括進來，其能夠在模型間檢查實體的碰撞，在檢查完成后，能夠將檢查報告形成，同時導出報告。一是對需要碰撞檢查的其它專業文件進行選擇，通過原點對原點的定位方式與本專業模型進行鏈接，碰撞檢查運行后，會將沖突報告自動彈出，將檢查后的各沖突項進行列出，可以通過報告中的ID號來對碰撞構件進行查看，同時對其修改。同時，在Revit MEP能夠與Navisworks配合，其能夠生成具體的碰撞報告，在報告中，可以將每個碰撞點的IP地址以及相應的軸線號給出，從而能夠將碰撞進行發現和解決；此外，Navisworks還有可視化界面，能夠將設計成果清晰地在三維空間中體現出來，可以將每一處細節清楚的顯示出來，從而將設計成果直觀地體現出來[3]。

2.2.4 協同設計

對于協同來說，主要有兩個方面：①電氣專業內部協同；②專業間協同合作。

（1）對于電氣專業內部協同，一般來說，電氣設計都有強電、弱電。規模大一些的項目，大多都是由多位電氣設計人員在一起共同來完成的，每個設計人員都對其中的一部分進行負責。用以往CAD繪制時，因為溝通不方便，就會使產品選不一致的情況發生。但是利用Revit MEP后，就可以將這樣的問題大大的減少，由于Revit MEP使用的是中心文件模式，設計人員可以在本專業權限里，對相關的信息進行讀取，同時將自己修改的信息進行上傳，使電氣專業內部實時協調整改得以實現，從而使工作效率大大提升。

（2）對于專業間的協同合作，在傳統的設計過程中，不同專業的設計人員在項目實施前，都是各自負責不同的內容的，相互之間的交流溝通不多。土建專業將模板完成后，通過條件形式向各專業進行提供，不同專業結合到手資料將意見進行反提。整個過程中，就會產生專業間管線碰撞、凈高空間不足等情況。而調整后，還會由于標識不清晰，使得相互之間存在碰、漏，使得時間、資源產生浪費。通過利用Revit MEP，能夠在設計時對其它專業的模型進行鏈接，進行碰撞檢查，同時實時協調。將復制/監視功能開啟，倘若建筑專業的標高出現變化，會使給排水等發生變化，模型會將警告自動給出，從而使設計的同步性得以保證。

2.3 電氣族庫設計現狀

BIM電氣設計過程中，在設計電氣族庫時，在對每一個電氣族對其對應的屬性進行確定時，就一定要從兩個方面入手：①要嚴格結合電氣專業相應的工作流程；②一定要與上、下游實際需求數據相結合。同時，在創建電氣族庫過程中，必須制定好族庫的標準，再結合通用尺寸和象形，來將三維模型的外觀進行編制，針對二維模型的外觀編制時，要對建筑電氣制圖標準進行結合，來進行設計。

2.4 電氣平面設計現狀

人們總是利用Revit軟件來設計建筑工程電氣中的火災自動報警系統、動力系統等，在對電氣族庫進行建立的基礎上，把相關的設計都納入到Revit內，從而利用這一軟件來使電氣平面設計得以完成，這主要是因為這一軟件，現階段并不能算得上是專業的電氣繪圖軟件，因此，在布置電氣設備過程中，還可能會出現其它問題。所以，倘若利用這一軟件來定位電氣設備，就要通過這一軟件的繪圖布置，必須有專業人員來手動對其進行調節，在沒有問題后，再連接電氣線路。

3 BIM電氣設計發展展望

今后設計工具的發展方向就是Revit MEP，電氣設計人員能夠通過參數化建模，來實現可視化的三維圖形設計，從中可以看出，設計工具還是有很多特別實用的科學理念的。但是從現階段這一軟件的技術來看，其技術還不是特別的成熟，從現階段技術手段來看，還只是在某些大型設備的建模和管線綜合碰撞中進行使用，比如橋梁等，因此，想要使末端的細節得以實現是不容易的，同時其效率還有待提升，特別是建筑工程的工程量大、任務重、工序復雜，因此，從現階段的技術手段來看適應性不足。此外，從現階段這一軟件技術來看，在對電氣專業施工圖進行設計時，其還不是完美的設計工具，往往需要一定程度上結合CAD技術才能完成，這也是是現階段緊急解決的技術問題之一。

從現階段這一軟件的使用來看，其關鍵的問題，一是族庫不夠全，能夠使用的輔助工具也不多，此外，其專業間的配合兼容性還不夠完善，產生這些問題的原因，就是因為現階段這一軟件上能夠使用的輔助軟件不多，同時其功能還不夠完善，因此，對于研發人員來說，要加大對其的研發力度。同時，我們相信，由于我國科技的不斷進步，這一軟件會越來越成熟和完善，同時在很短的時間內，會有很多的輔助軟件供使用，其能夠在建筑工程中得到不斷的深入。因此，結合現階段的現實情況，電氣專業必須要對其關鍵內容使用BIM技術，比如在變電所、消防中心等方面進行分析，再向更廣闊的方向發展，相信由于這一軟件技術的深入，建筑電氣專業的所有內容BIM化實現的日子不會很遠。

4 結語

總而言之，在電氣設計過程中，BIM技術的應用是非常關鍵的，同時其作用也是非常明顯的，然而由于當前技術還沒有得到深入，相信這一技術的不斷發展，其在建筑工程電氣設計中的未來一定是非常美好的。