基于BIM技術的建筑電氣設備族庫擴展研究

魏立明 董天昊 劉 言

（1：吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林 長春 130118；2：河北拓撲建筑設計有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

BIM是通過三維數字技術，對建筑工程中的項目設施實體與空間特性進行三維立體表達[1-2]。該技術在建筑施工設計的各個專業都得到了廣泛運用，完成了電氣設計從傳統的尺規作圖到CAD二維平面制圖。直至今天BIM三維建模的兩次重大革命，為工程設計工作中結構、電氣等專業間進行碰撞調整提供了極大的便利，讓各個專業工作在同一個模型之中，使工作效率和質量都得到了明顯提高。盡管BIM技術推動了建筑行業的發展，但是必須認識到的問題是電氣專業二次開發較為困難[3]，BIM技術在電氣設計中的應用與其他專業相比略顯局限，并且軟件中本身所含的有限數量的電氣設備族，成為今天設計工作中的一大障礙，本文對此進行深入地分析。

1 案例分析

1.1 工程概況簡介

本工程為北方某辦公樓，其地上4層，地下1層，建筑面積為4 745.6 m2，總體高度為15.6 m，為二類多層辦公建筑，其電氣設備包含排煙風機、排污泵、消防電梯、照明設備等。

1.2 BIM技術在建筑電氣設計中的應用分析

1） 根據BIM當前的應用情況，應先完成設計準備，在形成電氣族庫后進行電氣平面設計、生成二維視圖并進行調整后開始綜合碰撞檢查。具體操作流程如圖1所示。

2） BIM在施工階段的操作可分為如下過程：初步深入強化設計建立模型→二次深入強化出管件加工→現場加工制作相應管件→完善加工產品→現場調試→系統測試。

2 電氣設備族的建立

BIM軟件中，照明設備、變配電箱（柜）、用電負載等設備是電氣設備族庫的主要內容。其創建過程具體為：形成電氣族庫的相關標準，把通常采用的尺寸與象形作為三維模型外部樣式編制的設置依據，每一個電氣族的具體屬性都應該按照電氣專業實際工作流程及相關數據的實際需要來確定[4-6]。每個族參數對應相應的族類別，常規模型族是一個不帶有特定族特性的普通族，只具有形體的特征。族參數、特殊參數、共享參數、參數數據是族的參數的主要內容[7-10]。參數數據包括名稱、規程、參數類型及參數分組方式。三維模型的創建主要通過拉伸、融合、旋轉、放樣等操作實現。

以電纜橋架族為例進行族文件確立說明：電纜橋架主要包括支架、安裝附件和托臂等部分，其結構主要為梯架式、槽式等。當前主要有梯形和槽型兩種形狀的電纜橋架，各有其應用范圍，若想提高繪制圖紙的準確性則需要在Revit制圖中做到快速區分。具體建族方法操作流程如下。

1）使用過濾器，為每一種橋架系統添加各自的過濾器，并且在可見性圖形替換中加上不同的顏色。

2）在視圖選項卡中單擊過濾器選項，選擇新建，輸入一個用于強電電力橋架的名稱。

3）在新彈出來的過濾器對話框中將過濾器使用對象的類別設置為電纜橋架和電纜橋架的配件，將過濾條件設置為設備類型等于電力。

4）在Revit中電纜橋架沒有對應的系統，但可以通過設備類型參數用以區分電纜橋架的用途，繪制電纜橋架的過程中選擇正確的設備類型。

5）打開強電平面圖—打開可見性/圖形替換對話框—單擊過濾器—單價添加命令—添加之前創建的2個過濾器。

6）分別給強電和弱電添加顏色—投影/表面—填充圖案—選擇顏色。

7）經過處理后繪制電纜橋架可以很清晰的區分電纜橋架的類型。2根有高度差的電纜橋架相交，重疊部分顯示不是同一高度的電纜橋架相交時，調節規程為機械，視覺樣式選擇隱藏線。

8）打開系統選項卡—電氣—選擇電氣設置—更改樣式MEP隱藏。

同時本文進行了梯級式電纜橋架彎通族的創建，通過制定相關參數并設定創建橋架外形，參數設置與參照平面圖見圖2，具體操作如下。

1）選擇公制輪廓族樣板，設置橋架的寬度、厚度、高度等系列參數，以及參照平面的繪制。

2）創建主體族幾何圖形，參照所設參數繪制主體族外形，綁定所創建輪廓族的參數。鏈接主題族連接件，并載入到項目中檢測，保存備用。檢測效果見圖3。

3 碰撞檢測分析

以北方某辦公樓為例，大量管道布置在建筑內，傳統的二維CAD設計時，由不同專業的設計人員分別設計，每個建筑圖紙和文件都是“信息孤島”，各專業之間無法進行及時的溝通交流，極易造成管線碰撞，造成人力物力不必要的浪費，BIM可以通過模擬進行檢測管道之間是否存在碰撞，有利于設計過程中及時調整。該圖紙以地下1層火災自動報警平面圖（見圖4）為基礎，進行建筑給排水、建筑暖通、建筑電氣三者之間的碰撞檢測，從圖5中可以看出地下1層的消防管線和噴淋管發生碰撞（圖5中A處標注為消防管線，B處所標注的粉色部分為噴淋管，二者相交部分即為碰撞部分），碰撞的結果可以為建筑電氣施工方提供有效的施工依據。

4 結語

本文著重闡述了基于BIM的建筑電氣設備族的創建過程及應用。以北方某辦公樓地下1層火災自動報警平面圖及其與相關專業的碰撞平面圖為例，通過創建消防管線及電纜橋架等電氣設備族，建立其主體族群，與相關專業進行碰撞，其碰撞結果表明地下1層的消防系統的FC線（信號二總線）與噴淋管發生碰撞，在平面設計中只能單獨標注區分標高，這樣使得整體壓低頂板高度，而通過這種方法可以清晰地看到各個角度的狀況，通過橫向避讓、豎向旋轉，可以有效節省空間避免浪費，同時也在施工圖設計期解決大部分碰撞，極大地便利了建筑電氣設計工作，也為施工方提供參考和借鑒。