BIM技術在建筑照明領域的應用研究

李冬冬

摘 要：本文在梳理BIM技術相關理論知識的基礎上，重點論述了BIM技術在建筑照明領域實行的可行性，并針對建筑照明領域中BIM技術的應用提出了相應策略，對BIM技術在建筑照明領域應用的模板建立、模型設計以及模擬分析等進行了深入探討，最后以某一地鐵站為主要研究對象，實例論證了BIM技術在建筑照明領域的實踐應用價值，旨在為不斷提高建筑照明領域中BIM技術的應用水平帶來更多參考與啟迪。

關鍵詞：BIM技術;建筑照明;應用

中圖分類號：TU113.66;TU17 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0142-02

0引言

隨著全球經濟一體化進程的不斷推進和我國“一帶一路”建設等諸多對外發展經濟策略的實施，建筑行業在良好歷史機遇下蓬勃發展，各地區建筑規模進一步擴大，建筑投資額不斷增加。如何利用計算機自動化做好建筑工程電氣設計工作，利用BIM技術、BIM平臺完成建筑電氣設計的三維模擬，使建筑電氣設計與工程項目建造數據庫密切關聯，為建筑工程電氣設計提供更準確的數據信息和更精確的決策判斷成為諸多工程項目建設單位關注的重要內容。在此背景下，對BIM技術在建筑照明領域相關應用的深入探究也就具備了重要理論意義和現實價值。

1 BIM技術概述

BIM即建筑信息模型，是指利用計算機技術和信息技術模擬工程項目建設過程中的數據關系、空間關系甚至物理關系，包括工程結構、功能等相關數據信息，從而支持工程項目建設全生命周期過程中的決策、設計、施工、竣工驗收、運營和管理等諸多過程的技術方法，利用BIM技術所構建的工程項目建設信息模型，也就是BIM模型，主要包含了工程項目建設過程中所需的幾何信息以及材料、構件、價格等非幾何信息。一般而言，BIM技術主要優勢可歸納于可視化、模擬分析、多專業協同工作和圖紙生成關聯性修改四大方面。就模擬分析問題而言，傳統模式下的二維平面CAD繪制圖紙并不能進行工程項目建設的智能化分析與結構化模擬，必須在其他相關分析軟件中單獨構建工程項目模型進行數據計算，往往會耗費設計師大量時間和精力。同時，粗糙的模型計算與構建也會使工程項目建設結果產生較大誤差，而利用BIM技術所構建的信息模型涵蓋項目建設全過程的相關數據，將該模型導入BIM技術平臺分析軟件，也就能進行工程項目建設結構分析和管線布設沖突分析、防火安全檢測等。

2 BIM技術在建筑照明領域的可行性

總結歸納BIM技術在建筑照明領域應用的可行性，主要歸結于BIM技術軟件平臺在工程項目建設照明領域工具選擇應用的可行性。從判斷合適軟件工具選擇及實踐論證與應用可行性方面入手，由于Autodesk Revit作為Autodesk公司的系列產品，在最新版本中并不延續傳統模式下的面向建筑、結構和機電專業分類，而是將建筑、結構和機電融為一體，創造功能齊全且完善合理的Rivet2013軟件，該軟件作為BIM技術在建筑照明領域設計中應用的主體平臺，將著重研究MEP功能設計部分在建筑照明設計中的應用。目前，國內關于建筑照明設計中軟件的選擇主要涵蓋DIALux、AGI32和Ecotect。對比分析三款軟件的計算能力可知，DIALux和AGI32與Ecotect軟件的最大區別即Ecotect從屬于BIM軟件平臺，能提供與BIM軟件平臺相兼容的接口，能識別綠色建筑可擴展的標記語言和打開其他文件格式，而AGI32軟件只能提供部分二維圖形格式接口，以該二維圖形導入后的平面圖為參考繪制三維甚至四維模型，得到的門窗墻體結構并不能充分發揮BIM技術平臺相關優勢。因此，對比分析三款軟件在建筑照明設計領域的計算能力和與BIM技術平臺接口兼容性兩大評判標準可知，DIALux作為未來與BIM技術平臺Ravit軟件配合使用的重要軟件，盡管在現階段的軟件設計環境和開發應用水平下并不能實現BIM技術平臺建筑照明設計中的結構可視化，但在未來一段時間必將成為Ravit軟件發展下接口兼容的主流建筑照明設計工具，完成三維建筑結構模型可視化設計[1]。

3 BIM技術在建筑照明領域的應用策略

3.1模板的建立

在建筑照明領域的BIM模型應用過程中，模板構建主要采用Autodesk ravit軟件布局建筑工程項目模板工程結構，確保工程項目建設過程中建筑、結構和其他施工專業的相互協調。在Ravit模板工程項目建模時，根據施工專業統一劃分和統一命名，確保建筑工程結構施工操作面一致，各專業族庫逐步完善，使工程項目建設照明光源族庫統一，為下一步建筑照明設計打下良好基礎。

3.2模型設計

BIM技術在建筑照明領域的模型設計也常使用Autodesk ravit軟件，在建筑工程照明模型構建過程中，設計者在建筑照明光源總庫的基礎上形成工程項目建設照明初級模型，將該照明初級模型與土建、安裝、結構等相關專業聯合溝通，確保形成較為精確的建筑照明模型，然后進行各專業的模型匯報，使各專業在BIM技術平臺的MEP中心模型構建下，形成統一的最終的建筑工程模型。在進行模型的設計工作時，通常采用同步設計方式或單獨設計方式開展其模板設計工作。同步設計方式即諸如土建、結構、安裝等不同專業的設計工作者同步更新相關數據信息，實時分享數據，確保業主在內的施工方、監理方等所有參與者能對統一的建筑工程結構模型進行修改。但在同步設計模式中，所需的硬件功能結構要求較高，應準備性能更加優良的計算機輔助設計。單獨設計模式下的土建、安裝和結構各專業單獨開展設計工作，各專業模型在借助BIM技術平臺或網絡云平臺進行數據共享和實時分析時，并不需配置較高功能的硬件設備，不同專業設計者往往可根據其實際設計條件選擇合適的設計方式。

3.3模擬分析

隨著現代社會人們對建筑結構外在形象及內在功能要求的不斷提高，建筑結構外形逐步變得立體化和多樣化，建筑結構內部空間設計與應用水平不斷加強，因此，需要對建筑工程結構內部采光條件進行合理分析，確定更加科學合理的建筑結構照明設計方案。通常情況下，建筑結構照明采光光源主要包括點、線、面三類光源形式。當照明設計工程師在完善點、線、面三類光源族庫后，可構建完整的建筑電氣模型，將建筑電氣模型導入Ecotect軟件分析其模型，而該軟件主要通過模擬建筑物外在光源和實際光照效果輔助照明設計者完成對建筑結構的采光和照明設計工作，優化照明設計效果。通過Ecotect軟件模擬自然光照條件下建筑結構的采光時，能完善自然環境下采光模型中各類影響因素對建筑結構照明效果的設定，在進行建筑物室內外的自然采光照明條件分析的基礎上，預先設定標準值后，利用軟件模擬出建筑物內部采光照明條件并給出相應的照明曲線。設計師即可通過調整建筑物窗口位置、窗口大小甚至百葉窗角度等諸多方式增大或減小建筑物結構內部光照強度。

另一方面，在建筑結構照明設計考慮照明亮度、光照均勻度以及眩光值等基本參數的基礎上，通過計算機軟件輔助計算電氣工程布線方案設計與優化，利用BIM技術平臺將電氣工程安裝過程的管道鋪設空間位置、多層管線集中處布線優先級及管線與管線之間的相互影響等諸多參數信息更加直觀地顯現出來。此時，由于建筑照明設計安裝領域不僅是為建筑工程結構提供照明功能，更需考慮現代建筑物適用性與居住舒適度，也就需要在一定程度上優化建筑裝飾裝修效果，而電氣工程安裝設計裝飾效果在工程未完工之前并不能直觀體驗，且電氣工程安裝更具備安全性要求較高這一獨特性質，而應用BIM技術平臺，可在工程項目設計時，利用模型對建筑裝飾效果和照明效果進行模擬分析，從而為電氣工程師與安裝團隊提供靈感，驗證安裝設計方案最終效果，使照明系統與裝飾裝修融為一體，更加協調一致，滿足現代社會人們對照明體系和裝飾裝修效果的高標準與嚴要求。

3.4應用在綠色照明

利用BIM技術平臺能夠有效協調建筑工程結構設計與建筑照明體系，使建筑工程結構在設計、施工和運營管理過程中滿足人類基本照明需求，高效利用自然光的同時減少建筑照明能耗，增加人類裝飾裝修效果以提高居住舒適度[2]，同時完善對綠色照明理念的貫徹。由于綠色照明設計對比普通建筑照明設計而言更加復雜，往往需要考慮當地光照條件、光照因素以及不同氣候地理環境下太陽光照角度等，而該類信息數據往往可通過BIM技術平臺模擬分析，因此，將該技術平臺應用于建筑照明領域有其必要性。

4 BIM技術在建筑照明領域的實踐——以某地鐵站為例

本文以某市軌道交通地鐵站為例，利用Ravit軟件對地鐵車站內的設備進行建筑照明配電設計，利用軟件中的MEP中心對地鐵車站內的電壓等級、配電系統等諸多參數進行分析的基礎上，確保車站地鐵內電力負荷分類準確。同時，利用參數化建模實現地鐵車站可視化的三維模型建筑照明設計，確保電氣安裝施工的順利進行。在此過程中，設計人員根據城市軌道交通照明規則，加強對地鐵車站內的燈具類型、屬性、通光量、色溫、發光狀態、光線分布以及光線照明角度的諸多參數進行分析和總結，在滿足車站內部照明需求的基礎上展開照明平面安裝模擬，以碰撞方式暴露電氣安裝施工過程中可能存在的問題，針對可能存在的問題改進地鐵車站內部設備用房照明電氣安裝方案。最后，在對地鐵車站內部照明體系安裝和模擬的基礎上，通過BIM技術三維平臺建模展現立體車站內部虛擬光環境，快速發現車站內部照明體系設計過程中存在的問題，修改優化設計方案，不斷提高照明質量和優化設計效果，確保地鐵車站內部燈具功率、光通量和色溫、光源等類別符合車站內照明用房需求，保證電氣工程安裝進度符合合同預期。

5結語

BIM技術的三維建模能夠做到三維模擬可視化設計，給設計師更真實和直觀的視覺感受與體驗，提升中標幾率的同時，更能滿足土建方、安裝方快速算量及協調工序等諸多要求，能夠盡可能地避免施工現場各類問題所存在的干擾對施工進度、施工成本等的不良影響。總之，BIM技術的三維模擬施工及碰撞檢查，能夠大幅度降低工程項目建設質量問題，減少圖紙變更和施工變更，確保施工成本與施工周期在目標范圍值內，完善施工優化設計方案，有效提升建筑照明設計方案系統的科學性，也能使建筑照明體系更加合理高效，使整個系統發揮更實用的價值。

參考文獻

[1] 孔嵩.BIM技術在建筑電氣設計中的應用和展望[J].現代建筑電氣，2013，4（9）：1-4.

[2] 董輝.BIM技術在建筑照明領域的應用淺述[J].中國標準化，2017（12）：112-113.