淺談BIM技術的發展及其在電氣工程中的應用

冷冰

上海二十冶建設有限公司 上海 201900

近年來，BIM技術開始興起。各大建筑企業陸續開展了BIM技術研究，不少大型高端項目更是硬性要求BIM技術的全程介入。建筑人的思維正從傳統的2D模型轉向更直觀的3D模型，建筑行業正步入“三維立體時代”。

BIM技術即建筑信息模型（Building Information Modeling），我國2017年推行的《建筑信息模型應用統一標準》-GB／T51212-2016對其做了如下解釋：“在建設工程及設施全生命期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱。簡稱模型”。可見，BIM技術不能簡單理解成一種圖紙的3D化，它是建設工程自設計階段至最終運營全生命周期中各類綜合信息的集合與應用，是一種工作過程的體現。而模型所包含的元素信息也多種多樣，包括尺寸、定位、空間拓撲關系等幾何信息。也包括名稱、規格型號、材料和材質、生產廠商、功能與性能技術參數，以及系統類型、施工段、施工方式、工程落實關系等非幾何信息。BIM技術就是要將如此龐大的信息進行收集、整合并表現在同一個共享平臺中，讓參建各方都能最快速、最大限度的獲得與項目有關的信息，從而縮短信息在傳輸過程中發生的滯留并通過各類模擬手段預判未來結果，作出對應處理。

公認的，BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性等諸多優點。參與各方將信息上傳至BIM平臺，專業技術人員通過BIM平臺提供的信息，能夠及時對項目做出正確理解，并進行更新調整。涉及單位將跟具變化做出反應，從而達到提高生產效率、節約成本和縮短工期的目的。三維模型具有極高的可視性，相較傳統的施工圖紙，無需在頭腦中進行立體想象，為參與建設的非專業人士提供了直觀的參考。

盡管BIM技術擁有如此多的自身優勢，經過近二十年的發展，為何仍未能成為普及性的項目管理工具？《建筑信息模型施工應用標準》-GB／T51235-2017中同時指出：“BIM不是表達建筑信息，輔助工程實施的唯一辦法，目前BIM還沒有取得像工程圖紙一樣的法律地位”。這也說明了BIM技術目前在建筑市場上的地位始終沒有得到確認，BIM技術仍處在發展階段。

首先BIM技術自身缺乏創效能力，這也致使各類企業沒有發展BIM技術的積極性。企業投入資本，并期待投資回報，而BIM技術多數情況下處在一種對圖紙和技術的深入細化過程，可以理解成一種附加值。這種附加值對項目的發展沒有必然性，如果沒人愿意為其埋單，那它的經濟效益便無法體現。其次，BIM技術的推廣和應用投入成本不低。尤其是前期，人才的培訓，軟硬件的采購，試驗項目的開展都需要金真白銀的投入，這就提高了建筑企業的經營成本。再次，BIM技術多數情況下并沒有理想中那樣實用。目前建筑工程仍然采用以平面圖紙為基礎的二維模型，BIM需要基于圖紙進行細化和分析，從而產生了巨大的工作量。而建筑業高速發展的今天，施工的進度要求已遠遠超過以往的概念。BIM模型如果不能在施工前投入，那么它的指導意義便無法有效發揮。最后，BIM是以虛擬設計來指導未來施工。需要一個較為明確且穩定的方案，一切設計都要在設計階段得到確定，越往后期，變更造成的成本越高。而目前的建筑市場，建設方的決策存在較多不確定性，大多數項目還不能做到在完全準備好的情況下進入施工階段。BIM技術存在的問題不僅于此，BIM與各類建筑標準、規范及各地政府之間的統一問題，BIM應用軟件的精細化程度，建筑基層人員的整體素質等都制約著BIM技術的推進。

相較而言，BIM技術對電氣工程的作用目前更多的停留在施工階段，主要是施工企業利用模型對路由進行優化和對布線碰撞進行檢查。由于電氣專業介入較晚，且建模速度相對較快，BIM的優勢更容易體現出來。通過已有的數據進行分析，更利于電氣線路的綜合布置，選擇路由，避免錯誤的發生。但我們對BIM技術的期待還遠不止于此。既然BIM技術是各種信息的集合，當各專業數據全面上傳后，系統便可以通過這些參數自動生成電氣圖紙。舉個例子，當我們設想使用某種設備，只需提供它的功率、位置、環境狀況等參數，系統便可以從庫中提供符合要求的方案供設計人員比選。當系統完善后，又可對其進行預試驗，提前檢驗設計效果。另外，電氣專業系統性較強，各類線路錯綜復雜，很難在平面圖紙上充分表現其位置關系。利用BIM模型后，各階段使用人員都能清晰的了解線路位置及走向，指導作業人員操作，也有利于技術人員的交底工作。BIM技術還具有很強的關聯性，當現場人員根據實際情況完備數據時，系統會根據數據變化，自動或提示其他專業做出相應調整，充分利用現有資源，提高施工質量和施工效率，達到協同作業的目的。而細化后的模型還能精確指導采購及日后結算。VR技術的引入對現場安全管理也能起到不可忽視的作用。不過，要做到以上的精細化管理，更深入的數據模擬還需要進一步的解決。由于缺少統一標準的電氣族文件庫，轉化BIM模型需要耗費大量的建立族文件的時間。至于計算問題，目前市場上尚未出現較為專業的軟件能將電氣設備全面錄入。

科技是建筑業健康持續發展的唯一途徑，原地踏步遲早將被市場淘汰。BIM技術的先進性是毋庸置疑的，經管它仍存在諸多缺陷，但任何一種技術的發展都需要滋養。近幾年，BIM技術也迎來了改革的春風。在國家層面陸續出臺了多個支持性的政策文件。2015年住建部下發的《關于推進建筑信息模型應用的指導意見》中提到“2020年末，以國有資金投資為主的大中型建筑，申報綠色建筑的公共建筑和綠色生態示范小區，這些項目的勘察設計、施工、運營維護中，應用BIM的項目要求比率達到90%。”這一文件促使以央企為代表的大型建筑企業，積極參與到BIM技術的發展建設中。緊接著2016年住建部在《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》，中再次提到““一代一路”重點工程中，應用BIM技術，促進工業化建設。”將國家發展策略與新型科技技術結合，正式吹響了BIM技術全面普及的號角。行業層面，以《建筑信息模型應用統一標準》為代表的技術標準，進一步推進了BIM技術的標準化。建筑企業為適應發展，必須跟上BIM技術的時代腳步。

BIM不僅是一種技術，更是人們試圖解決問題的思維轉變。相信，通過持續努力，實現BIM技術的普及指日可待。