試論建筑電氣設計過程中BIM 技術的應用

閆蕊

（太原太化能源科技有限公司，山西 太原 030025）

0 引言

BIM 技術是近年來廣泛應用的3D 建模技術，該技術以信息互聯網技術為基礎，可通過對數據資料的分析建立模型，幫助設計人員了解模型各部分功能，使其能夠及早發現設計方案存在的缺陷，進而提高設計質量。建筑電氣設計中應用BIM 技術可建立各個電氣系統的模型，設計人員能夠預先了解電氣設計方案的可行性，進而提高設計質量。與傳統設計模式相比，BIM技術具有諸多優勢，為此設計人員需加強研究，并制定合理的應用策略，以保證相關技術的應用效果。

1 BIM 技術簡介

BIM 技術主要指建筑信息模型，是以計算機輔助設計（CAD）等技術為基礎形成的多維建筑模型信息集成管理技術。BIM 技術屬于典型數據化管理工程，可將設計方案構建為三維立體化模型，并可預演施工流程，設計人員可及早發現設計方案及施工過程中存在的問題，確定施工技術難度，進而提高設計質量，減少返工等問題。BIM 技術也可為設計團隊、施工團隊、運營單位等建筑相關主體提供交流平臺，并可實現數據功效，有助于提高施工質量及施工效率，降低成本，縮短工期[1]。

2 BIM 技術在建筑電氣設計中應用的優勢

筆者總結BIM 技術在建筑電氣設計中應用的優勢如下。

（1）BIM 技術具有可視化、立體化等特點，可構建建筑電氣設計模型，保證設計圖紙與施工實際情況的匹配度，減少施工過程中的誤差，進而提高電氣工程建設的整體質量。

（2）建筑電氣設計內容較為復雜，數據量較大，需多名設計人員協同完成。傳統設計模式下，不同設計人員的設計方案、工作進度存在差異，導致其在合作過程中存在諸多問題[2]。采用BIM 技術可有效解決此類問題，不同設計人員的思路均可展現于模型中，可最大程度上保證設計人員間的協同性，進而提高電氣設計質量。

（3）傳統電氣設計多采用平面繪圖的模式呈現，設計效率較低，且在后續施工過程中需多次修改設計圖紙，進而影響電氣施工的整體質量。采用BIM 技術可通過立體化模型展示電氣設計細節，設計人員可結合實際施工情況動態調整設計方案，有助于提高設計的合理性。

（4）BIM 技術具有可視化特點，通過三維立體模型的構建可顯示電氣設計方案與建筑空間結構的關系，并可方便施工人員與設計人員溝通交流，使施工人員準備理解設計方案，進而保證施工質量。

（5）BIM 技術可為建筑電氣設計方案的修改營造便利條件，設計人員在完成某一數據改動后模型其他部分自動發生變化，可保證修改結果的準確性[3]。BIM 技術在建筑電氣設計中應用的優勢如圖1 所示。

圖1 BIM 技術在建筑電氣設計中應用的優勢

3 建筑電氣設計過程中BIM 技術的應用領域

3.1 BIM 技術在照明系統設計中的應用

照明系統是建筑電氣系統的重要組成部分，其設計質量可對建筑內部人員舒適度產生較大影響。在建筑照明系統設計過程中，設計人員可應用BIM 技術，以提高設計質量。具體應用BIM 技術的過程中，設計人員需預先考察施工區域，了解建筑對照明的基本要求，采集照明系統的相關數據，將相關數據輸入BIM 軟件中，并對數據進行分析，明確照明系統各部分的關系，確定總體設計方案[4]。同時，設計人員需利用BIM 技術完成照明系統與其他系統信息數據的交互共享，以便于及時發現設計方案存在的問題，保證照明系統設計方案與建筑其他系統設計方案的匹配度。另外，設計人員需利用BIM 技術構建建筑照明系統的三維可視化模型，通過模擬分析確定設計方案存在的問題，以提高照明系統設計方案的科學性及可操作性[5]。

3.2 BIM 技術在弱電系統設計中的應用

依據建筑工程電力輸送功率大小，可將電力系統劃分為強電系統與軟電系統，其中弱電系統設計內容較多，設計難度較大，設計質量可對建筑的智能化程度產生比較大的影響。在建筑弱電系統的設計過程中，設計人員可采用BIM 技術，將弱電系統的相關數據輸入軟件內部，分析設備擺放位置是否合理，確定弱電設計方案是否能夠確保建筑智能化，適當調整設計方案。比如在弱電設計過程中，設計人員可采用BIM 技術模擬建筑內部攝像頭監控情況，對監控獲取的數據進行分析，適當調整監控位置及角度，從而避免監控圖像存在死角。

3.3 BIM 技術在配電系統設計中的應用

配電系統是建筑電氣系統的重要組成部分，應用BIM 技術有助于提高設計質量。具體開展配電系統設計過程中，設計人員需預先獲取建筑相關數據，對配電系統進行深入系統的研究分析，利用BIM 技術布置電氣平面圖及線路圖，設計電氣設備的規格與參數，并建立配電系統模型，通過模型觀察分析插座及電氣設備位置是否合理，評估排水系統及暖通動力是否充足。設計人員通過對模型的觀察分析可確定設計方案存在的缺陷，并適當調整線路敷設方案，以保證電氣設備的可靠連接，確保導線與電路布局的合理性。設計人員也需利用BIM 技術對配電系統進行全面檢查，重點檢查配電盤明細表、配電線路屬性，如發現設計問題及時解決，以保證配電系統設計與電氣項目運行的需求相匹配[6]。另外，設計人員也需利用BIM 技術對配電線路進行優化調整及標注，以便于后續施工。

3.4 BIM 技術在電氣管線設計安裝中的應用

BIM 技術在電氣管線設計安裝中具有重要作用，設計人員可構建電氣系統模型，采購人員可依據模型中的數據確定購買材料的類型及數量，以實現對施工成本的有效控制。同時，建筑電氣管線的安裝流程相對復雜，施工人員需在狹窄的空間中完成各項操作，施工風險較大。采用BIM 技術進行電氣管線設計過程中，設計人員可為施工人員預留充足的安裝空間，并可幫助施工人員了解管線走向，可提高管道安裝質量及效率，確保施工人員安全[7]。同時，BIM 技術也可應用于電氣管線檢修中，設計人員可通過該技術了解電氣關系的參數，如發現電流、電壓等數據存在問題，可在第一時間發出預警信息，施工人員可依據信息完成檢修，進而及時排除故障。

4 建筑電氣設計過程中BIM 技術的應用策略

4.1 明確BIM 技術的應用流程

設計人員在應用BIM 技術進行電氣設計過程中，需明確應用流程，以保證設計方案的合理性。筆者總結BIM 技術在建筑電氣設計中的應用流程如下。

（1）進場準備階段。進場準備階段，設計人員需深入了解建筑工程的實際情況，全面獲取電氣系統的各項數據資料，并利用相關數據創建建筑電氣BIM 模型。

（2）施工階段。進入電氣工程施工階段后，設計人員需加強BIM 模型的維護，結合施工進度分析整理設計過程中存在的問題，并及時調整設計方案。同時，設計人員需利用BIM 技術對施工進行虛擬化指導，告知施工人員施工難點及相應的解決方案，以保證施工過程順利完成[8]。另外，管理人員也需利用BIM 技術進行施工材料使用情況的監管，并且對施工費用進行綜合管理。

（3）竣工結算階段。竣工結算階段，設計人員需提交最終BIM 模型，相關單位需依據模型中的各項數據完成結算。

4.2 建立電氣族庫

BIM 技術在電氣設計中具有突出的應用價值，為保證該技術的應用效果，設計人員需規范建立電氣族庫。在建立電氣族庫的過程中，設計人員需結合建筑工程的實際情況，全面了解電氣相關數據信息，并依據規范化電氣設計流程、電氣族庫特征確定具體設計參數，以保證模型尺寸合理及形象生動。同時，在構建電氣族庫的過程中，設計人員需嚴格遵守科學合理的基本原則，以保證電氣族庫在實際設計中發揮出應有的價值[9]。

4.3 選擇適宜的軟件

在建筑工程設計中，電氣設計占據重要地位，為保證設計質量，設計人員在應用BIM 技術的過程中需合理選擇軟件。目前，建筑電氣設計的常用軟件為RevitMEP，該軟件能夠確保BIM 技術與電氣設計的有效融合，保證防雷接地系統、火災報警系統等電氣系統的設計效果，使電氣設計方案更為安全可靠及科學合理。同時，RevitMEP 軟件具有良好的智能性，設計人員將電氣族庫信息深入軟件后可生成電氣平面設計方案，設計人員通過對方案的分析及調整可獲取高質量的電氣設計方案。RevitMEP 軟件在實際應用過程中也存在一定不足之處，為此在實際操作中仍需應用CAD 等軟件調整完善設計方案。

4.4 細化電氣設計內容

設計人員在應用BIM 技術進行電氣設計的過程中，需細化設計內容，不斷改進設計流程及設計方案，使設計方案在施工中發揮應有作用。具體應用BIM 技術進行建筑電氣設計的過程中，設計人員需對電纜橋架等電氣施工所需設備進行參數化處置，將數據輸入軟件中，并與電氣族庫的數據進行對比分析，以保證模型的精確度。同時，在建筑電氣設計中，導線為螺絲系統族，利用BIM 技術構建的難度較大，為此需選用其他管線取代導線，以清晰展示導線的走行方向，確保設計方案的合理性。

4.5 保證設計方案的精準性

傳統電氣設計模式下，設計人員溝通交流不到位，導致管線碰撞等問題頻發，嚴重影響施工質量及施工進度。BIM 技術應用于電氣設計中能夠有效解決管線碰撞等問題，使管線布局更為合理，可保證設計方案的精準性。設計人員在應用BIM 技術的過程中，需對比分析建筑實際空間與BIM 軟件中的虛擬空間，并進行管線沖突檢測分析，獲取管線碰撞報告后需對設計方案進行優化調整，完成調整后再次進行管線沖突檢測，并導出管線調整的圖像，以達到最佳的設計效果[10]。

5 實例分析

某辦公樓為四層建筑，設計人員在電氣設計中合理運用BIM 技術，并取得良好的設計效果。

（1）工作集協同設計。設計人員在BIM 技術實施階段構建工作集，要求各部門成員參與工作集中，并在工作集內部進行信息共享，以便于各部門工作人員及早了解電氣設計方案，并在工作集內共同探討分析設計方案存在的缺陷，以提高電氣設計的有效性及合理性。

（2）電氣系統優化設計。該工程電氣系統主要包括安防、線路布置、照明、監控、配電、火災報警系統等，上述系統均采用BIM 技術完成設計。例如，在照明系統設計過程中，設計人員采用專用照明設計軟件，合理選擇燈具信號，調整燈具安裝位置，在完成設計后模擬燈具照明效果，如發現照明效果不佳則及時調整設計方案。在回路設計過程中，設計人員利用BIM 技術獲取所需參數，構建線路模型，并模擬線路施工及運行情況，適當調整完善設計方案，以保證線路設計方案的可行性。

（3）管線分布設計。在建筑電氣管線分布設計中，設計人員利用BIM 技術進行碰撞檢測，操作中引入Navisworks 軟件進行動態模擬，依據檢測結果對管線的位置進行調整，并為管線施工及檢修預留充足空間，施工人員嚴格依據BIM 技術提供的模型進行施工，可確保電氣管線施工的整體質量。

6 結語

建筑電氣設計質量可對建筑質量及安全性產生影響，BIM 技術為建筑電氣設計的全新模式，可以解決傳統設計方案存在的各類缺陷，有助于提高設計方案的合理性。為此，設計人員需加強技術研究，制定合理的應用方案，并不斷總結經驗，以提高BIM 技術的應用效果。