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淺談BIM在電氣設計上的應用

來源: 云南建筑2016年第4期 點擊: 1337 2017-09-28 14:59

摘要:BIM 已成為現今建筑設計市場的大趨勢,文章對BIM 運用在電氣設計方面的具體實施進行探討,梳理BIM 在電氣設計中應該如何運作并分析與其他專業之間的協同設計。

關鍵詞:建筑信息模型   軟件   電氣   碰撞


 

淺談BIM在電氣設計上的應用

Application of BIM in Electric Design

黃鈺華,云南中建人文建筑設計研究院有限公司,建筑及規劃設計研究所,電氣工程師


1、BIM 與軟件
1.1 建筑信息模型
      建筑信息模型(Building In?formation Model, 簡稱BIM),是建筑工程全生命周期的解決方案,可以從策劃、設計、施工、到后期維護全程使用。
      建筑信息模型技術的快速發展和應用,為解決建筑生命期各階段的信息"斷層"問題提供了有效的途徑和方法。但目前BIM 應用主要通過文件進行數據交換和管理,無法形成完整的建筑信息模型,難以實現BIM 的全部價值。
      BIM 軟件在中國的運用已經進入到新的階段,很多施工方和設計方都在用自身的技術力量在BIM 軟件平臺上進行研發和現場實際運用,其中比較有代表性的工程為上海中心和上海迪士尼樂園。關于后期維護,BIM 軟件會涉及到模型交付給甲方后,后期物業運營維護會對此模型進行深化并且在運營中發揮管理的作用。
      目前,全球有很多家公司在開發BIM 軟件系統,其中比較出眾的軟件有: Autodesk 公司的Au?todesk Revit、Graphisoft 公司的ArchiCAD、芬蘭普羅格曼公司的MagiCAD 還有國內的魯班軟件和鴻業軟件等等。
1.2 Autodesk 公司的Autodesk Revit
      Autodesk Revit,是目前為止功能最強大,基礎打得最堅實的Autodesk 公司的拳頭產品,其功能強大程度不亞于現在我們用的二維設計軟件AutoCAD。這款軟件的優點是各專業優化全,兼容性好,輸出的模型對施工的指導意義較大,由于是參數化設計,其對模型的要求比較高,是設計界Autodesk 公司設計并已于中國勘察設計協會合作并得到行業部門的支持。
1.3 芬蘭普羅格曼公司的MagiCAD軟件
      Graphisoft 公司的ArchiCAD 在上述眾多軟件中,相對比較成熟,功能性強,對電腦硬件要求不高,各專業協同合作也比較好,但是主要偏重于建筑專業,在機電方面的功能優化不足。
      芬蘭普羅格曼公司的MagiCAD(簡稱MC) 軟件,是一款運用在建筑設備設計行業的三維工程設計軟件,主要在建筑給排水、采暖與通風、電氣設計三個專業間實現三維設計功能的強化。MC 軟件的優勢在于,它有針對Autodesk Revit的插件,而且更重要的是有針對Autodesk CAD 的插件,可以直接在二維CAD 設計上直接可以呈現出三維效果,使得設計過程中有較好的直觀感受;軟件本身已經自帶包括各廠家制作的族庫,能直接在項目上運用,并且還有快鍵的預留空洞功能等等。
1.4 BIM 設計軟件與現行繪圖軟件的區別
      現在較多設計院用的是Au?todesk CAD 軟件以及國內的天正,鴻業插件軟件,這些只是二維的繪圖軟件,在空間設計中有著先天的缺陷, 簡單的說, 只是在“線”上的設計。而BIM 軟件的運用才是真正的設計軟件,它從一開始就對項目本身進行定位,把我們現在文字上做的項目管理也融入到了設計當中,對節點的控制和對材料清單的統計,甚至對造價量化統計等等,都集成在了軟件本身,概括的說,是在“點”上做設計。
      在現階段運用BIM 軟件,主要是對每一個構件進行定義,我們在圖中每次操作,都是對這個構件的在平面,立面,剖面進行重新定義,每一個環節都是相互緊扣并且相互關聯,配合上協同平臺的運用,能在最大程度上避免工程浪費和有些無法預估的細節錯誤。


2、AutoCAD Revit 在電氣專業設計中的應用
2.1 準備階段
2.1.1 圖紙準備
         準備好適合本項目的機電樣板文件,建議不同類型的建筑細分準備不同類型的機電樣板文件,這樣對項目進展中遇到同類問題會減少。
2.1.2 BIM 標準宣貫
         在項目開始前, 必須把公司BIM 標準宣貫,并且根據BIM 合同進行模型深度的確定。
2.2 設計階段
2.2.1 按照已出施工圖進行地下室橋架的翻模,對建筑內部、公共空間及主入口等部位進行虛擬漫游;
2.2.2 基于BIM 提出功能及空間、結構體系、機電系統和成本控制,修改標高、橋架、管線標注信息;
2.2.3 復核穿墻預留洞信息;
2.2.4 電氣本專業的橋架碰撞分析;
2.2.5 引用暖通,給排水專業的圖紙,進行機電專業管綜碰撞分析;

2.2.6 利用BIM 模型對功能及空間、結構體系、機電系統、核心機房合理、成本控制等進行優化;
2.3 編制文檔階段
2.3.1 根據甲方的需求,按照公司的交付標準輸出施工圖圖紙或者模型;
2.3.2 利用BIM 模型進行主要材料表工程量統計;
2.3.3 進行可視化展示的準備,通過輸出格式到3Dmax 或者Lumion做展示用模型做施工模擬視頻等;


3、MagiCAD 在電氣專業設計中的應用
3.1 準備階段
3.1.1 圖紙準備
         創建好新的項目管理文件,把新的專業圖紙關聯到項目管理文件才能開始下一步的執行。每個建筑平面必須是單獨出來做電氣平面,如建筑的一層平面圖,二層平面圖,同樣的電氣專業必須做出一層照明平面圖,二層照明平面圖,其中標準層除外。此外,建筑底圖的比例必須確認好并與之統一,還有明確建筑底圖的坐標系是否是世界坐標系。
3.1.2 創建電氣常用標注樣式、圖框樣式、目錄等根據現試行的BIM 標準創建公司內部統一的常用標注樣式;按公司的圖框格式,創建自己的圖框格式,創建自己的圖框樣式庫以及自己的目錄格式。
3.1.3 創建電氣常用標注樣式、圖框樣式、目錄等
3.2 設計階段
3.2.1 按照已出施工圖進行地下室橋架的翻模;
3.2.2 修改標高、橋架、管線標注信息;
3.2.3 復核穿墻預留洞信息;
3.2.4 本專業的橋架碰撞分析;
3.2.5 引用暖通,給排水專業的圖紙,進行機電專業管綜碰撞分析;
3.3 編制文檔階段
3.3.1 自動生成主要設備和材料表;
3.3.2 電氣專業以及各專業輸出NW 格式到Autodesk Navis?Works Manage 軟件進行最后的三維漫游模型生成。


4、BIM 軟件在電氣專業設計中的優缺點
      綜合兩款BIM 設計軟件在具體項目中的電氣專業設計運用,并分析對現在設計市場中的應用,總結了以下優缺點。
4.1 優點
4.1.1 BIM 模型將所有專業放在同一模型中,對專業協調的結果進行全面檢驗,專業之間的沖突、高度方向上的碰撞是考量的重點。
4.1.2 圖紙中一處產生修改,與這處有關聯的其他部分跟著修改;
4.1.3 在全專業協同運用BIM 設計的情況下,傳統的機電管綜例會中的各專業抽象討論可轉化為BIM 軟件中實際碰撞案例, 相當直觀;BIM 軟件可全面檢測管線之間、管線與土建之間的所有碰撞問題,并反提給各專業設計人員進行調整,理論上可消除所有管線碰撞問題。
4.1.4 由于BIM 模型已集成了各種設備管線的信息數據,因此還可以對設備管線進行精確的列表統計,部分替代設備算量的工作。可以對橋架,電纜,插座,燈具等材料進行自動生成統計,前提是在開始設計時必須定義好每一個元器件,否則只能統計出通用設備;
4.1.5 可自動進行電負荷計算,生成系統圖;
4.1.6 可應要求生成局部剖面層高關系,可生成配電室立體模型,便于施工預算與成本控制,在設計階段就可以有比較精準的預先判斷。
4.2 缺點
4.2.1 AutoCAD Revit 和MC 軟件電氣部分的功能尚需要擴展;
4.2.2 在電氣供配電線系統中的參數設置尚需要根據中國本土實情進行本土優化;
        通過對Revit 和MagiCAD 軟件在實際項目中運用的對比來看,我個人更傾向于使用Revit 進行全專業的BIM 流程設計,首先,因為Re?vit 軟件運用上有比較多的地方可以從現行的AutoCAD 延伸過來,畢竟同屬一個公司,在市場的占有率和在中國的實際落地的情況比較下具有較大的優勢;其次,Revit 軟件與其他專業的協同設計過程中比MC軟件要更加流暢,方便,這個得益于Revit 軟件接口開放度高,而MC只是針對機電工程師做出專屬的BIM 設計優化;最后,在中國現行市場看來,甲方更傾向于用Revit,原因估計是看到現行Auto 公司在中國市場在推廣宣傳和設計院實際運用上都具有壓倒性優勢。
       通過實際項目對BIM 設計的實踐,現階段BIM 設計主要在于對施工圖的翻模,屬于正式施工圖出完后的附加服務,這個離真正的BIM管理理念還很遠。在最近的項目設計中,越來越多甲方和施工隊提到了BIM 設計,但BIM 實際生態環境還比較混亂。BIM 在施工單位兩級分化現象還是很明顯,一方是真正的投入人力、物力去推行,一方是打著BIM 的幌子來忽悠業主。機電深化設計是施工單位在BIM 上最成熟的運用,一些有實力的施工單位可以基于BIM 進行管線綜合、碰撞檢查、出圖。另外Revit 和MC 的明細表算量的結果不符合中國實際國情,不能真正用在商務算量中,只能拿來演示用。一部分施工單位只是把模型建了出來,渲染了幾張圖片,就號稱是使用了BIM,這種現象也很多。


5、總結
     1) 電氣專業在BIM 軟件中的運用,現階段遠遠不如建筑專業那樣透徹,主要反映在地下室橋架綜合優化方面,應用面較小,在今后的電氣運用中,我們著重在Revit 分析板塊的運用,如配電盤明細表,電負荷計算,配電方案直接生成,能量設置分析綠建等等與計算有關的BIM 設計,往更深層次的BIM 運用推進。
     2) BIM 軟件的運用,使得設計院提高了自己圖紙質量,并且能檢測出以前用CAD 二維設計所看不到的缺陷,這是一次三維設計經過了BIM 工作者長時間的嘗試累積,終于能在工程傷體現價值的時代,雖然現在BIM 階段更多的是處于模型設計階段,離全生命周期管理還相對較遠,但是隨著各方設計院,BIM 咨詢公司,施工單位的共同努力,BIM 二次研發的不斷深入,如最近天正已經出了第二版的Revit 插件等等,使得BIM 軟件在實際工程中的運用也越來越多。
     3) 現在國家政策對BIM 的推廣起到了很大的促進作用,各地不斷更新對BIM 設計的標準,云南本土也在積極的指定在云南適用的BIM 設計標準,我們作為設計師,必須對信息的更新與同步。BIM 其實不是特定的某一類軟件,它是信息管理技術,也是一種全新的項目信息管理理念,從設計軟件始端就強調項目管理,望以后能在新技術的支持下,在本土真正意義上實現BIM 的項目信息管理理念,為建筑市場帶來一場全新的技術革命,讓我們拭目以待,為建筑市場的白銀時代帶來設計理念的升華。


參考文獻
[1] 張建平;余芳強;李丁.面向建筑全生命期的集成BIM 建模技術研究[J] .土木建筑工程信息技術,2012 年3 月第4 卷第1 期;起頁碼.




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