BIM案例丨BIM在电气设计中的应用

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1、BIM 案例丨 BIM 在电气设计中的应用1 BIM电气设计1.1 项目概况此次应用 BIM 设计的工程为某大学学生公寓与学生食堂。其中学 生公寓建筑面积10410m2,地上5层，建筑高度20m；学生食堂建筑 面积4768m2，地上2层，建筑高度14m。从理论上讲，信息模型可 以直接用来指导建筑施工。但是，现阶段的市场交付标准仍需要将三 维模型转化为施工图设计标准的二维图纸。 本次设计的最终成果不仅包括建筑、结构、设备、电气全专业配合的 三维信息模型，也包括符合各专业现行施工图设计深度的平面图纸。 电气专业在此次设计中，完成照明、电气、弱电、消防各系统的平面 图纸以及配电间大样图的绘制，特别对

2、公共区域的电气管线进行了具 体的综合排布，展现出实际施工完成后的状态，完成最终电气设计模型。1.2 软件选择目前 BIM 核心建模软件主要有 Autodesk 公司的 Revit 系列软件； Bentley公司的Bentley系列软件；Graphisoft公司的ArchiCAD软件及 Dassault公司的DigitalProject软件。在民用建筑设计中，Revit系列软 件因其能较好满足建筑设计特点且全专业配套而得到广泛的应用。本 次项目设计，各专业统一采用Revit2013中文版软件进行设计。1.3 前期准备1.3.1 电气族的制作族，作为Revit中最基本的元素，是构成项目的基础。Re

3、vit系列 软件中自带的电气族按照美国标准制作，不满足目前国内的电气制图 标准，并且族库内的族式样过少，难以支撑项目。因此在正式开始项 目之前，要根据项目的需求制作所要使用的电气族文件。电气设备、 电气桥架、电管、导线、标注等都是不同类型的族，电气族在二维平 面图上既要满足国标的制图标准，在三维模型上又要符合事物的实际 样貌，还需赋予尺寸、性能、负荷类型、光源参数等一系列属性参数。 电气专业的族，类型数量比较庞大，同时族所带属性参数的设置也关 系到后续的电气计算、系统创建以及模型效果的渲染（例如空间的灯 光效果），因此在制作过程中需耗费大量的时间和精力。图1是本次 制作的部分电气族的二维及三维

4、图片。名称三维冬称二维三维应盘蟲散 播示标志y:牆叢单联 单控开关安全出口标志1一二孔 安全插座W10单管特栅 荧光灯!|卩帶火瞥电匪 播孔的火灾按钮探测關S-图1电气族的二维及三维图片1.3.2 工作方式的选择目前BIM设计的工作方式通常有两种：一种是多专业共用设计模 型协同设计，这种方式由于参与项目的所有设计人员全部在一个模型 中完成各专业内容的设计，因此即使是小型项目，对计算机系统配置 及网络环境要求也非常高；另一种是各专业单独建立设计模型，通过 互相链接、复制/监视等方式来达到协同设计，对于小型项目，目前 主流的计算机配置和网络基本能够承担设计要求。根据现有条件，本 项目选择第二种工作

5、方式。电气专业的工作模式采用本专业中心文件 +链接其它专业中心文件，按电气系统划分工作集，见图 2。工作集 是在 Revit 当中出现的一个新概念，它是一个权限的概念，多人在同一设计模型中操作，每人仅可以对具有权限的工作集进行编辑，避免 工作中出现混乱，当有需要时可以借用权限或者根据需要随时创建新 的工作集。照明系婕I I电吒黍统（丁惟集）I I 工作棄） 7刃科地文件rrrm（工杵值权肌）JI心I人1備防蜒址1 T.作集）弱电祭班（工柞霸图2电气工作方式示意图F2B/E丽/F2旷 11.I /图3房间及走道剖面图1.4设计过程 1.4.1 模型的建立a. 中心文件在准备好电气族库，选择好工作

6、方式之后，就可以开始正式的设 计工作了。首先是链接建筑专业模型，建立电气中心文件，创建好之 后放置在公共服务器上。b. 本地文件每个电气设计人需要在本地计算机上创建一个自己的本地文件。 本地文件相当于中心文件的一个副本，设计人在本地文件上进行与个 人相关的工作集、楼层平面等参数设定，进行各种设计绘图和操作， 并通过实时同步中心文件将本地文件上的所有新内容同步到中心文 件中，同时将中心文件上其他设计人的新内容同步到本地文件中，这 样就实现了实时共享，协同设计。1.4.2 模型设计（绘图）BIM与传统的建筑设计根本的不同在于从二维的平面转变为三维 的模型，因此在用Revit绘图的时候也有二维平面和

7、三维模型两种绘 制状态。通常情况下，我们与使用CAD 样是在二维平面中进行电气 布点、连接管线、各种标注，在这个过程中可以随时切换到三维模型 窗口进行观察，可以见到各种电气设备与管线在模型空间中的实际位 置与样式。绘图的具体操作方法这里不再叙述，下面是Rev it在绘图 过程中与现有二维绘图方式差别较大的一些地方。a.布点在Revit中，我们也按照楼层来划分平面，在各平面中布点的时 候，电气设备除了平面中有确定位置外，在剖面中还会有一个确定高 度，这对于三维空间来说是非常重要的，它决定了设备在空间中的最 终位置。在制作族的时候可以直接给每种电气设备族设置默认高度， 也可在模型中放置时调整。图3

8、为房间及走道剖面图，从图中可看到 电气设备及桥架等均有确定高度。b.管线Revit中，电气管线有两种。一是电气桥架和电管，一种是导线。电气桥架和电管与电气设备一样具有真实的样貌与尺寸参数，能够在 二维平面和三维模型中显示；而导线则具有线缆的各种参数，能够显 示在二维平面中却无法在三维模型中显示。由导线连接的电气设备可 以创建电气系统，在后期还可生成配电盘明细表；但电气桥架和电管 连接的电气设备则无法生成电气系统。因此当绘制电气管线的时候我 们就有不同的选择，可以根据所需的项目成果来选择。例如本工程中， 电气干线选用电气桥架和电管来绘制（如图4所示），这样在最后的 三维模型中就能够很清楚地展现出

9、电气干线桥架和管的规格、位置、 路由，并方便后期与设备专业进行管线综合；支线则选用导线来绘制 （如图5所示），这样较用管来绘制更快捷、更适于输出平面施工图 纸，并可自动生成末端配电盘系统。当然设计人也可以选择整个项目 全部使用电气桥架和电管或全部使用导线。t I图5末端支线采用导线布线C.剖面绘图对于电气桥架和电管，仅在平面中绘制有时难以表示清楚竖向的位置和相互关系,evi t中可选取平面中任意位置转到此位置的剖面, 在剖面图中可方便地绘制调整竖向电气管线及与电气设备的连接（如 图 6 所示）。d.电气系统在我们现在的施工图中，强弱电干线系统图、配电盘系统图的表 示方法是一种示意性的表达方式，

10、目前的 Revit 软件中不具备绘制此 种示意性图纸的方法，不能够绘制强弱电干线系统图，而它的配电盘 系统（包括强电和弱电）是用配电盘明细表来表示的。图7 为学生公 寓房间配电盘明细表。分支配电盘；AS垃籃：狀特；星竝A.LC.lte足值：竝缺洽湖：m：耳讦戏类塑】童護暗装4十纯輙定傭：祀电亀UT.94 V-0W7E额定（5：Wff：回路端号西路类塑极敎ABC1凰期居住牟无BYJ3X2.5S201-C16A1BOW2插座CS2C1-CUa1900 W1JF空调荷嵯HJYJ5X2.5GS201-D16 A14i con wSfiW900 W1 000 w总Q浮敕! OA5 4SA负術廿烫连接的負

11、荷用履明居住单元sowiwwaSOWimoo 饲1900W总连接负荷：lOW总怙计需甩isow总在搖电逼：SA億怙计帯用电淀：3 A图7学生公寓房间配电盘明细表1.5碰撞检查碰撞检查是BIM中一个很实用的功能，通过这个功能可以检查出 建筑模型中存在的一些我们没有发现的专业内部或专业之间的设计 冲突。对于电气专业来说，在和设备专业进行管线综合时，可以通过 对两个专业的管线进行碰撞检查自动发现管线冲突、显示冲突位置并 及时调整。同一个模型内的碰撞检查可以通过Revit软件自身所带此 功能进行，不同模型的碰撞检查（例如一个大型项目由于硬件限制而 分成几部分建模）也可以采用专门的BIM模型综合碰撞检查

12、软件来进 行，常用的有Aut odesk公司的Navisworks软件；Bent ley公司的 ProjectwiseNavigator 等。1.6 出图和发布Revit提供多种发布方式，包括图纸打印、导出DWG、DWF及JPG 格式文件等。模型完成后，即可创建所需图纸，并自动生成项目的图 纸目录、设备明细表。图8为本项目完成后得到的图纸样式。图8食堂照明平面图1.7模型成果本项目在设计完成后，得到电气三维设计模型，见图9、图10， 图中可见全部电气设备与电气各系统干线桥架和电管，真实地模拟了 建筑建成后的电气情况。图10学生公寓三维电气设计模型局部（房间和走道）图9学生食堂三维电气设计模型（

13、全景透视）2小结经过实际使用Revit软件进行BIM电气设计，笔者对新的设计模式与传统设计模式有一些比较和体会。2.1 Revit2013电气部分与CAD的比较针对电气专业的特点，在达到施工图出图深度的软件）绘图对比 如表 1 和表2 所示。对比内容口 .卍图隅Kirl讶宙盘汁RentVVJV 处需鳩拒T朮门V伽DVVVVf r?L襄1电気专业R品t与CAD =!囹完成率对比表对比内客F技崙逹ll脅系號宙蜃计fUvii-L!人)L3U粘10%IL%IU% W L| A)“5-5%5%10%昭啪-義2电气专业Ruvit CAD金圏时屁对比表2.2 存在问题经过该工程对于BIM的全面应用后发现，用

14、表3现实环境栏中的计算机配置，在绘制学生食堂（建筑面积4768m2）时尚能比较流畅运行，在绘制学生公寓（建筑面积10410m2）时后期响应已经明显延 迟。顼呻网堵釦厂网略1 m mm m4臥主知2. K Mtt取越.主牺.fi MHaLHM3、1 XiJMHz, KGDDK3、1 ：晰加出、tG扯卡U 卡、2Gi|G亚丁卡、H 存固孫SSL）顼淨HDD 葩、7 200 HPMSO单ET液枭JLTI：作_ Iti心足yr-表3 BIM理想环境与现实工作环境对比表Revit2013软件仍有不足Revit2013软件是目前建筑BIM设计中广泛 应用的软件，但其电气部分仍然不够完善：a. 缺少统一的标准电气族文件库。