BIM技术在建筑电气设计的应用

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［摘要］时代的不断进步，传统的设计方式在建筑电气工程中已经无法满足实际的设计需要，建筑工程整体的建设质量和使用功能性都受到了较大的影响，从长远来看不利于建筑事业的健康发展。所以在建筑工程建设中出现了很多新型的技术。bim技术就是其中的一种，在建筑电气设计中，使用这一技术，主要是通过三维模型的建立提高设计的合理性。鉴于此，本文主要从BIM技术的内涵以及设计应用的优势特点出发，对其在建筑电气设计中的应用、难点以及未来发展进行了探讨，以供参考。

［关键词］建筑电气设计；BIM技术；应用；优势；未来发展

在建筑工程的整体设计中，电气设计是其中非常重要的环节，其对工程整体设计效果有较大的影响，关系到建筑工程整体功能的展现效果，所以，对建筑电气环节进行有效设计十分关键。为了能够获得较好的设计成效，将BIM技术应用到建筑电气设计工作中，对设计方案合理性以及工作整体效率的提升都有良好的帮助。在实际的设计过程中，相关人员要对BIM技术应用的情况进行全面把控，利用这一技术提高设计的科学性，进而保证建筑电气工程建设顺利进行。

1BIM技术介绍

BIM技术也就是一种建筑信息模型构建技术，是建筑行业的一种新兴技术手段[1]。这一技术的操作基础就是三维建模，在构建三维模型的过程中，能够覆盖设计中建筑的各个部分，这样得到完整的建筑设计模型，工程在实际建设的过程中，根据设计模型，能够使整体的建设质量得到提升，降低施工的失误率，这样建筑工程的设计水平得到了较好的提升。在实际的设计工作中，使用这一技术，其建筑信息模型可看做设计人员的构思成果，将以往在平面图纸上表达的设计意图以三维模型展现出来。现阶段，在建筑电气设计中，将这一技术应用其中，主要体现在配电、照明、弱电等系统以及管线综合布置方面，使得以往设计在空间关系表达上的不足得到弥补。而且，利用BIM技术能够使设计过程更加直观、具象，为设计和施工的协同配合提供有效支持。

2工程设计中应用BIM技术的优势特点

2.1协调性

以往的二维设计方式，在信息沟通的即时性方面还存在不足，不同的工程部分，往往需要不同的设计人员分别进行二维图纸设计，在信息的沟通共享方面可能存在脱节，使得整体设计在进行整合时，容易出现不能衔接的部分，也有的问题可能要到具体施工时才能发现，这样会影响工程建设的进度和整体造价。而将BIM技术应用其中，可以充分体现其协调性特点，将设计的整个团队都放在一个模型下负责各自设计的内容，信息数据能够实时传递和共享，且能达到相互独立。在整体模型下，各部分设计工作能够同步进行，相互之间达成协同，对其中存在的问题及时发现，并不断完善整体的设计方案。

2.2模拟性

以往进行建筑电气设计通常是以平面图纸为主，但是建筑工程项目都具有较大的规模，而且各个环节都比较复杂，其中一些细节方面的展现，二维平面图纸难以达成。而将BIM技术应用其中，通过建立三维模型，设计人员将具体的设计方案输入模型后，能够模拟出建筑的空间结构，这样可以结合业主的实际需求，不断改良设计方案。这一技术体现的模拟性优势，可以应用于建筑物、综合管线的静态模拟，也能够实现建筑设计中难以在平面图纸上表达空间关系的动态模拟。例如，设计过程中可以对建筑电气工程部分的照明、配电等内容的施工过程进行动态模拟，以检验设计方案的合理性，通过模拟掌握设计和实际施工之间存在的差异，并结合具体情况对方案进行调整。

2.3可视化

基于二维技术进行建筑平面设计时，工程有很多建筑空间关系难以直观地表达出来，同时设计人员在进行设计时，往往会依靠自身的经验和专业水平确定设计方案，使最终设计效果不够理想，工程整体的建设质量受到影响。而将BIM技术应用其中，设计人员的设计意图能够通过三维模型进行表达，其中建筑空间关系能够在模型中直观展现，实现其可视化，进而方便整体设计团队进行沟通，科学的决策。实现设计的可视化，不仅仅是工程整体，还包含工程细节部分和整体之间关系的可视化表达，比如设计人员能够通过模型将建筑电气部分的管井、柜、电气设备等的位置以及相互之间的关联进行明确，这样相关信息的获取效率将大大提高。

3建筑电气设计中BIM技术的应用

3.1对设计的流程进行明确

将BIM技术应用到建筑电气设计中，需要先对流程进行明确，全面分析电气设计的各个环节，根据工程的具体情况制定相应的设计计划，合理分配工作内容，对项目样板进行确定，以便后续各项工作顺利开展。由于建筑电气设计专业性较高，同时也具有复杂性特点，为了能够提高设计的科学性，需要改变以往的二维平面设计方式，利用BIM技术对设计的流程进行优化。

3.2建立电气族库

为了使BIM技术在建筑电气设计中有效发挥作用，需要建立电气族库，这是建筑电气设计工作能否成功的关键环节，完成电气族库的建立后，后续BIM技术的应用才会更加顺利。在这一环节的工作中，相关人员需要做好准备工作，并结合具体情况，对收集的有关数据信息进行分析，确定电气族库的外观大小、结构模型以及设计参数等。在实际的工作中，因为生产厂家的不同，其施工工艺要求也会存在差异，所以，相关人员要依据电气工程实际对方案进行合理确定，确保电气族库在BIM技术的应用过程中充分发挥效用。

3.3照明设计中的应用

在电气工程的照明设计环节，由于功能性要求较多，所以有关计算量较大，设计具有较高的复杂性[2]。将BIM技术应用其中，具体来讲，首先，对于照明系统和灯具设计部分，在三维模型中确定灯具规格数据和安装信息，以往的二维平面图纸设计时，照明系统探测器、灯具等的布置需要先对建筑面积、功能等信息进行掌握，对于每个单独的空间区域进行测量，这样设计人员需要完成较多的重复性工作。而利用BIM相关的软件，就可以依照工程项目样板实时获取建筑不同功能空间的信息，在此基础上对照明灯具进行布设。另外，设计人员可以在三维模型中输入灯具数量，根据三维模型中展示的建筑空间情况进行合理的调整，以使最终的设计达到良好的效果。需要注意，进行相关计算时，可以应用电气族库中的灯具族，这样设计的效率和质量都会大大提升[3]。

3.4弱电系统设计中的应用

将这一技术应用在电气工程的弱电系统设计中，能够进一步增强弱电系统和建筑内设备联系的紧密性[4]。利用该技术在三维模型中建立弱电仿真系统，模型的可视化特点就能够直观地体现弱电系统的监控区域范围、整体的监控体系，这样就能够通过查看监控录像更好地掌握情况。在出现异常时，利用智能化手段开启报警系统，将报警信息反馈给相应的工作人员。利用BIM模型将弱电系统预警方案清晰地体现出来，便于建筑电气的应急处理，设计的弱电系统才能够在建筑中更好的发挥作用。

3.5配电系统设计中的应用

将BIM技术应用到建筑电气的配电系统设计中，具体的流程主要是：首先，设计人员需要根据工程建设的整体情况做好准备工作，比如配电系统的电气视图配置等。其次，在系统的视图中，依照流程顺序设计布局有关的用电设备，同时注意收集各类设备的动力参数。再者，借助BIM软件，对配电系统的电力线路进行合理设计，明确各个用电设备之间存在的内部关联。最后，建立配电系统线路布设方案，以BIM技术为基础为设计方案提供指导，提高配电系统设计的可行性。

3.6管线设计中的应用

建筑电气工程的设计中，有关综合管线的设计和施工是难度较大的一部分内容，而且管线的布设通常是在有限的空间内实行，在以往的设计工作中，由于二维平面设计无法充分展现管线地下空间结构，所以电气工程的管线设计容易和其他工程的管线布设产生冲突。不同工程在管线设计上如果没有预留出足够的安全间距，就容易在实际施工中对其他工程的管线产生破坏[5]。将BIM技术应用其中，利用其动态模拟性，在三维模型中可以直观地展现综合管线布设情况，设计人员对建筑物内相应管线的具体走向会有一个直观立体的了解，这样管线在整体布局方面就会更加合理。在三维模型中，管线的形状、标高以及具体的位置等都可以显示出来，建立了管线设计的三维模型后，通过相应的软件进行碰撞检查，利用多方位操作检查管线设计是否存在碰撞点，比如电气管线和水暖管线、供排水管线等是否存在碰撞点，与结构主体之间是否存在冲突，根据管线碰撞检查，对设计的管线方案进行不断优化，直到通过碰撞检查，这样管线方案在实际的施工建设过程中才会更加顺利。

4应用实例分析

4.1工程概况

某工程项目主要位于某市新区的重要地带，占地面积为385000m2，建筑总面积为870000m2。项目建筑的主要类型有别墅、洋房以及配套商业，楼层高度为4m，梁高大概1m，地下车库设置多个防火分区，“井”字形布设，有部分区域的结构梁最大高度为1.3m。该工程项目电气环节的管线设计中，应用BIM技术进行方案优化。

4.2应用BIM技术优化设计方案

该工程中设计的车库模型一共有52530个构件，其中包含梁、板、墙，还有水泵、风道、各类阀门等管件，通过BIM三维模型进行管线设计的碰撞检查时，检测出具有多条管线冲突，包括各类构件的重叠。项目部使用BIM技术对设计方案进行实时碰撞检查，不断优化设计方案。建模过程中存在的设计问题以及具体的方案优化主要表现在以下几点：第一，在车库出口通道处，楼板先进行大面积下挖，然后以相应坡度出地面，建议对局部地面进行抬高，对出口坡道进行优化。第二，配电系统设计中，变配电室地面标高高出地面问题，建议将其地面标高调整，入口楼梯调整。通过BIM技术对设计方案的优化，提高了工程项目整体建设的合理性。

5建筑电气设计中BIM技术应用的难点及未来发展

5.1应用难点

在建筑电气设计中，BIM技术得到了应用，而且也积累了一定的实践经验，但是从总体的建筑环境来看，其在应用方面还存在一定的难点。具体来讲，首先，建筑市场环境对其应用产生了一定的影响。BIM技术本身具有较为突出的优势特点，在建筑工程行业中应用具有良好的发展前景，但是我国在实践经验方面还是较为缺乏，国内业主方很少主动对其应用。同时，由于应用这一技术，在前期的工作中需要具备一些条件，在这方面缺乏资金和人力的支持。现阶段，BIM技术主要应用在建筑工程的可行性分析、建筑电气的综合管线碰撞等方面，而对于建筑电气设计中对系统具有较高要求的领域，应用还存在不足。另外，建筑行业内对技术应用存在限制。设计人员基于容错率的考量，并不是很积极应用这一技术，在行业内部缺乏使用动力。

5.2未来发展

在建筑电气设计中，应用BIM技术为其工作的流程带来较大的变化，比如很多设计工作量都前移，使得设计方案优化工作增加，管线设计中增加了碰撞检查环节，信息建模增加了信息数据库建设内容等。这一技术给电气设计工作带来的变化，使得建筑电气工程建设逐步朝着智能化、自动化方向发展。社会形势变化给建筑电气工程提出了更高要求，将BIM技术应用其中是未来发展的重要路径。在BIM技术的应用方面，虽然需要投入较大的资金进行研发和实践，但是从长远发展来看，是建筑电气设计和施工领域重点研究的内容。因此，国家需要从政策方面对BIM技术的应用给予支持，同时积极推进其应用。另外，由于建筑电气工程设计具有逻辑关联性强、数据化程度高等特点，在设计过程中，需要注重信息的深度加工，而BIM技术的优势特点就表明信息的获取可以被高效利用，借助计算机高效的运算能力，设计的自动化程度会逐渐提高。

6结语

总而言之，建筑电气设计在建筑工程的整体设计中是非常关键的环节，因此需要重视设计的有效性提升。随着科技的不断进步，BIM技术被逐渐应用到建筑行业和其他领域，在进行电气设计时，使用BIM技术，可以对设计方案进行不断完善，对于电气设计的质量和效率提升都起到良好的促进作用。

参考文献

[1]张洪艳.BIM技术在建筑电气设计中的应用研究[J].砖瓦世界，2020（8）：241.

[2]贾磊.BIM技术在建筑电气设计中的应用研究[J].建筑•建材•装饰，2019（10）：85，80.

[3]曹启瑞.论BIM技术在建筑电气设计中的应用[J].中国房地产业，2019（27）：96.

[4]陈辰.BIM技术在建筑电气设计中的应用[J].科技创新与应用，2020（24）：2.

[5]张艺师，韦文龙.BIM技术在建筑电气设计中的应用[J].现代物业：中旬刊，2021（4）：1.

作者：胡乔石 单位：合肥永信科翔智能技术有限公司