摘要：BIM 已成為現(xiàn)今建筑設(shè)計(jì)市場的大趨勢，文章對BIM 運(yùn)用在電氣設(shè)計(jì)方面的具體實(shí)施進(jìn)行探討，梳理BIM 在電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)該如何運(yùn)作并分析與其他專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：建筑信息模型 軟件 電氣 碰撞
淺談BIM在電氣設(shè)計(jì)上的應(yīng)用
Application of BIM in Electric Design
黃鈺華，云南中建人文建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，建筑及規(guī)劃設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、施工、到后期維護(hù)全程使用。
建筑信息模型技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)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(yīng)用主要通過文件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和管理，無法形成完整的建筑信息模型，難以實(shí)現(xiàn)BIM 的全部價(jià)值。
BIM 軟件在中國的運(yùn)用已經(jīng)進(jìn)入到新的階段，很多施工方和設(shè)計(jì)方都在用自身的技術(shù)力量在BIM 軟件平臺(tái)上進(jìn)行研發(fā)和現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)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(guān)于后期維護(hù)，BIM 軟件會(huì)涉及到模型交付給甲方后，后期物業(yè)運(yùn)營維護(hù)會(huì)對此模型進(jìn)行深化并且在運(yùn)營中發(fā)揮管理的作用。
目前，全球有很多家公司在開發(fā)BIM 軟件系統(tǒng)，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(nèi)的魯班軟件和鴻業(yè)軟件等等。
1.2 Autodesk 公司的Autodesk Revit
Autodesk Revit，是目前為止功能最強(qiáng)大，基礎(chǔ)打得最堅(jiān)實(shí)的Autodesk 公司的拳頭產(chǎn)品，其功能強(qiáng)大程度不亞于現(xiàn)在我們用的二維設(shè)計(jì)軟件AutoCAD。這款軟件的優(yōu)點(diǎn)是各專業(yè)優(yōu)化全，兼容性好，輸出的模型對施工的指導(dǎo)意義較大，由于是參數(shù)化設(shè)計(jì)，其對模型的要求比較高，是設(shè)計(jì)界Autodesk 公司設(shè)計(jì)并已于中國勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)合作并得到行業(yè)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(qiáng)，對電腦硬件要求不高，各專業(yè)協(xié)同合作也比較好，但是主要偏重于建筑專業(yè)，在機(jī)電方面的功能優(yōu)化不足。
芬蘭普羅格曼公司的MagiCAD（簡稱MC） 軟件，是一款運(yùn)用在建筑設(shè)備設(shè)計(jì)行業(yè)的三維工程設(shè)計(jì)軟件，主要在建筑給排水、采暖與通風(fēng)、電氣設(shè)計(jì)三個(gè)專業(yè)間實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)功能的強(qiáng)化。MC 軟件的優(yōu)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(shè)計(jì)上直接可以呈現(xiàn)出三維效果，使得設(shè)計(jì)過程中有較好的直觀感受；軟件本身已經(jīng)自帶包括各廠家制作的族庫，能直接在項(xiàng)目上運(yùn)用，并且還有快鍵的預(yù)留空洞功能等等。
1.4 BIM 設(shè)計(jì)軟件與現(xiàn)行繪圖軟件的區(qū)別
現(xiàn)在較多設(shè)計(jì)院用的是Au?todesk CAD 軟件以及國內(nèi)的天正，鴻業(yè)插件軟件，這些只是二維的繪圖軟件，在空間設(shè)計(jì)中有著先天的缺陷， 簡單的說， 只是在“線”上的設(shè)計(jì)。而BIM 軟件的運(yùn)用才是真正的設(shè)計(jì)軟件，它從一開始就對項(xiàng)目本身進(jìn)行定位，把我們現(xiàn)在文字上做的項(xiàng)目管理也融入到了設(shè)計(jì)當(dāng)中，對節(jié)點(diǎn)的控制和對材料清單的統(tǒng)計(jì)，甚至對造價(jià)量化統(tǒng)計(jì)等等，都集成在了軟件本身，概括的說，是在“點(diǎn)”上做設(shè)計(jì)。
在現(xiàn)階段運(yùn)用BIM 軟件，主要是對每一個(gè)構(gòu)件進(jìn)行定義，我們在圖中每次操作，都是對這個(gè)構(gòu)件的在平面，立面，剖面進(jìn)行重新定義，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是相互緊扣并且相互關(guān)聯(lián)，配合上協(xié)同平臺(tái)的運(yùn)用，能在最大程度上避免工程浪費(fèi)和有些無法預(yù)估的細(xì)節(jié)錯(cuò)誤。
2、AutoCAD Revit 在電氣專業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
2.1 準(zhǔn)備階段
2.1.1 圖紙準(zhǔn)備
準(zhǔn)備好適合本項(xiàng)目的機(jī)電樣板文件，建議不同類型的建筑細(xì)分準(zhǔn)備不同類型的機(jī)電樣板文件，這樣對項(xiàng)目進(jìn)展中遇到同類問題會(huì)減少。
2.1.2 BIM 標(biāo)準(zhǔn)宣貫
在項(xiàng)目開始前， 必須把公司BIM 標(biāo)準(zhǔn)宣貫，并且根據(jù)BIM 合同進(jìn)行模型深度的確定。
2.2 設(shè)計(jì)階段
2.2.1 按照已出施工圖進(jìn)行地下室橋架的翻模，對建筑內(nèi)部、公共空間及主入口等部位進(jìn)行虛擬漫游；
2.2.2 基于BIM 提出功能及空間、結(jié)構(gòu)體系、機(jī)電系統(tǒng)和成本控制，修改標(biāo)高、橋架、管線標(biāo)注信息；
2.2.3 復(fù)核穿墻預(yù)留洞信息；
2.2.4 電氣本專業(yè)的橋架碰撞分析；
2.2.5 引用暖通，給排水專業(yè)的圖紙，進(jìn)行機(jī)電專業(yè)管綜碰撞分析；
2.2.6 利用BIM 模型對功能及空間、結(jié)構(gòu)體系、機(jī)電系統(tǒng)、核心機(jī)房合理、成本控制等進(jìn)行優(yōu)化；
2.3 編制文檔階段
2.3.1 根據(jù)甲方的需求，按照公司的交付標(biāo)準(zhǔn)輸出施工圖圖紙或者模型；
2.3.2 利用BIM 模型進(jìn)行主要材料表工程量統(tǒng)計(jì)；
2.3.3 進(jìn)行可視化展示的準(zhǔn)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(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
3.1 準(zhǔn)備階段
3.1.1 圖紙準(zhǔn)備
創(chuàng)建好新的項(xiàng)目管理文件，把新的專業(yè)圖紙關(guān)聯(lián)到項(xiàng)目管理文件才能開始下一步的執(zhí)行。每個(gè)建筑平面必須是單獨(dú)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(yè)必須做出一層照明平面圖，二層照明平面圖，其中標(biāo)準(zhǔn)層除外。此外，建筑底圖的比例必須確認(rèn)好并與之統(tǒng)一，還有明確建筑底圖的坐標(biāo)系是否是世界坐標(biāo)系。
3.1.2 創(chuàng)建電氣常用標(biāo)注樣式、圖框樣式、目錄等根據(jù)現(xiàn)試行的BIM 標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建公司內(nèi)部統(tǒng)一的常用標(biāo)注樣式；按公司的圖框格式，創(chuàng)建自己的圖框格式，創(chuàng)建自己的圖框樣式庫以及自己的目錄格式。
3.1.3 創(chuàng)建電氣常用標(biāo)注樣式、圖框樣式、目錄等
3.2 設(shè)計(jì)階段
3.2.1 按照已出施工圖進(jìn)行地下室橋架的翻模；
3.2.2 修改標(biāo)高、橋架、管線標(biāo)注信息；
3.2.3 復(fù)核穿墻預(yù)留洞信息；
3.2.4 本專業(yè)的橋架碰撞分析；
3.2.5 引用暖通，給排水專業(yè)的圖紙，進(jìn)行機(jī)電專業(yè)管綜碰撞分析；
3.3 編制文檔階段
3.3.1 自動(dòng)生成主要設(shè)備和材料表；
3.3.2 電氣專業(yè)以及各專業(yè)輸出NW 格式到Autodesk Navis?Works Manage 軟件進(jìn)行最后的三維漫游模型生成。
4、BIM 軟件在電氣專業(yè)設(shè)計(jì)中的優(yōu)缺點(diǎn)
綜合兩款BIM 設(shè)計(jì)軟件在具體項(xiàng)目中的電氣專業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用，并分析對現(xiàn)在設(shè)計(jì)市場中的應(yīng)用，總結(jié)了以下優(yōu)缺點(diǎn)。
4.1 優(yōu)點(diǎn)
4.1.1 BIM 模型將所有專業(yè)放在同一模型中，對專業(yè)協(xié)調(diào)的結(jié)果進(jìn)行全面檢驗(yàn)，專業(yè)之間的沖突、高度方向上的碰撞是考量的重點(diǎn)。
4.1.2 圖紙中一處產(chǎn)生修改，與這處有關(guān)聯(lián)的其他部分跟著修改；
4.1.3 在全專業(yè)協(xié)同運(yùn)用BIM 設(shè)計(jì)的情況下，傳統(tǒng)的機(jī)電管綜例會(huì)中的各專業(yè)抽象討論可轉(zhuǎn)化為BIM 軟件中實(shí)際碰撞案例， 相當(dāng)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(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)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(shè)備管線的信息數(shù)據(jù)，因此還可以對設(shè)備管線進(jìn)行精確的列表統(tǒng)計(jì)，部分替代設(shè)備算量的工作?？梢詫?/span>橋架，電纜，插座，燈具等材料進(jìn)行自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)，前提是在開始設(shè)計(jì)時(shí)必須定義好每一個(gè)元器件，否則只能統(tǒng)計(jì)出通用設(shè)備；
4.1.5 可自動(dòng)進(jìn)行電負(fù)荷計(jì)算，生成系統(tǒng)圖；
4.1.6 可應(yīng)要求生成局部剖面層高關(guān)系，可生成配電室立體模型，便于施工預(yù)算與成本控制，在設(shè)計(jì)階段就可以有比較精準(zhǔn)的預(yù)先判斷。
4.2 缺點(diǎn)
4.2.1 AutoCAD Revit 和MC 軟件電氣部分的功能尚需要擴(kuò)展；
4.2.2 在電氣供配電線系統(tǒng)中的參數(shù)設(shè)置尚需要根據(jù)中國本土實(shí)情進(jìn)行本土優(yōu)化；
通過對Revit 和MagiCAD 軟件在實(shí)際項(xiàng)目中運(yùn)用的對比來看，我個(gè)人更傾向于使用Revit 進(jìn)行全專業(yè)的BIM 流程設(shè)計(jì)，首先，因?yàn)镽e?vit 軟件運(yùn)用上有比較多的地方可以從現(xiàn)行的AutoCAD 延伸過來，畢竟同屬一個(gè)公司，在市場的占有率和在中國的實(shí)際落地的情況比較下具有較大的優(yōu)勢；其次，Revit 軟件與其他專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)過程中比MC軟件要更加流暢，方便，這個(gè)得益于Revit 軟件接口開放度高，而MC只是針對機(jī)電工程師做出專屬的BIM 設(shè)計(jì)優(yōu)化；最后，在中國現(xiàn)行市場看來，甲方更傾向于用Revit，原因估計(jì)是看到現(xiàn)行Auto 公司在中國市場在推廣宣傳和設(shè)計(jì)院實(shí)際運(yùn)用上都具有壓倒性優(yōu)勢。
通過實(shí)際項(xiàng)目對BIM 設(shè)計(jì)的實(shí)踐，現(xiàn)階段BIM 設(shè)計(jì)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(wù)，這個(gè)離真正的BIM管理理念還很遠(yuǎn)。在最近的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，越來越多甲方和施工隊(duì)提到了BIM 設(shè)計(jì)，但BIM 實(shí)際生態(tài)環(huán)境還比較混亂。BIM 在施工單位兩級(jí)分化現(xiàn)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(yè)主。機(jī)電深化設(shè)計(jì)是施工單位在BIM 上最成熟的運(yùn)用，一些有實(shí)力的施工單位可以基于BIM 進(jìn)行管線綜合、碰撞檢查、出圖。另外Revit 和MC 的明細(xì)表算量的結(jié)果不符合中國實(shí)際國情，不能真正用在商務(wù)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(hào)稱是使用了BIM，這種現(xiàn)象也很多。
5、總結(jié)
1） 電氣專業(yè)在BIM 軟件中的運(yùn)用，現(xiàn)階段遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如建筑專業(yè)那樣透徹，主要反映在地下室橋架綜合優(yōu)化方面，應(yīng)用面較小，在今后的電氣運(yùn)用中，我們著重在Revit 分析板塊的運(yùn)用，如配電盤明細(xì)表，電負(fù)荷計(jì)算，配電方案直接生成，能量設(shè)置分析綠建等等與計(jì)算有關(guān)的BIM 設(shè)計(jì)，往更深層次的BIM 運(yùn)用推進(jìn)。
2） BIM 軟件的運(yùn)用，使得設(shè)計(jì)院提高了自己圖紙質(zhì)量，并且能檢測出以前用CAD 二維設(shè)計(jì)所看不到的缺陷，這是一次三維設(shè)計(jì)經(jīng)過了BIM 工作者長時(shí)間的嘗試?yán)鄯e，終于能在工程傷體現(xiàn)價(jià)值的時(shí)代，雖然現(xiàn)在BIM 階段更多的是處于模型設(shè)計(jì)階段，離全生命周期管理還相對較遠(yuǎn)，但是隨著各方設(shè)計(jì)院，BIM 咨詢公司，施工單位的共同努力，BIM 二次研發(fā)的不斷深入，如最近天正已經(jīng)出了第二版的Revit 插件等等，使得BIM 軟件在實(shí)際工程中的運(yùn)用也越來越多。
3） 現(xiàn)在國家政策對BIM 的推廣起到了很大的促進(jìn)作用，各地不斷更新對BIM 設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，云南本土也在積極的指定在云南適用的BIM 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，我們作為設(shè)計(jì)師，必須對信息的更新與同步。BIM 其實(shí)不是特定的某一類軟件，它是信息管理技術(shù)，也是一種全新的項(xiàng)目信息管理理念，從設(shè)計(jì)軟件始端就強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目管理，望以后能在新技術(shù)的支持下，在本土真正意義上實(shí)現(xiàn)BIM 的項(xiàng)目信息管理理念，為建筑市場帶來一場全新的技術(shù)革命，讓我們拭目以待，為建筑市場的白銀時(shí)代帶來設(shè)計(jì)理念的升華。
參考文獻(xiàn)
[1] 張建平；余芳強(qiáng)；李丁.面向建筑全生命期的集成BIM 建模技術(shù)研究［J］ .土木建筑工程信息技術(shù)，2012 年3 月第4 卷第1 期；起頁碼.
