摘要：BIM 已成為現(xiàn)今建筑設(shè)計市場的大趨勢，文章對BIM 運用在電氣設(shè)計方面的具體實施進行探討，梳理BIM 在電氣設(shè)計中應(yīng)該如何運作并分析與其他專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計。
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)計研究院有限公司，建筑及規(guī)劃設(shè)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(shè)計、施工、到后期維護全程使用。
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，難以實現(xiàn)BIM 的全部價值。
BIM 軟件在中國的運用已經(jīng)進入到新的階段，很多施工方和設(shè)計方都在用自身的技術(shù)力量在BIM 軟件平臺上進行研發(fā)和現(xiàn)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(guān)于后期維護，BIM 軟件會涉及到模型交付給甲方后，后期物業(yè)運營維護會對此模型進行深化并且在運營中發(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大，基礎(chǔ)打得最堅實的Autodesk 公司的拳頭產(chǎn)品，其功能強大程度不亞于現(xiàn)在我們用的二維設(shè)計軟件AutoCAD。這款軟件的優(yōu)點是各專業(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，其對模型的要求比較高，是設(shè)計界Autodesk 公司設(shè)計并已于中國勘察設(shè)計協(xié)會合作并得到行業(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，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，是一款運用在建筑設(shè)備設(shè)計行業(yè)的三維工程設(shè)計軟件，主要在建筑給排水、采暖與通風(fēng)、電氣設(shè)計三個專業(yè)間實現(xiàn)三維設(shè)計功能的強化。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)計上直接可以呈現(xiàn)出三維效果，使得設(shè)計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，能直接在項目上運用，并且還有快鍵的預(yù)留空洞功能等等。
1.4 BIM 設(shè)計軟件與現(xiàn)行繪圖軟件的區(qū)別
現(xiàn)在較多設(shè)計院用的是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)計中有著先天的缺陷， 簡單的說， 只是在“線”上的設(shè)計。而BIM 軟件的運用才是真正的設(shè)計軟件，它從一開始就對項目本身進行定位，把我們現(xiàn)在文字上做的項目管理也融入到了設(shè)計當(dāng)中，對節(jié)點的控制和對材料清單的統(tǒng)計，甚至對造價量化統(tǒng)計等等，都集成在了軟件本身，概括的說，是在“點”上做設(shè)計。
在現(xiàn)階段運用BIM 軟件，主要是對每一個構(gòu)件進行定義，我們在圖中每次操作，都是對這個構(gòu)件的在平面，立面，剖面進行重新定義，每一個環(huán)節(jié)都是相互緊扣并且相互關(guān)聯(lián)，配合上協(xié)同平臺的運用，能在最大程度上避免工程浪費和有些無法預(yù)估的細(xì)節(jié)錯誤。
2、AutoCAD Revit 在電氣專業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用
2.1 準(zhǔn)備階段
2.1.1 圖紙準(zhǔn)備
準(zhǔn)備好適合本項目的機電樣板文件，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(biāo)準(zhǔn)宣貫
在項目開始前， 必須把公司BIM 標(biāo)準(zhǔn)宣貫，并且根據(jù)BIM 合同進行模型深度的確定。
2.2 設(shè)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(nèi)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(jié)構(gòu)體系、機電系統(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，進行機電專業(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、機電系統(tǒng)、核心機房合理、成本控制等進行優(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 模型進行主要材料表工程量統(tǒng)計；
2.3.3 進行可視化展示的準(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)建好新的項目管理文件，把新的專業(yè)圖紙關(guān)聯(lián)到項目管理文件才能開始下一步的執(zhí)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(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(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，進行機電專業(yè)管綜碰撞分析；
3.3 編制文檔階段
3.3.1 自動生成主要設(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)計中的優(yōu)缺點
綜合兩款BIM 設(shè)計軟件在具體項目中的電氣專業(yè)設(shè)計運用，并分析對現(xiàn)在設(shè)計市場中的應(yīng)用，總結(jié)了以下優(yōu)缺點。
4.1 優(yōu)點
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)果進行全面檢驗，專業(yè)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(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)同運用BIM 設(shè)計的情況下，傳統(tǒng)的機電管綜例會中的各專業(yè)抽象討論可轉(zhuǎn)化為BIM 軟件中實際碰撞案例， 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)計人員進行調(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)備管線進行精確的列表統(tǒng)計，部分替代設(shè)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(tǒng)計，前提是在開始設(shè)計時必須定義好每一個元器件，否則只能統(tǒng)計出通用設(shè)備；
4.1.5 可自動進行電負(fù)荷計算，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)計階段就可以有比較精準(zhǔn)的預(yù)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(tǒng)中的參數(shù)設(shè)置尚需要根據(jù)中國本土實情進行本土優(yōu)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(yè)的BIM 流程設(shè)計，首先，因為Re?vit 軟件運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(yōu)勢；其次，Revit 軟件與其他專業(yè)的協(xié)同設(shè)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(shè)計優(yōu)化；最后，在中國現(xiàn)行市場看來，甲方更傾向于用Revit，原因估計是看到現(xiàn)行Auto 公司在中國市場在推廣宣傳和設(shè)計院實際運用上都具有壓倒性優(yōu)勢。
通過實際項目對BIM 設(shè)計的實踐，現(xiàn)階段BIM 設(shè)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(wù)，這個離真正的BIM管理理念還很遠(yuǎn)。在最近的項目設(shè)計中，越來越多甲方和施工隊提到了BIM 設(shè)計，但BIM 實際生態(tài)環(huán)境還比較混亂。BIM 在施工單位兩級分化現(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。機電深化設(shè)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(xì)表算量的結(jié)果不符合中國實際國情，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，在今后的電氣運用中，我們著重在Revit 分析板塊的運用，如配電盤明細(xì)表，電負(fù)荷計算，配電方案直接生成，能量設(shè)置分析綠建等等與計算有關(guān)的BIM 設(shè)計，往更深層次的BIM 運用推進。
2） BIM 軟件的運用，使得設(shè)計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)計所看不到的缺陷，這是一次三維設(shè)計經(jīng)過了BIM 工作者長時間的嘗試?yán)鄯e，終于能在工程傷體現(xiàn)價值的時代，雖然現(xiàn)在BIM 階段更多的是處于模型設(shè)計階段，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 軟件在實際工程中的運用也越來越多。
3） 現(xiàn)在國家政策對BIM 的推廣起到了很大的促進作用，各地不斷更新對BIM 設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，云南本土也在積極的指定在云南適用的BIM 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，我們作為設(shè)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(shù)，也是一種全新的項目信息管理理念，從設(shè)計軟件始端就強調(diào)項目管理，望以后能在新技術(shù)的支持下，在本土真正意義上實現(xiàn)BIM 的項目信息管理理念，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代帶來設(shè)計理念的升華。
參考文獻(xiàn)
[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(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.
