BIM在住宅小区电气设计中的应用

周希松，陈诺炯(广西建筑科学研究设计院，广西南宁　530011)



BIM在住宅小区电气设计中的应用

周希松，陈诺炯
(广西建筑科学研究设计院，广西南宁530011)

周希松(1984—)，男，工程师，从事建筑电气及智能化方面的工作。

摘要:结合某住宅小区工程实例，介绍了建筑信息模型(BIM)技术在住宅小区中的应用，从管线综合设计、设备房布置与防雷设计、管线碰撞等方面重点阐述了设计过程中遇到的问题及解决方法。指出BIM技术提高了多专业的配合程度，三维的设计成果不仅可提高设计精度，也有利于指导施工。

关键词:建筑信息模型技术;电气设计;管线综合设计;碰撞检查

陈诺炯(1980—)，男，工程师，从事建筑电气及智能化方面的工作。

0　引言

目前，建筑功能和形式日益复杂化，建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)用数字化的建筑组件表示真实世界中用来建造建筑物的构件，是对建筑工程物理特征和功能特征信息的数字化承载和可视化表达，从根本上解决了规划、设计、施工、运营维护等各个阶段的信息断层问题［1］。

本文结合实际项目应用案例，分析BIM技术在住宅小区项目电气设计中的应用。

1　工程概况

某工程位于市区繁华地段，一期工程中包括地上5个单体子项，为7F～30F的住宅楼，地下3层，－1F为地下室商场，－2F、－3F为停车库，总建筑面积约为106 588 m2，地下建筑面积为34 850 m2。－1F层高较高，采用传统框架结构，－2F、－3F层高较矮，采用空心楼盖技术形式的结构，便于管线安装，减小对层高的影响。整个项目各个单体和地下室以及各个专业均采用BIM进行设计、建模以及出图。一期工程轴测图如图1所示。

图1　一期工程轴测图

2　电气设计

2.1软件平台

Revit是搭建BIM模型的核心软件。目前，市场上逐步出现了一些其他软件，如Bentley系列、ArchiCAD、Digital Project、Navisworks软件、Projectwise Navigator、MEP、Fuzor等［5］。该项目设计基于Revit2015 +MEP4.0 +Fuzor多手段相结合的方式。

2.2工作方式

BIM设计的工作方式主要分为三种:①基于服务器中心文件的工作方式，多专业工种在同一个模型中完成本专业或者本专业的部分设计内容;②利用外部链接的方式，根据本专业需求链接相关的模型;③基于服务器与外部链接相结合的方式。前两者工作方式对比如表1所示。该项目采用外部链接的方式在本地计算机建立本专业的本地文件，链接服务器中的其他专业文件，同时定期将本专业的模型置于服务器中，便于其他专业链接、会签。

表1　工作方式对比

2.3管线综合设计

电气管线设计主要有桥架和导管。桥架分为防火桥架、普通桥架、有孔托盘、无孔托盘、梯架等。设计中根据需要，建立不同的桥架族库，用颜色加以区分。本文的导管是指明敷的钢导管、非暗敷的PVC管，主要使用在回路少、暗敷不方便的场合。管线综合设计是BIM电气设计的核心，设计中主要分为以下几个步骤:

(1)各专业根据本专业的要求，初步提出核心的设备房位置。设备房位置的提资，除了符合规范要求，还要兼顾其他专业，同时要满足项目定位、甲方需求，尽量不占用商业区域以及停车位。

(2)根据设备房布置，初步提出本专业主要管线的路由。电气专业管线的主要干线包括高压桥架、一户一表桥架干线、消防桥架干线以及弱电桥架干线。干线的路由除了满足基本功能外，尽量靠近负荷中心，低压线路不能过长，以减小线路损耗。

(3)结合项目定位、建筑层高、结构梁高，初步会签水、电、暖专业的管线。商业价值较高的场所，管线的路由除了影响整体美观之外，还会影响层高以及使用功能，所有重要的空间尽量减少管线交叉，避开结构主梁，有条件可以在梁内预留孔洞，桥架可直接穿梁。

(4)根据会签结果，调整管线走向，优化管线路由，同时细化本专业管线，补充各个支管以及深化图纸。

(5)管线综合和碰撞检查，根据项目实际情况可采取碰撞软件工具或人工校核。

2.4设备房布置与防雷设计

变配电房的布置除了满足规范和建筑尺寸的要求外［5］，还应布置合理，便于电线电缆的布线施工以及设备的搬运、检修。利用三维设计，可以很直观地了解设备的安装情况，设计合理的变配电房，其安装大样的平立剖面也能一步生成到位。变配电房布置图、轴测图及剖面大样如图2～图5所示。

图2　变配电房布置图(mm)

该项目尝试采用建筑栏杆的族库，深化制作成防雷接闪带和接闪杆的族。根据规范要求［4］，先设置好支持卡，平面部分沿屋脊、女儿墙外墙敷设，再指定安装高度，完成防雷平面的设计，但是增加了制图时间，主要是新建的族无法识别建筑面，不能智能地捕捉连接点，需要逐一调整和输入标高。屋顶防雷轴测图、局部轴测图分别如图6、图7所示。

图3　变配电房轴测图

图4　变配电房剖面图Ⅰ(mm)

图5　变配电房剖面图Ⅱ(mm)

2.5管线碰撞与Fuzor应用

管线的碰撞检查多采用软件自带的碰撞检查工具［1-3］。该工程为住宅项目，管线不多，相对公共建筑项目，复杂度不高，故未采用碰撞检查的工具软件，而是通过多专业图纸互相链接，多专业共同会签，细部位置逐一检查、校核以及修改调整。解决综合管线碰撞的原则是水电管线避让暖通管线，小管避让大管，有压管避让无压管。在管线综合过程中，结合梁、板、柱的布置情况，争取最优的布管方案，减少管线碰撞，最大限度不影响净高和使用功能。

图6　屋顶防雷轴测图

图7　屋顶防雷局部轴测图

Fuzor是Revit上的一个VR插件，具有实时性、关联性、分析性、虚实性。在Revit中对模型做任何操作，都可以马上同步到Fuzor上;如果对模型进行编辑，Fuzor立即使用Revit中相对项目的材质库与族库; Fuzor的碰撞分析功能，同样可以导出碰撞报告。此外，Fuzor拥有较强的动画编辑能力，可以导出模型的漫游动画，同时也能对管线进行碰撞检查。模型漫游效果图如图8所示。

通过过滤器类型属性的设置，可以很好地区分风管、桥架、梯架、水管以及消防和非消防管线。通过漫游图，可以很清楚地感受安装设备后的效果，便于设计师发现碰撞和管线优化。

三维检查时发现的问题主要集中在安装高度不合理、输入标高不准确、弯头弯矩过小而无法施工、管线与梁以及管线之间发生碰撞。通过仔细检查，排除碰撞，实现精确定位，也可以通过碰撞检测软件进行核查，确认是否有错漏。

2.6出图

Revit出图方式主要有两种:导出DWG或DWF格式，再通过CAD来打图;直接导出PDF格式，直接打图。通过设置好出图的视图样板，对视图比例、模型详细程度、可见性以及过滤器进行出图设置，整理出符合出图要求的二维图纸，通过Revit的打图功能，完成批量打图。

图8　模型漫游效果图

3　结语

BIM设计的最大优势是提高了多专业的配合程度和设计水平，设计成果输出比原来二维表达有较大的突破，不仅可提高设计精度，也有利于指导施工，甚至可以实现出量清单、成本估算、后期运维等。BIM技术在电气设计方面也有诸多的不足:

(1)Revit出图过程中遇到较多问题，如建筑线宽要在建筑底图上逐一调整线宽;剪力墙填充、卫浴设备、家居设备、地下室车位、防火分区线等无法实现减淡显示;导线设置不合理，读图不方便;线型不够丰富。

(2)在防雷设计中接闪带和接闪杆没有更合适的族，尽管本文已开发出类似的族，但仍存在许多问题，如没有依附性、非电气图元，而且对于弧形女儿墙不能实现弯曲效果。

(3)Revit转CAD的图纸为T3版本，而且导出的CAD图纸的图层有些混乱，不利于在CAD环境下做二次编辑和排版。

(4)族库不够丰富。系统本身自带的族库对于满足设计出图要求还不够，而且部分族库的二维表达不能满足国标制图标准。

(5)Revit线管功能不够强大，软件自动生成的管线不能完全横平、竖直，与实际施工敷设的路由差距甚远。

(6)软件操作不智能且与CAD操作有较大差异，对于刚接触基于Revit的BIM工程师来说还需要更多的摸索，增加了设计周期和设计成本。

参考文献

［1］刘航，宋新启.BIM在铁路客站电气设计中在应用［J］.建筑电气，2015(10):48-52.

［2］迟珊.BIM电气设计案例［J］.建筑电气，2014(2): 28-34.

［3］贺琳，何穆.BIM在某办公楼电气设计中在应用［J］.建筑电气，2014(8):53-57.

［4］建筑物防雷设计规范: GB 50057—2010［S］.

［5］民用建筑电气设计规范: JGJ 16—2008［S］.

［6］柏慕进业.Autodesk Revit MEP 2014管线综合设计应用［M］.北京:电子工业出版社，2014.

［7］欧特克软件(中国)有限公司构建开发组.Autodesk Revit MEP 2012应用宝典［M］.上海:同济大学出版社，2012.

Application of BIM Technology in Electrical Design of Residence Community Project

ZHOU Xisong，CHEN Nuojiong
(Guangxi Institute of Building Research＆Design，Nanning 530011，China)

Abstract:Combing by a residential community as an example，this paper described the application of building information modeling(BIM)technology in electrical design.Some problems that were encountered and solved in the design were presented，including by intergrated design of pipeline，equipment room layout and the design of lightning protection，pipeline collision，etc.It is pointed out that BIM technology improves the cooperation level of each profession.Three-dimensional design not only improves the accuracy of design，but also is helpful to guide the construction.

Key words:building information modeling (BIM); electrical design; intergrated design of pipeline; collision detection

收稿日期:2016-01-15

DOI:10.16618/j.cnki.1674-8417.2016.03.011

中图分类号:TU 201.5

文献标志码:B

文章编号:1674-8417(2016)03-0046-05