如何运用BIM在电气中设计模型

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。

前期准备    

1、电气族的制作

    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图片。

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。

设计过程    

1、模型的建立

    中心文件

    在准备好电气族库， 选择好工作方式之后， 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。

    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。

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三维模型两种绘制状态。通常情况下，我们与使用 CAD一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Revit在绘图过程中与现有二维绘图方式差别较大的一些地方。

3、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 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。

  4、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电气干线桥架和管的规格、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。

5、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， Revit

    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)。

  6、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，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。

    7、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 模型综合碰撞检查软件来进行， 常用的有 Autodesk公司的 Navisworks软件; Bentley 公司的Projectwise Navigator 等。

    8、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。

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。