铁路客站的BIM电气设计

现代化的铁路客站建筑结构复杂，各专业管线交织，电气管线敷设要求高，传统二维设计不能完美表达设计意图。BIM的引入解决了这些问题，并更好地服务于铁路客站施工。

 铁路客站，是从事铁路客运业务和列车作业的处所。铁路客站除供乘客上落，还可供机车车辆维修或添加燃料。世界上许多铁路客站美轮美奂，成为城市的瑰宝。

随着我国客运专线、城际铁路的迅速发展，铁路行业兴建了大批现代化的铁路客站。站房工程是专业性极强的综合性工程，其电气、暖通和给排水专业被形象地比喻为“赋予建筑物生命的系统”。小编暖通、电气和给排水（MEP）是建筑设计的重要组成部分，今天我们聊聊BIM在铁路客站电气中的应用。 铁路客站有庞大的设备管线系统，各专业管线交织在一起，给施工带来挑战。传统管线协调下很难进行彻底的管线排布，某些电气管线敷设也未完全遵守相关规范，为铁路客站工程埋下隐患。

BIM技术是解决管线综合排布的有效方法。目前，应用于铁路客站工程电气设计的BIM软件主要是由Autodesk公司开发的面向MEP（即暖通、电气、给排水）设计师和绘图员的专业软件Revit MEP。“有了专门面向设备专业的Revit MEP软件，我们发现，可以在整个设计过程中与建筑师进行充分协调，在一个更为一致的环境中为此类项目提供支持。”

—SEi公司首席执行官Robert GracilieriRevit MEP根据真实管线模型准确建模，设计更智能、直观将电气系统与水、风系统及建筑模型关联，借助参数化管理，最大限度减少设计人员之间，以及与建筑、结构设计人员之间的协作通过创建逼真的管道系统示意图，使用建筑信息模型自动交换工程设计数据，可及早发现设计缺陷，避免让错误进入现场造成设计变更和返工

铁路站房BIM实施标准“无规矩不成方圆”。 BIM实施前需参照专业标准，最大限度地提高沟通和生产效率，确保获得高质量、形式统一的BIM成果，实现高效的数据共享。实施标准包括协作设计数据共享原则、建模深度等级原则、模型文件和新建族的命名规则及成果交付标准。铁路BIM标准的发布助力我国铁路站房建设，在兰州西客站、银川火车站、克拉玛依火车站成功应用了BIM技术。

工作模式选择 在铁路客站工程项目前期，BIM设计的工作模式主要有三种：工作集模式、外部链接模式及工作集与外部链接混合使用模式。

工作集模式

可使多个设计人员对同一项目文件进行协同设计，设计人员间通过中心文件同步操作及时设计并更新，达到信息共享和无缝协作。

外部链接模式

侧重于不同专业间的文件以链接的形式共享设计，各专业的设计文件较小有利于设计运行的速度。

工作集与外部链接混合模式

各专业间采用链接模式，专业内部采用工作集模式。采用“工作集”机制，项目组将需要采用工作集模式的独立BIM模型文件建立成一个“中心文件”，各工作集任务用户通过打开“中心” 文件来生成“本地” 副本， 利用同步功能同时处理一个模型文件；将BIM软件生成的信息模型数据进行整体装配时采用链接模式， 将不同区域、专业、类别的文件组装在一起。

电力族的制作 族是Revit软件中重要的构成要素，是一个包含通用属性集和相关图形表示的图元组。

族概念是构成项目的基础。对于电力专业，可以把族理解为原有的二维设计图块，但与图块不同的是，族是具有参数、分类的三维信息模型，内容更为丰富。Revit软件中自带的电力族是按照美国标准制作的，不满足目前国内的电气制图标准，并且族的种类较少，难以支持大型工程项目。

项目开始之前，要根据项目的需求制作所要使用的电力族文件。所创建的族既要在二维平面图上满足国标的制图标准，又必须在三维模型上符合设备的实际尺寸外形，并且赋予类型、型号、性能等一系列属性参数。 电力专业的族，类型数量庞大，族所包含的属性参数也关系到后续的电气计算、系统创建以及模型效果，因此，电力族库的建立是将BIM软件应用于电气设计的必不可少的工作。只有建立完善的各类电力族库，才能体现BIM设计优势，并进行下一步的设计工作。

文件建立 在电气设计开始之后，设计人员必须在本地计算机上创建一个本地文件，利用本地文件进行设计，不允许直接打开中心文件。本地文件相当于中心文件的一个副本，电气设计者在本地文件上选择电力专业工作集，并进行与个人相关的工作集、楼层平面、样板属性等参数的设定，进行各种设计绘图和操作，通过实时与中心文件同步，将本地文件上所有更新的内容同步到中心文件，同时将中心文件上其他设计人员更新的内容同步到本地文件中，从而实现实时共享，协同设计，进行无缝协作。

模型设计 BIM电气设计技术与传统的电气设计存在较大的区别。Revit绘图有二维平面和三维模型两种绘制状态。使用二维平面时，与传统CAD 类似，可在二维平面中进行电力设备布置、桥架绘制、连接管线以及各种标注。在平面绘制的同时，可随时切换到三维模型窗口，观察各种电力设备与管线模型在建筑空间中的实际位置与样式，可使设计精度大幅度提升。

和CAD制图一样，在Revit中，也按照楼层来划分平面。在各楼层平面中，进行管线绘制和设备布置的时候，除确定平面位置外，还需确定管线及设备高度。

电缆桥架的绘制

在电缆桥架的绘制过程中，需要对桥架的各种连接器件比较了解，否则在绘制过程中将无法生成相应的电缆连接件族。对于电力桥架，仅在平面视图中绘制，无法准确表达出桥架的准确位置，这就需要用到Revit的剖面功能。Revit可选取平面中任意位置进行剖面，调整电缆桥架位置。

管线碰撞检查

BIM综合管线二次优化设计，是解决管线碰撞的重要技术。通过碰撞检查，检测出建筑模型中存在的电力专业内部或电力专业与其他专业间的设计冲突。大型铁路客站工程三维模型较大，系统复杂，可采用专门的BIM模型综合管线碰撞检查软件来进行。Autodesk公司的Navisworks就是进行碰撞检查的一种软件。

与电缆桥架相关的碰撞主要由2部分组成：

（1）电力桥架与结构、建筑模型的碰撞；

（2）电力桥架与其他管线的碰撞。

通过Navisworks软件，分别找出电力桥架与各个部分的碰撞，然后按照管线调节原则，各专业间进行协同设计。结构的梁、柱，以及建筑的剪力墙等已确定，无法改变，所以当电力桥架与其碰撞时，电力专业需要重新排布桥架， 甚至重新规划电缆桥架路径，避让建筑、结构部件。电力设备的布置

电力设备主要为变配电系统设备，包括电力变压器、柴油发电机、高压开关柜、低压开关柜、EPS电源柜以及动力照明配电箱等，这些设备在前期需要做好相应的族库，并包含相关参数， 诸如设备名称、生产厂家以及一些其他重要参数。如设备信息不完整，可在后期工作中实时填补。

站房公共区域照明设计

公共区域照明设计需要与吊顶精装配合，通过照度计算确定灯具点位和灯具种类之后，便可进行灯具布置。对于灯具布置，应先基于二维平面定点，再通过设定灯具标高，达到三维定位。

出图和发布模型成果 模型建立完毕之后，经过审核便可进行出图和发布。Revit提供多种发布方式，包括图纸打印，导出DWG 格式文件等，在综管模型完成后，将三维模型转换为二维图纸导出，形成BIM综合管线深化设计施工图。

在设计完成之后，得到电气三维设计模型。电气三维模型可见全部电力桥架与电力设备，真实地模拟了站房建成之后的电气情况。

针对电力专业的设计特点，在满足施工图出图标准的情况下，BIM 电气设计与传统二维平面电气设计具有较大区别。BIM电气设计采用参数化建模，三维模型仿真，多专业协同设计， 着眼于精细化、信息化，提高了设计质量和效率，信息模型应用于施工和项目管理。BIM技术改变了设计工具，也改变了传统设计思维。随着BIM技术在电气设计的应用需求逐步增加，方法也逐渐成熟。大型铁路站房是一项投资高、社会影响力大的工程项目，应用BIM技术对于提高铁路工程建设管理水平，优化资源配置，提升客站服务能力具有极大的促进作用。