谈BIM设计中电气信息模型的标准化

　　 1 前言

　　随着BIM概念的不断深化，建筑信息化模型的概念已深入人心。北京市已出台了地方标准《民用建筑信息模型(BIM)设计基础标准》，住建部也发布了《建筑工程设计信息模型交付标准》（征求意见稿）。信息模型的统一基准即将制定，标志着设计方仅仅向业主交付实体蓝图的时代即将过去。只存在于电子设备中的建筑信息化模型也会参与项目的计划、决策、设计、建造等过程，然后作为设计成果交付于业主并应用于运营、维护、拆除等环节，其作用贯穿于建筑物的全生命周期。

　　相对于施工方和业主，设计者担负着建立模型、输入信息、专业协同、碰撞检查和导出基于模型形成的视图、表格、文档、多媒体等设计资料的重任，在不同的设计阶段，对模型包含的信息的全面性、细致程度及准确性有不同的要求。下面以Autodesk公司的RevitMEP软件在工业建筑电气设计中的应用为例，先谈谈笔者对电气族的建立和参数化的看法，再对《建筑工程设计信息模型交付标准》（征求意见稿）（下文简称为《标准》）的电气专业内容做一些探讨。

　　 2 电气族的建立和参数化

　　族是组成项目的构件，同时是参数信息的载体，电气专业的建筑信息模型即由一个个相关联的电气族搭建而成。电气专业变配电系统模型所包含的信息量与其它专业相比过于丰富，在RevitMEP软件中较难全面系统地表达。从RevitMEP软件本身族的功能方面来说，一是其电气系统内部关于变配电系统的构架不足，没有像二维CAD专业软件一样形成完整的系统，防雷照明等子系统更是缺乏专业的定义，族的外形可以尽量贴近真实，内部参数信息输入却无法达到系统图精度；二是缺乏电缆这一重要的模型表现环节，敷管系统表现力也不足，以至于各级变配电系统之间和末端配电系统到灯具或插座等用电设备之间完全无法有效进行信息对接。模型信息表达不足导致了三个后果，一是电气系统图无法从信息模型中直接抽取；二是族分类不清晰，设备及材料智能统计功能无法得到较好应用；三是从模型导出平立剖图纸的表现深度也存在问题，需要大量人力后期加工才能形成较实用的施工图。软件系统族库薄弱，智能化不够，需要设计者自己进行大量二次开发，另一方面也需要Autodesk公司针对市场需求不断完善软件自身。电气专业三维族之间存在较大的差别性。对于如电缆 支架、桥架立柱、托臂、电控柜槽钢底座、接地装置等纯机械结构件，由于其外形规整，材质统一，内含信息很少，因此无论是实例族还是参数化族，都能比较容易建立。对于变压器、电控柜（箱）、配电箱等信息量极大且构成变配电系统网络中一个个相互联系结点的设备则又各有不同。油浸变压器外形多样且不规则，参数化较为复杂但已实现，但是在Revit系统中内部参数不好赋值；电控柜箱等外形简单，但是内部进线馈电回路等在系统中无法模拟；作为变配电网络结点重要连接线的电流导体电缆，系统中不能表现，没有连接线，即使有结点网络也无法形成。对于照明系统，灯具族建立时可以赋予模拟光照曲线，但是系统中并没有照度分析和计算功能与之结合，因此光照曲线只是摆设，灯具族的制作还是在三维外形和平面图中的示意图例上做功夫。

　　笔者认为在目前阶段，对于立柱托臂之类可以尽量按照样本参数化，但是不能认为一个参数化托臂族就能解决所有问题。例如可以制作托臂长度、层数和立柱长度可变的参数化托臂立柱族（见图1），但是这样各层托臂间距则必须锁定相等，而对于各层托臂间距不等的则可以建立仅托臂长度可变的参数化族（见图2），这样就解决了问题。

　　同时对于一灯一形状的灯具，就可以不必参数化。对于电控柜箱之类形状规则的族（见图3），柜门上的开关、按钮、仪表等应尽量简单，能做到区别进线柜、馈电柜、控制柜、无功补偿柜就行。否则在参数化的过程中需要相互锁定的参数太多，容易顾此失彼，建模并不是越细越好。

　　一般来说，在做过几个子项以后，BIM设计人员都会如笔者一样有了一些积累，接下来的工作应该是规范族的制作，避免重复劳动，建立标准族库，为以后的工作提高效率。

　　 3 《标准》对建筑工程电气信息模型的要求

　　根据《标准》的定义，模型精细度（2.0.8），即表示模型包含的信息的全面性、细致程度及准确性的指标，由信息粒度和建模精度组成。信息粒度（2.0.9），指在不同的模型精细度下，建筑工程信息模型所容纳的几何信息和非几何信息的单元大小和健全程度。建模精度（2.0.10）则单指信息模型几何信息的全面性、细致程度及准确性指标。几何精度（2.0.11）采用两种方式来衡量，一是反映对象真实几何外形、内部构造及空间定位的精确程度；二是采用简化或符号化方式表达其设计含义的准确性。低于建模几何精度的几何变化，当不影响使用需求时，可不必可视化表达。