BIM技术在建筑电气工程中的运用探讨

摘要：随着BIM技术应用的升温，国内不少大型项目开始采用BIM技术，在建筑电气工程中，却鲜有应用。本文结合建筑电气的专业特点就BIM技术在建筑电气设计、施工和管理的运用展开探讨。

关键词：BIM技术 建筑电气

中图分类号：F407文献标识码： A

概述

BIM(Building Information Model)技术的出现将引发工程建设领域的又一次数字革命。BIM技术的核心是通过在计算机中建立虚拟的建筑工程三维模型，并利用数字化技术，为这个模型提供完整的、全面的并与实际结合的建筑工程信息库。该信息库不仅包含建筑、零部件的几何信息、专业属性信息，还需要包含如空间、时间等非构件对象的信息。

BIM技术带来的好处是显而易见的。不仅可以提高设计人员设计效率，而且可以支持设计数据的重复利用，设计阶段数据可在施工阶段直接利用，设计阶段数据和施工单位数据共同移交运维阶段等。BIM技术的运用，让设计、施工、监理、勘察、供应商、物资、业主的全产业链信息化成为了可能。随着BIM在国内逐渐被认可与应用，特别是近年来在国内工程建造行业高速发展的背景下，BIM已经在国内一些大型工程项目中得到积极应用，涌现出很多成功案例。

建筑电气工程的电气设备种类繁多，布置紧凑，BIM的应用能为建筑电气工程整体技术实力的提高带来巨大的助力。应用BIM的目的本身就是为了更好地解决实际问题。对于设计来说，使用软件解决问题的方法有很多，但能够进一步提升效率，才是我们最为希望的，即用最少的时间和人员投入，来完成繁重的工作，而BIM大幅提升建设项目整体交付成果的品质已成为业内共识。BIM技术在建筑电气的运用主要为解决三方面问题：为建筑电气设计方“设计内容是如何建造”的问题，为建筑电气施工方怎么解决“施工是否组织合理”的问题；为管理方怎么解决“如何去管理和控制”的问题。

1.BIM技术在建筑电气的运用特点

BIM技术的运用能够很好的解决工程数据的移交和流转，如下图2所示。可以使得大量数据的重复利用，大量减少不必要的时间花费和避免数据再次输入和处理中的错误和失误等。BIM技术结合建筑电气各阶段不同的关注点，其运用也各有特点。

图2

运用BIM技术展开建筑电气设计与传统作业相比，BIM使得设计人员能够从繁重机械的绘图和出图的工作中解放出来，将更多的时间和精力用作思考更高层次的设计问题；施工单位也可以用更短的时间领会设计意图，把更多的精力用在现场实际情况的提前预控和对重要部位、关键产品的严格把关等工作上。

建筑电气施工项目，面临着大件运输吊装风险大、高落差注绝缘油难度大、地下管线敷设复杂、交叉作业频繁、施工环境恶劣、工期紧、质量要求高等难题。然而，应用BIM辅助建设项目多维集成管理的解决方案后，实现了高效地项目合作与沟通；完成了科学地计划与建造；更好地预测了风险与过程控制。

设计变更通常是影响施工项目工期成本和质量的一个主要因素，通过BIM 4D模型可以进行推演评估设计变更的影响。由于支持版本追踪，使得工程模型和数字图纸上每一项修改变更内容都能追溯可控。其实，大型项目建筑电气建设中，施工空间冲突在所难免，成为制约施工安排的一个重要原因，由于施工空间是不断变化的，致使施工空间冲突也是动态的，因此透过BIM 4D模型＋流程图中紧前紧后工作的逻辑关系，从而合理安排施工队伍工作的优先级，把有限的资源投入到节点任务最紧、对进度总控影响最大的关键路径上。

借助BIM模型中工程构件是参数化数据的特点，工料清单中能快速直观地辨识构件在3D空间的安装部位，进场的施工材料、工器具能合理地布置到位，减少二次搬运、降低成本并满足安全文明的要求。

从项目的全生命周期看，使用BIM作为一个数据平台来协调合作，更好地提升了整个项目的效率和质量。所有这些的基础，是各个参与方在不同阶段的数据成果之间的共享和传递。目前国内BIM应用呈现一种重建模轻维护的现象。BIM模型便采取在设计阶段制作BIM基础种子模型，由专业厂家深化补充模型，设备供应商通过交换数据提供部分装配轻量化样机，通过施工单位二次设计和局部模型重塑，来综合运行单位意见调整的技术路线。由此可见，BIM并不是由某个团队单独完成，更不是实现于某个阶段，而是随着项目的进展而不断地更新维护。 一二次电缆敷设优化和高压电缆敷设施工是项目顺利推进的重要节点。一二次电缆、风管、水管、GIL通管通常都布置都比较集中，并且涵盖多个电压等级，在建筑电气中仅电力电气电缆桥架就可能长达几十公里，可利用净高一般都比较小，并要考虑预留检修通道，这样空间就变得非常有限，而接线工艺要求又非常高。高压电缆截面大、硬度高，敷设时转弯半径受电缆规格、材料特性和现场条件等种种因素的限制，长期以来弯道处的电缆和电缆金具固定一直是敷设时的难点。因此，在现场就可能遇见由错、漏、碰、缺所导致的工程变更及其影响：影响设计单位的设计品质和工作量；施工单位窝工、返工，存在安全风险；建设单位延误送电、造价超支、质量降低，造成资源浪费、产生更多的碳排放等。如何处理才能避免问题的发生？在对高压电缆敷设弯道处的处理，应用BIM技术参数控制电缆容许弯曲半径，支架沿敷设路径进行可视化参数布置，这样可以使支架布置间距均匀，支架方向与电缆敷设路径一致。BIM技术的运用，可以提前发现重要问题，并得到了有效解决，大大减少了现场的设计变更和不合理变更，为决策者提供了高附加值的参考信息。在建筑电气项目的施工过程中，微观4D四维施工的模拟其应用的价值更加突出，它是3D技术基础上多维应用的新手段，是行业内由纯个人经验管理方法提升为科学化管理方法的基石。

施工现场需要承担一部分设施竣工投运前的维护管理，而这个过程的工作又极其繁琐：进场待安装的设备数量和种类繁多，每套设备由不同的供应商进行配送和现场技术服务，而且，设备之间的技术协议管理缺乏横向联系，每套设备之间相互的关联关系复杂，进场设备进库存储管理工作量大，设备及配件领用借用频繁。BIM为此而提供的设备关系、合同模块和维护模块，为存储检索与此设备相关的信息，存储和检索与此设备相关的技术协议、使用手册等合同文件，记录和提醒此设备的周期性维护计划，以及设备的变动维修记录等提供了可靠的保障。

2.综述

总体来说，BIM的应用为复杂的建筑电气项目提供了诸多的传统作业无法比拟的便利。将来建筑电气中建筑师的创意很重要，建筑电气项目信息的可持续性也是一个重要因素。这就必须重视建筑的性能化，而且要将其放到建筑的全生命周期中去看待。而BIM作为一个技术载体，可以更好地承载建筑全生命周期的各个元素，进而提升项目横跨策划、设计、总承包、管理咨询、物业运营等等的全过程业务能力。

参考文献：

[1]李犁. 基于BIM技术建筑协同平台的初步研究[D].上海交通大学,2012.

[2]中国建设行业BIM应用研究报告（2010、2011），何关培主编.

[3]张洋.基于BIM 的建筑工程信息集成与管理研究［D］．清华大学，2009.