BIM案例丨BIM在电气设计中的应用.pdf

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1、 探索建筑电气设计中 BIM技术的应用 在现代工程建筑中开始广泛应用 BIM技术，特别是建筑电气设计领域。然而由于 BIM技术在电气设计领域的应用还处于初级阶段，因此必须对该项技术的应用原理和具体方法进行深入分析。此次研究结合实际工程案例，探讨分析建筑电气设计中 BIM技术的应用，希望能够对相关人员起到参考性价值。标签：建筑电气设计;BIM技术;应用案例 BIM 技术在我国的发展历史已经长达数十年，建筑行业由于数据信息量比较大，再加上软件技术与硬件设备发展有限，因此导致 BIM技术长期处于理论研究阶段。建筑行业追求精细化设计，因此联合 BIM技术能够实现三维立体化设计方式，已经成为现代建筑主流

2、设计方式。此次研究通过实际案例分析 BIM技术的应用。1、BIM技术在电气设计中的优势与不足 1.1优势分析（1）可视化优势。三维设计方式能够直接表达出建筑设计情况，明确具体设计位置，能够优化不同专业之间的协同设计。（2）材料统計优势。通过 BIM模型，按照不同精细度要求提供不同的设备材料表，这样能够为项目建设提供预算数据支持、材料设备采购数据支持以及施工管理数据支持。（3）传递参数与信息。在电气设计期间，必须掌握建筑结构、给排水系统以及暖通系统资料。不同专业系统之间具备较强的逻辑性和系统性。在二维设计过程中，电气水人员需要多次接受与核对不同专业的设计条件，会增加设计难度和复杂性。通过 BIM

3、模型能够实时更新信息，有效处理不同专业信息传输不及时问题，以此维护信息传输的准确性。1.2不足分析 首先，缺乏完善的设备族库，因此在实际设计期间需要建立电气设备族，使设计人员增加较多额外工作。其次，在生成配电系统图以及干线系统图时需要联合其他软件。当需要确保出图软件的独立性，往往需要进行二次开发。2、工程案例分析 某建筑工程项目位于郊区，建筑面积为 1.5万平方米，属于上下两部分框架住宅建筑，地上建筑面积为 1.48万平方米，地下建筑面积为 1.15万平方米，建筑总高度为 45.35m。由于项目所在地为山地，地形复杂，且地下管线埋设比较 多，因此在前期设计时拟采用 BIM技术。3、BIM技术在

4、建筑电气设计应用 在建筑电气设计中应用 BIM技术，采用 BIM模型平台将建筑参数传输到数据库中进行集中管理。在 BIM模型中所包含的所有电气构件均具有属性信息，并且详细记录了施工期间产生的数据信息，能够实现信息分析调用以及共享管理等。BIM技术的电气设计流程包含前期准备、电气设计、施工协调等各项内容。如图 1所示。3.1前期准备 为了防止出现重复性设计，设计图纸满足相关要求，在设计之前必须做好准备工作：（1）选择协同方式。现阶段，BIM技术中协同设计方式包含以下几种：第一，专业单独建立中心文件，采用连接方式传递信息。第二，建筑与结构采用相同中心文件，机电采用相同中心文件。在项目实施之前需要做

5、好压力测试工作，对不同模型深度和面积条件下的软件运行情况进行分析总结，以此维护融合软件的稳定运行。（2）设置项目样版。当前二维设计图纸具备法律效力，所以 BIM技术设计不仅包含三维模型，还应当将其转化为二维图纸。项目样板必须按照国家和企业所制定的标准，设置线形、尺寸以及导出 CAD图像等，以此建立项目样板，不仅能够提升工作效率，还能够满足二维设计图纸的标准。3.2平面绘图 第一，布置设备。完成项目样板设置之后，需要在建筑模型中布设灯具、配电箱以及插座等电气构件。相比于二维图纸来说，三维平面布设不仅包含平面定位，还需要明确安装高度。针对吸顶设备来说，则需要通过参数修改方式获取吊顶数据，将探测器以

6、及灯具等吸顶设备布设在吊顶标高上。由于二维设计图纸存在较多不便之处，因此需要应用三维视图。第二，平面布线。在完成平面设备布设之后，需要设计电缆及其桥架等电力线路。通过 Revit软件中三组不同桥架类型，对系统内桥架类型进行修改。以此满足本项目要求。将桥架规格与安装高度等数据上传至系统中，在具体布设时能够生成三通、弯头等配件。通过结构、水暖模型能够查看其与其他专业之间的冲突问题，利用视图方式能够对明敷线路和暗敷线路进行调节。在 Revit软件中连接平面图设备时需要采用手动连接方式，极大影响绘图效率。对于此种问题来说，需要对软件系统线型进行修改调整，将满足要求的导线类型添加在电力专业系统中，利用插

7、件能够自动连接设备，并且实现箱柜出线以及点点连线等功能。基于导线建立标记族，能够自动标注导线根数，有效处理Revit中手动标注导线根数的问题，以此提升绘图效率。在桥架上制作标记族，能够自动获取桥架信息，并且生成桥架标注，在改变桥架类型和安装高度时会自动修改标注。3.3照明设计 在功能区设计电气照明时会产生较多计算量，并且提升复杂性。在设计与计 算照明以及布设灯具时，可以在三维模型 Revit软件中显示出灯具规格数据和安装信息。传统二维设计图纸中，在布设探测器和灯具时需要获取房间面积信息和使用功能信息，单独量取每一个房间，在使用面积指标时还需要再次进行测量，导致设计人员出现大量重复性工作。通过应

8、用 Revit插件，根据建筑项目样板能够实时获取建筑不同功能区信息，按照相关规范能够增加房间照度参数，以此建立房间照明标记，合理选择灯具规格、类型和功率，并且与标准值进行比较分析。其次，设计人员也可以将灯具套数输入到模型中，联合建筑实际情况进行校正和调整，确保其满足设计要求。在计算时需要应用灯具族进行设计计算，并且在房间照明标记中详细记录计算结果，以此生成计算书，从根本上提升设计效率。3.4各专业配合 传统设计模式下，设计人员的工作比较独立，只是在制定工作节点以及提供专业资料时才实现协同设计。通过 Revit平台实施电气设计，在同一个模型上完成不同专业设计工作，水暖专业不再仅限于提供书面资料，

9、而是包含用电设备在内的参数模型。电气专业能够实时获取水暖电专业信息。在三维模型中建立协调视图，能够对设备高度、桥架位置以及插座间距等进行实时查看。在模型中还具备碰撞检测功能。按照项目特点建立相应的碰撞检查方式，不同专业之间的协同设计能够对设计信息进行共享，全面反映出专业碰撞问题，以此修改和完善设计信息。3.5设备材料表 在 BIM信息模型中包含多类信息，设计人员按照实际需求提取图元属性参数，可以根据楼层以及设备等设计过滤条件，以此建立设备材料表。相比于传统设计方式来说，设备材料表可以按照项目情况实时进行变更。通过设置明细表、设备类型、安装方式等，可以为工程管理以及造价管理提供科学依据。4、结束

10、语 综上所述，在信息化技术快速发展背景下，BIM技术已经被广泛应用到建筑勘察设计中，通过应用 BIM技术可以有效弥补传统二维设计不足问题，本文通过对 BIM技术在建筑电气设计中的应用进行分析，得出 BIM技术能够提升建筑电气设计实效性，全面维护建筑电力质量与安全，因此值得推广应用。参考文献 1向鹏，徐露.BIM 技术在建筑电气设计中的应用和展望 J.建材与装饰，2018，25（52）：91-93.2方雅君.BIM 技术在装配式混凝土建筑电气设计中的应用 J.建筑电气，2018，37（05）：125-128.3相传军.BIM 技术在建筑电气工程设计与施工中的应用 J.工程建设与设计，2017，1

11、6（16）：208-209.4张永欣，张凤伟.BIM技术在建筑电气设计中的应用标准和展望 J.中国标准化，2017，02（14）：164-165.5杨宇虎，王娜.三维设计在糯扎渡水电站厂房电气设计中的应用 J.云南水力发电，2017，33（03）：124-126.BIM 技术在综合机电项目中的应用 1.项目背景 本工程为北京市 XXX 项目，位于北京市亦庄经济开发区 XX路与 XX 路交叉口处；含商业、住宅的综合项目，地下 X 层，地上 Y 层，其中 1、2 层以下为商业部分，地下两层与 XX 项目的地下车库相连接。总建筑面积 50386 平方米。结构形式为框架剪力墙结构，现浇混凝土楼板。工程

12、机电施工内容包含电气（强电、弱电、电梯）；给排水；暖通（防排烟、通风、采暖）等专业系统；分包单位比较多，专业配合默契需求高，穿插作业施工难度大，现场空间有限，为各个专业提供材料堆放困难，需要根据施工进度节点周密的统筹规划。2.BIM技术应用的内容 2.1管线综合应用 根据各专业内部的排布规则，不同专业相互间的排布规则，以及与结构建筑的间距要求，检修空间等，具体规划管线水平、垂直方向的分布。2.1.1 碰撞检查 碰撞检查一般由软件检查和“人为”检查两部分组成。“人为”检查可以借助 navisworks 软件进行漫游检查；或者利用 fuzor 软件。这两款软件与 revit都有完美的结合。实施细则

13、：（1）土建建立完轴网标高，设置好项目基点后，将这些基础信息转交于各分包单位；各专业在土建的项目基点以及轴网标高的基础上，建立自己专业的模型。（2）各专业建立好模型后，打开各自的模型清除项目未使用选项，清除完毕后保存。（为了让在碰撞检测时提高电脑的运行速率）（3）碰撞检测前还需要给各专业系统的管线配色；这个暂时没有规定，由企业内部自己出配色方案；以便于在碰撞检测后查找问题。（4）碰撞检测流程：新建一个项目样板，设置好过滤器，将整个项目中的各个专业系统分别添加过滤器（其中包含各个专业管线颜色设置）。完毕后，链接结构模型进入项目样板，然后再链接建筑样板进入，链接绑定。按照各专业在整理空间上的垂直分

14、布，首先导入暖通系统，碰撞检查完毕，将暖通与先前的结构建筑模型继续绑定为一个整体。一般工程上先处理最先导入的专业，在满足国家规范要求的空间距离下，尽可能为电气、给排水专业管线腾出空间。首先解决它与结构、建筑模型之间的碰撞问题。（找出有效碰撞点，机器检查只是其中一部分，还需要以人的视角进入三维模型中做进一步检查。）用同样的方法把电气系统和给排水系统导入进行碰撞检查。（5）碰撞检测后的结果暂时不处理，根据碰撞检测报告整理各专业与结构和或者专业间的冲突问题；将问题罗列上报甲方，然后与设计单位协商，也可以自行针对相关问题的提出解决办法，待设计单位同意，甲方和监理审批，四方签字确认后方可施工。碰撞检查报

15、告：2.1.2 优化排布（优化排布的基本性原则）大管优先，小管让大管。有压管让无压管。常温管让高温、低温管。可弯管线让不可弯管线、分支管线让主干管线。附件少的管线避让附件多的管线。电气管线避热避水，在热水管线、蒸气管线上方及水管的垂直下方不宜布置电气线路。安装、维修空间 500mm。预留管廊内柜机、风机盘管等设备的拆装距离。管廊内吊顶标高以上预留 250mm的装修空间。租赁线以外 400mm 距离内尽可能不要布置管线，用作检修空间。11 管廊内靠近中庭一侧预留卷帘门位置。12 各防火分区处，卷帘门上方预留管线通过的空间，如空间不足，选择绕行。13 管线布置还需根据国家规范要求，各专业之间，专业

16、内部要求间距等等问题。14 可进一步确定地下室各位置及地上部分净高要求，明确 BIM 与设计协调配合方向。2.1.3 竣工模型 待碰撞检测完毕，经设计单位审批同意相关修改，甲方予以签字确认后；各专业按照修改审批表的方案进行修改模型；修改完毕交与总承包单位，由总承包单位将各专业模型整合为一个整体的机电模型。特别要注意，建模开始必须对所应用的机械设备、管线、桥架等等元件进行系统归类，并进行参数化、信息化；以达到竣工模型的要求。（机电整合模型：）2.2土建预留应用 2.2.1 建筑预留 结构完毕后，二次砌筑工程中，应用竣工模型，对照机电管线路径标高、图纸尺寸定位信息对其相应的孔、洞、预埋件进行预留预

17、埋。凭 借 BIM 技术三维可视化的特点，BIM 模型能够直观地表达出需要流动的具体位置，不仅不容易遗漏，还能做到精确定位，有效地解决了与设计人员沟通预留孔洞时的诸多问题；大大提高了预留孔洞的施工效率。2.2.2 结构预留 预留预埋不到位将直接影响安装质量的好坏，甚至影响结构的质量和安全和使用寿命。借助 BIM的施工模拟技术，可以提升预留预埋的准确性。依据竣工模型中机电管线的排布，在结构墙体、楼板、梁、围护等相应的位置处预留空洞或者预埋件。并且分类对其编排，统计；以便于在实际工程中做精准的预留预埋。2.3工程量统计应用 通过应用 BIM 技术可以精准的统计材料用量；在建模时，只要把每一个部件参

18、数化、数字化，需要什么参数就赋予给它，（当运用到非系统族的时候，还需要通过建立共享参数的方式统计）然后从所需要统计的材料明细表中就可以得到工程中所有应用的材料的详细信息（人工费和机械费单独根据定额计算）。当工程发生设计变更时，要及时更新模型，并更新变更部分的工程量。2.3.1 预算工程量 设计方考虑的是用什么材料；甲方考虑的是用了多少材料；而施工单位则需要考虑材料如何用。材料是成本的基础，如果施工单位在材料成本上不能把控，则工程成本已处于失控状态。通过应用 BIM 技术在虚拟建造过程中，可以统计工程所有应用到的材料；结合国家预算相关工程定额，最终可以形成预算的绝对依据。例如图 3.18-7、8

19、 是工程统计材料明细表。2.3.2 实际工程量 通过虚拟建造生成的工程量是实际工程量的参考依据；我们只需考虑实际应用时的损耗率，以及人工费、机械费，以及设计变更等相关费用；最终就可以得到实际发生的工程量。2.4预制件加工应用 2.4.1 构件加工 对于机电各个专业管线的复杂弯头、大小管连接、不同形状管线的连接件；通过应用 BIM 技术，可以提前加工预制。这样可以提升机电系统的安全性能，预制件的加工大大提高了效率，缩短了工期，节省了成本。2.4.2 管段加工 根据模型系统管段路由的排布，在什么地方需要什么尺寸的管段，包括支吊架；我们都可以从竣工模型得知，可以根据 BIM 施工总计划，规划施工节点

20、，逐一细分，便可知晓什么时间应该提前准备什么。然后与供货商洽谈定尺加工问题；为供货商提供 BIM 模型明细表，此明细表必须符合加工订货单的注释条目要求，明细表中需要体现 BIM技术定位信息相关文字标注。材料进场后，施工人员可以根据进场材料标识，明辨材料的用途以及使用方式，安装位置等等。2.4.3 综合支吊架加工 根据实际工程的需要，在交叉区域含有多个专业系统管线时，可以采用综合支吊架。综合支吊架需要考虑分段荷载量，支吊架的规格尺寸需要通过一定的计算。确定好综合支吊架的分布间距以及支吊架的规格，然后根据系统管线走向布设。3.组织流程及实施要求 3.1工作计划流程 3.1.1 计划 BIM工作计划

21、不单单要从单一专业制定，而且要有一个大的工作框架；各个专业根据在此框架中承担的工作内容，根据整体规划安排，然后再制定自己专业的计划。机电内部计划：（1）根据甲方的整体项目节点时间要求制定机电专业的施工计划节点。（2）图纸深化设计（3）建模；完成设备、材料的统计（4）机电管线综合 （5）3D漫游及三维可视化交流（6）设计变更、洽商预先评估（7）根据优化方案协同更新模型（8）专业深化设计复核（9）变更工程量统计（10）施工模拟（11）施工监督和验收 3.1.2 流程（1）熟悉各专业图纸，各专业先进行内部图纸会审，找出图纸中显而易见的错误或者由于设计者的疏忽，遗漏设计的内容，与设计及时沟通解决初步各

22、专业内部问题。（2）设计院将施工单位提出图纸会审的问题在电子版图上更正后，然后交予施工单位建模（如果设计院自行应用 BIM 设计则施工单位直 接利用模型施工，应用 BIM 设计本身就可以避免碰撞检测的一些问题，或者可以说这个过程已由设计院完成。）（3）施工单位可以综合各专业图纸，在图纸上详细整理各专业管线的标高，根据施工工艺要求以及建模标准绘制模型。（4）管线综合，应用碰撞检测功能，统计有效碰撞点，提出优化方案。（碰撞检测结果的修正方案要经过监理、业主审批；审批合格才能按照方案进行调整优化）。（5）根据审批的结果进行调整优化（6）调整优化完毕，三方签字确认，总包方备案存档。（7）打印出具施工图

23、。（8）三维技术交底，拆分模型根据施工节点进行下一步施工安排。以下为机电工程 BIM 施工组织大体流程图：3.2拆分规定 3.2.1 一般规定（1）按分区（2）按楼号（3）按施工缝（4）按单个楼层或一组楼层（5）按系统、子系统 3.2.2 特殊规定 一般而言，等竣工模型形成后，各专业需要应用竣工模型指导施工。总承包单位应将竣工模型复制一份给各分包单位，以便于各分包单位在施工中运用。各专业不能随意打开别的专业的模型组，最好把别的专业全部锁定；然后在应用时打开自己专业的模型组，根据专业系统逐一拆分模型（拆分亦即临时隐藏）。根据施工节点计划，控制模型的拆分段，应用完毕，应该及时关闭自己专业的模型组。

24、需要根据施工节点来应用模型；把建造阶段、待建造阶段、拆除阶段划分清楚；配合土建施工进度做好机电安装相应的具体工作。3.3模型规则 明确本项目用于建立模型的软件产品名称、版本、导入导出格式，执行的标准。若采用不同软件产品进行各专业模型的建立、细化后，按照什么统一标准进行模型整合，确保整合效果。各系统的命名须与图纸一致；影响管线综合的一些设备、末端须按图纸要求建出，必须考虑管道检修空间。最后需要注意为各专业管线、构件、配件等等建立它们的非几何参数信息。例如：管道管材、材质保温信息；设备材料的工程量统计信息；设备或者管线的性能参数等等。3.3.1 暖通专业模型规则 一般情况下，保证无压管的重力坡度，

25、无压管放在最下方。风管和较大的母线桥架，一般安装在最上方；风管与桥架之间的距离要 100mm。对于管道的外壁、法兰边缘及热绝缘层外壁等管路最突出的部位，距墙壁或柱边的净距应 100mm。通常风管顶部距离梁底 50-100mm 的间距。距离下方管道至少50mm间距。如遇到空间不足的管廊，可与设计师沟通，断面尺寸改扁，便于提高标高。暖通的风管较多时，一般情况下，排烟管应高于其他风管；大风管应高于小风管。两个风管如果只是在局部交叉，可以安装在同一标高，交叉的位置小风管绕大风管。空调水平干管应高于风机盘管。冷凝水应考虑坡度，吊顶的实际安装高度通常由冷凝水的最低点决定。软管接头间距通常按照 300cm考

26、虑。变径管通常按照 45考虑，没边加 10cm。三通总长度为大风管直径的 2 倍，风阀按照 300cm考虑，风管弧度通常为 1 倍的 D。（无特殊说明情况下）3.3.2 给排水专业模型规则 管线要尽量少设置弯头。给水管线在上，排水管线在下。保温管道在上，不保温管道在下，小口径管路应尽 量支撑在大口径管路上方或吊挂在大管路下面。冷热水管净距 15cm，且水平高度一致,偏差不得超过 5mm（其中对卫生间淋浴及浴缸龙头严格执行该标准进行检查，其余部位的可以放宽至 1cm）。除设计提升泵外，带坡度的无压水管绝对不能上翻。给水引入管与排水排出管的水平净距离不得小于 1m。室内给水与排水管道平行敷设时，两

27、管之间的最小净间距不得小于 0.5m；交叉铺设时，垂直净距不得小于 0.15m。给水管应铺设在排水管上面，若给水管必须铺设在排水管的下方时，给水管应加套管，其长度不得小于排水管径的 3倍。喷淋管尽量选在下方安装，与吊顶间距保持至少 100mm。各专业水管尽量平行敷设，最多出现两层上下敷设。污排、雨排、废水排水等自然排水管线不应上翻，其他管线避让重力管线。给水 PP-R 管道与其它金属管道平行敷设时，应有一定保护距离，净距离不宜小于 100mm，且 PP-R管宜在金属管道的内侧。水管与桥架层叠铺设时，要放在桥架下方。11 管线不应该挡门、窗，应避免通过电机盘、配电盘、仪表盘上方。12 管线外壁之

28、间的最小距离不宜小于 100mm，管线阀门不宜并列安装，应错开位置，若需并列安装，净距不宜小于 200mm。13 管道间的距离出于整齐考虑，一般遵循：大管间间距大，小管间间距小。14 三通弯头一般按 2D考虑长度。15 消防卡箍比管道外径大 5cm,多条消防管道并排走保证 150CM 距离。16 消火栓口距离地面一般 1.1m。17 热水能水管道并排时一般遵循，热左冷右，热上冷下的规则。18 套管比不保温管大 1-2cm,如有保温应当考虑保温厚度，比保温管大 5cm左右。19 阀门长度：蝶阀=管径长度；截止阀=止回阀=2 倍管径长度;闸阀=1.5 倍管径长度.20 水管与墙（或柱）21 机房中

29、布管一般遵循以下原则 a.大小头软管接头长度一般和阀门一样长 b.泵出水口泵管布置一定要整齐有序 c.泵前泵后要保证泵机的抽芯解体距离 d.泵于泵之间至少保证 60cm 的通过距离 3.3.3 电气专业模型规则 电缆线槽、桥架宜高出地面 2.2m 以上；线槽和桥架顶部距顶棚或其它障碍物不宜小于 0.3m。电缆桥架应敷设在易燃易爆气体管和热力管道的下方，当设计无要求时，与管道的最小净距，符合以下要求：在吊顶内设置时，槽盖开启面应保持 80mm 的垂直净空，与其他专业之间的距离最好保持在 100mm。电缆桥架与用电设备交越时，其间的净距不小于 0.5m。两组电缆桥架在同一高度平行敷设时,其间净距不

30、小于 0.6m，桥架距墙壁或柱边净距 100mm。电缆桥架内侧的弯曲半径不应小于 0.3m。电缆桥架多层布置时，控制电缆间不小于 0.2m，电力电缆间不小于 0.3m，弱电电缆与电力电缆间不小于 0.5m，如有屏蔽盖可减少到 0.3m，桥架上部距顶棚或其它障碍不小于 0.3m。电缆桥架不宜敷设在腐蚀性气体管道和热力管道的上方及腐蚀性液体管道的下。通信桥架距离其他桥架水平间距至少 300mm，垂直距离至少300mm，防止其它桥磁场干扰。桥架上下翻时要放缓坡，桥架与其他管道平行间距 100mm。11 桥架不宜穿楼梯间、空调机房、管井、风井等，遇到后尽量绕行。12 强电桥架要靠近配电间的位置安装，如

31、果强电桥架与弱电桥架上下安装时，优先考虑强电桥架放在上方。3.3.4 机电建模应该注意的问题：首先要确定主要机房或机房区域的建模尺寸以及它的定位信息输入。在风井、电井、水井等管道密集的地方注意管道的排布要与系统主要路由相匹配。注意项目中应该先确定设备的位置（冷却塔、锅炉、热换设备、变压器、配电箱柜、燃气调压设备、消火栓、水泵、空调机组、风机、智能化系统控制设备等等）再按先干管后支管的顺序按照系统路径建模。注意设备机房、各专业井道系统管线的几何连接尺寸，定位信息的建立。注意在各个系统的末端（风口、喷头、烟感探测器、空调末端）管线的连接以及模型尺寸定位信息。注意各专业系统管线上智能控制装置布置，建模时需考虑如何实现智能化控制。最后需要注意为各专业管线、构件、配件等等建立它们的非几何 参数信息。例如：管道管材、材质保温信息；设备材料的工程量统计信息；设备或者管线的性能参数等等。应用软件时需要先进行机械设置，载入相应的连接件、接头等构件。（注：范文素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注。）