魏立明 董天昊 刘 言

（1：吉林建筑大学电气与计算机学院，吉林 长春 130118；2：河北拓扑建筑设计有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

BIM是通过三维数字技术，对建筑工程中的项目设施实体与空间特性进行三维立体表达[1-2]。该技术在建筑施工设计的各个专业都得到了广泛运用，完成了电气设计从传统的尺规作图到CAD二维平面制图。直至今天BIM三维建模的两次重大革命，为工程设计工作中结构、电气等专业间进行碰撞调整提供了极大的便利，让各个专业工作在同一个模型之中，使工作效率和质量都得到了明显提高。尽管BIM技术推动了建筑行业的发展，但是必须认识到的问题是电气专业二次开发较为困难[3]，BIM技术在电气设计中的应用与其他专业相比略显局限，并且软件中本身所含的有限数量的电气设备族，成为今天设计工作中的一大障碍，本文对此进行深入地分析。

1 案例分析

1.1 工程概况简介

本工程为北方某办公楼，其地上4层，地下1层，建筑面积为4 745.6 m2，总体高度为15.6 m，为二类多层办公建筑，其电气设备包含排烟风机、排污泵、消防电梯、照明设备等。

1.2 BIM技术在建筑电气设计中的应用分析

1） 根据BIM当前的应用情况，应先完成设计准备，在形成电气族库后进行电气平面设计、生成二维视图并进行调整后开始综合碰撞检查。具体操作流程如图1所示。

2） BIM在施工阶段的操作可分为如下过程：初步深入强化设计建立模型→二次深入强化出管件加工→现场加工制作相应管件→完善加工产品→现场调试→系统测试。

2 电气设备族的建立

BIM软件中，照明设备、变配电箱（柜）、用电负载等设备是电气设备族库的主要内容。其创建过程具体为：形成电气族库的相关标准，把通常采用的尺寸与象形作为三维模型外部样式编制的设置依据，每一个电气族的具体属性都应该按照电气专业实际工作流程及相关数据的实际需要来确定[4-6]。每个族参数对应相应的族类别，常规模型族是一个不带有特定族特性的普通族，只具有形体的特征。族参数、特殊参数、共享参数、参数数据是族的参数的主要内容[7-10]。参数数据包括名称、规程、参数类型及参数分组方式。三维模型的创建主要通过拉伸、融合、旋转、放样等操作实现。

以电缆桥架族为例进行族文件确立说明：电缆桥架主要包括支架、安装附件和托臂等部分，其结构主要为梯架式、槽式等。当前主要有梯形和槽型两种形状的电缆桥架，各有其应用范围，若想提高绘制图纸的准确性则需要在Revit制图中做到快速区分。具体建族方法操作流程如下。

1）使用过滤器，为每一种桥架系统添加各自的过滤器，并且在可见性图形替换中加上不同的颜色。

2）在视图选项卡中单击过滤器选项，选择新建，输入一个用于强电电力桥架的名称。

3）在新弹出来的过滤器对话框中将过滤器使用对象的类别设置为电缆桥架和电缆桥架的配件，将过滤条件设置为设备类型等于电力。

4）在Revit中电缆桥架没有对应的系统，但可以通过设备类型参数用以区分电缆桥架的用途，绘制电缆桥架的过程中选择正确的设备类型。

5）打开强电平面图—打开可见性/图形替换对话框—单击过滤器—单价添加命令—添加之前创建的2个过滤器。

6）分别给强电和弱电添加颜色—投影/表面—填充图案—选择颜色。

7）经过处理后绘制电缆桥架可以很清晰的区分电缆桥架的类型。2根有高度差的电缆桥架相交，重叠部分显示不是同一高度的电缆桥架相交时，调节规程为机械，视觉样式选择隐藏线。

8）打开系统选项卡—电气—选择电气设置—更改样式MEP隐藏。

同时本文进行了梯级式电缆桥架弯通族的创建，通过制定相关参数并设定创建桥架外形，参数设置与参照平面图见图2，具体操作如下。

1）选择公制轮廓族样板，设置桥架的宽度、厚度、高度等系列参数，以及参照平面的绘制。

2）创建主体族几何图形，参照所设参数绘制主体族外形，绑定所创建轮廓族的参数。链接主题族连接件，并载入到项目中检测，保存备用。检测效果见图3。

3 碰撞检测分析

以北方某办公楼为例，大量管道布置在建筑内，传统的二维CAD设计时，由不同专业的设计人员分别设计，每个建筑图纸和文件都是“信息孤岛”，各专业之间无法进行及时的沟通交流，极易造成管线碰撞，造成人力物力不必要的浪费，BIM可以通过模拟进行检测管道之间是否存在碰撞，有利于设计过程中及时调整。该图纸以地下1层火灾自动报警平面图（见图4）为基础，进行建筑给排水、建筑暖通、建筑电气三者之间的碰撞检测，从图5中可以看出地下1层的消防管线和喷淋管发生碰撞（图5中A处标注为消防管线，B处所标注的粉色部分为喷淋管，二者相交部分即为碰撞部分），碰撞的结果可以为建筑电气施工方提供有效的施工依据。

4 结语

本文着重阐述了基于BIM的建筑电气设备族的创建过程及应用。以北方某办公楼地下1层火灾自动报警平面图及其与相关专业的碰撞平面图为例，通过创建消防管线及电缆桥架等电气设备族，建立其主体族群，与相关专业进行碰撞，其碰撞结果表明地下1层的消防系统的FC线（信号二总线）与喷淋管发生碰撞，在平面设计中只能单独标注区分标高，这样使得整体压低顶板高度，而通过这种方法可以清晰地看到各个角度的状况，通过横向避让、竖向旋转，可以有效节省空间避免浪费，同时也在施工图设计期解决大部分碰撞，极大地便利了建筑电气设计工作，也为施工方提供参考和借鉴。