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摘要：bim設(shè)計(jì)能夠在細(xì)致元素呈現(xiàn)方面發(fā)揮不可替代的作用，如在水利水電工程中的建筑材質(zhì)、紋理，以及不同空間的縱深處理等，均可以通過(guò)BIM技術(shù)完成設(shè)計(jì)。本文以水利水電工程電氣專(zhuān)業(yè)作為研究對(duì)象，分析BIM設(shè)計(jì)在其中的應(yīng)用問(wèn)題。具體探討中，概述了BIM設(shè)計(jì)的概念、應(yīng)用現(xiàn)狀、比較優(yōu)勢(shì)。結(jié)合某水利水電工程項(xiàng)目，分別從工程概況、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)流程及應(yīng)用、注意事項(xiàng)幾個(gè)方面進(jìn)行了具體討論。

關(guān)鍵詞：BIM設(shè)計(jì)；水利水電工程；電氣專(zhuān)業(yè)；應(yīng)用

引言

建設(shè)工程項(xiàng)目信息模型技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)為BIM，它是建設(shè)工程項(xiàng)目發(fā)展與信息技術(shù)資源融合的產(chǎn)物。BIM體現(xiàn)了技術(shù)特征，也具有設(shè)計(jì)功能。例如，BIM設(shè)計(jì)可視性強(qiáng)，可以把只有借助想象才能進(jìn)行構(gòu)建的立體空間，通過(guò)信息技術(shù)與軟件功能進(jìn)行實(shí)際模擬，使其轉(zhuǎn)換成“虛擬場(chǎng)景中的實(shí)體”。同時(shí)，BIM設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性相對(duì)較高，水利水電工程項(xiàng)目在新時(shí)期的專(zhuān)業(yè)化發(fā)展需求日益增長(zhǎng)，需要處理的問(wèn)題與牽涉到的要素逐漸增多，此時(shí)，應(yīng)用BIM設(shè)計(jì)可以較好的滿足其需求。

1BIM設(shè)計(jì)概述

1.1概念

BIM是英文全稱(chēng)“BuildingInformationModeling”的首字母縮寫(xiě)形式，翻譯為中文為“建筑信息模型”，通常將其稱(chēng)BIM技術(shù)。從本質(zhì)上講，它是一種以計(jì)算機(jī)為載體的應(yīng)用軟件，其功能集中體現(xiàn)在“三維建?！狈矫妗Ｍㄟ^(guò)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠在“虛擬網(wǎng)絡(luò)”中，構(gòu)建與“現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景”對(duì)應(yīng)的“數(shù)據(jù)模型”。當(dāng)前，BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)表明，“模型世界”與“現(xiàn)實(shí)世界”能夠?qū)崿F(xiàn)全面對(duì)應(yīng)。從實(shí)現(xiàn)途徑方面看，BIM設(shè)計(jì)應(yīng)用，主要是以工業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)的IFC為標(biāo)準(zhǔn)，如利用水利水電工程項(xiàng)目產(chǎn)品相關(guān)的生產(chǎn)要素生成的數(shù)據(jù)信息，對(duì)其實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)與處理，以及表達(dá)，從而完成BIM技術(shù)在電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)性運(yùn)用等。

1.2應(yīng)用現(xiàn)狀

從應(yīng)用現(xiàn)狀方面看，BIM技術(shù)在水利水電工程設(shè)計(jì)中已涉及各個(gè)方面。因此，其應(yīng)用范圍相對(duì)廣泛。然而，在當(dāng)前的應(yīng)用中，重點(diǎn)仍然集中于多元化應(yīng)用、專(zhuān)門(mén)化應(yīng)用。尤其是BIM技術(shù)應(yīng)用中存在“二次應(yīng)用”的現(xiàn)象，浪費(fèi)了諸多資源。主要表現(xiàn)為①在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理。②對(duì)二維平面設(shè)計(jì)實(shí)施三維空間設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換。③軟件應(yīng)用差異導(dǎo)致的BIM技術(shù)應(yīng)用受限，以及在同一項(xiàng)目的建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位之間的信息化標(biāo)準(zhǔn)與格式不統(tǒng)一等。這些均阻礙了其技術(shù)的系統(tǒng)性應(yīng)用。不利于通過(guò)BIM技術(shù)在水利水電工程設(shè)計(jì)中的全面、有效運(yùn)用，因此，間接導(dǎo)致了對(duì)其應(yīng)用后的效用不高等問(wèn)題。因此，需要增強(qiáng)對(duì)其多元化應(yīng)用的分析，逐漸強(qiáng)化其三維空間設(shè)計(jì)、集成設(shè)計(jì)、諸環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，化解相關(guān)的阻礙因素，為其提供資源支持等。

1.3比較優(yōu)勢(shì)

首先，BIM技術(shù)作為一種建筑信息模型，旨在通過(guò)對(duì)工程項(xiàng)目產(chǎn)品生產(chǎn)建設(shè)相關(guān)的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的采集與處理，從而構(gòu)建三維可視化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型，并使其實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)用。因此，從系統(tǒng)性應(yīng)用方面看，BIM技術(shù)的三維空間設(shè)計(jì)，首先突破了原有的二維平面設(shè)計(jì)，在根本上轉(zhuǎn)變了設(shè)計(jì)思維。同時(shí)，通過(guò)對(duì)其三維空間設(shè)計(jì)功能的使用，可以使信息數(shù)據(jù)化或數(shù)字化的建筑設(shè)計(jì)一步到位，克服3D類(lèi)型的設(shè)計(jì)軟件弊端，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的全面三維幾何化操作。比如，當(dāng)前的水利水電工程電氣三維空間設(shè)計(jì)中，就將各類(lèi)電氣設(shè)備、電氣設(shè)備相關(guān)的各類(lèi)材料、材料下設(shè)的各類(lèi)性質(zhì)進(jìn)行了由上到下的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到對(duì)電氣的價(jià)格信息、位置信息、性能信息、材料信息、進(jìn)度信息、重量信息、接地信息、埋管信息、照明信息、電纜敷設(shè)信息等全面集成應(yīng)用。其次，在三維空間設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)的運(yùn)用集成化程度較高，其工作模式轉(zhuǎn)變到了協(xié)同合作方向，運(yùn)用BIM技術(shù)配套的使用軟件，可以對(duì)協(xié)同信息進(jìn)行全面計(jì)算與分析，可以保障水利水電工程電氣設(shè)計(jì)中的材料與設(shè)備環(huán)節(jié)、施工建設(shè)環(huán)節(jié)、投入運(yùn)營(yíng)后的維護(hù)管理環(huán)節(jié)，全面納入到電氣信息模型之中，從而完成各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性、全面性、有效性。當(dāng)前的應(yīng)用也證實(shí)，應(yīng)用BIM技術(shù)的工作模式，既可以減少“錯(cuò)漏缺”問(wèn)題，也能夠在線實(shí)時(shí)的開(kāi)展“聯(lián)動(dòng)式修改”，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)中的時(shí)間成本、修改成本等。另外，在現(xiàn)代水利水電工程產(chǎn)業(yè)鏈條上，電氣的研發(fā)設(shè)計(jì)貫穿著整個(gè)鏈條。同時(shí)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的IP生產(chǎn)，往往能夠擴(kuò)增原來(lái)的水利水電工程項(xiàng)目可營(yíng)利空間。因此，在水利水電工程電氣設(shè)計(jì)中，十分重視對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的投入。需要注意的是，由于諸環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在系統(tǒng)性設(shè)計(jì)與配套性設(shè)計(jì)的一體化關(guān)系。因此，當(dāng)前的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)主要由方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)三大環(huán)節(jié)構(gòu)成，節(jié)省了針對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈條諸環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，增加了分步驟的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

2BIM設(shè)計(jì)在水利水電工程電氣專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用

2.1工程概況

以某供水工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例，具體要求建設(shè)一座新電站，其中，包括1座升壓站，并且需要配置35kV戶(hù)外設(shè)備。在初步設(shè)計(jì)階段，已經(jīng)完成了項(xiàng)目參數(shù)的錄入工作，建立了針對(duì)該項(xiàng)目的信息模型。然而，由于建設(shè)單位對(duì)交付標(biāo)準(zhǔn)有較高的要求。所以，施工單位為了滿足其實(shí)際要求，對(duì)升壓站電氣設(shè)備諸項(xiàng)內(nèi)容做了進(jìn)一步優(yōu)化處理，應(yīng)用BIM技術(shù)實(shí)施了具體的電氣設(shè)計(jì)。

2.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)備

（1）制作電氣設(shè)備族。在BIM設(shè)計(jì)中，以電氣設(shè)備族作為基本構(gòu)成單位，完成信息模型基礎(chǔ)創(chuàng)建。具體操作中以Revit系列軟件為準(zhǔn)，在其自帶電氣設(shè)計(jì)族相對(duì)不足的情況下。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際對(duì)LCU柜與戶(hù)外配電設(shè)備的實(shí)際需求，制作了相關(guān)電氣設(shè)備族，為了達(dá)到模擬仿真目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員需要通過(guò)外形尺寸、性能參數(shù)等細(xì)致的數(shù)據(jù)信息，為電氣設(shè)備族類(lèi)賦予清晰性與明確性。（2）由于水利水電工程電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)備族種類(lèi)多、數(shù)量大、屬性參數(shù)影響大、參數(shù)校驗(yàn)、工程量統(tǒng)計(jì)相對(duì)復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，戶(hù)外35kV斷路器、LCU柜均為本項(xiàng)目制作的部分電氣族，如圖1所示。對(duì)電氣設(shè)備中的戶(hù)外35kV斷路器、LCU柜進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化分析，從而制作了與之匹配的內(nèi)容詳細(xì)的設(shè)備產(chǎn)品族庫(kù)。（3）在協(xié)同設(shè)計(jì)工作方式方面，為了使優(yōu)化設(shè)計(jì)適用于項(xiàng)目。設(shè)計(jì)人員未采用各專(zhuān)業(yè)共用信息模型協(xié)同模式，而是根據(jù)各專(zhuān)業(yè)的單獨(dú)信息模型構(gòu)建方式，進(jìn)行了較為快速的連接、調(diào)用，既化解了設(shè)計(jì)資源配置相對(duì)較低的問(wèn)題，也使各專(zhuān)業(yè)實(shí)現(xiàn)了有效配合，起到了對(duì)設(shè)計(jì)失誤的有效預(yù)防。

2.3設(shè)計(jì)流程及應(yīng)用

首先，以Revit設(shè)計(jì)環(huán)境為準(zhǔn)，制作BIM電氣設(shè)計(jì)信息模型。在初步設(shè)計(jì)階段，制作電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)備族庫(kù)。在施工圖設(shè)計(jì)階段，完成相關(guān)電氣設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程如下：整體規(guī)劃——BIM方案模型——BIM深化模型（水利水電工程、電氣專(zhuān)業(yè)、MEP多專(zhuān)業(yè)協(xié)同）——BIM交付模型（自動(dòng)出圖）——竣工模型——竣工圖的BIM設(shè)計(jì)流程。對(duì)應(yīng)BIM設(shè)計(jì)流程，可以制定出BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用流程。按照對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以構(gòu)建由整體規(guī)劃（效果總圖）——平面、立面、剖面設(shè)計(jì)——整體分析專(zhuān)業(yè)協(xié)同（電氣安裝位置、立面示意、連接位置、系統(tǒng)大樣和節(jié)點(diǎn)大樣）——電氣深化設(shè)計(jì)（如尺寸控制圖，具體到了設(shè)備布置、接地、照明、埋管等各項(xiàng)要素）。其次，在接地、埋管設(shè)計(jì)完成后，可提取任意剖面應(yīng)用于二維出圖。再完成供配電系統(tǒng)校驗(yàn)、碰撞檢查、模型布置、出圖。應(yīng)用Revit設(shè)計(jì)環(huán)境能夠以初步設(shè)計(jì)階段創(chuàng)建的電氣設(shè)備族庫(kù)，使其族屬性在自動(dòng)生成過(guò)程中，轉(zhuǎn)化為具體的設(shè)備材料明細(xì)表。具體包括：電器設(shè)備、設(shè)備材料的各類(lèi)明細(xì)。

2.4設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

BIM技術(shù)在水利水電工程電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要是利用三維模型，對(duì)方案設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化、協(xié)同管理、模型優(yōu)化。簡(jiǎn)單講，就是通過(guò)BIM技術(shù)細(xì)化、優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)。因此，在其應(yīng)用之前，需要先做好設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作。具體而言，要根據(jù)電氣設(shè)備、安裝位置、安裝階段等相關(guān)數(shù)據(jù)，先建立一些初步的、粗略的BIM方案模型，相當(dāng)于在BIM應(yīng)用軟件中畫(huà)一幅電氣設(shè)計(jì)草圖。再實(shí)施全面設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，電氣設(shè)備族庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)分析與族庫(kù)創(chuàng)建花費(fèi)時(shí)間較多。其原因主要來(lái)自Revit系列軟件在水利水電工程電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)方面的族庫(kù)不夠，僅能夠滿足管線敷設(shè)方面的一些基本族類(lèi)信息。另一方面，輔助軟件的兼容性相對(duì)較差，在三維圖向二維轉(zhuǎn)換后，其中的一些族元素并沒(méi)有清晰的表達(dá)出來(lái)。所以，選擇了其它軟件進(jìn)行輔助處理。

3結(jié)束語(yǔ)

總之，現(xiàn)代水利水電工程項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)建設(shè)與我國(guó)新時(shí)代的系統(tǒng)性改革密切關(guān)聯(lián)，為了做好水利水電工程項(xiàng)目，一方面，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的電氣專(zhuān)業(yè)需求，按照電氣工業(yè)設(shè)計(jì)思維，選擇與其設(shè)計(jì)需求相一致的BIM技術(shù)。另一方面，在BIM設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)該對(duì)其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行全面解析，確保在三維建模空間內(nèi)，合理的應(yīng)用BIM技術(shù)，使水利水電工程電氣專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，增強(qiáng)針對(duì)各類(lèi)構(gòu)成要素參數(shù)的精準(zhǔn)計(jì)算。結(jié)合以上初步分析，建議按照具體的水利水電工程項(xiàng)目中，電氣專(zhuān)業(yè)的實(shí)際設(shè)計(jì)需求，嚴(yán)格按照其電氣設(shè)備的布置、埋管、線纜敷設(shè)、照明、接地等，做好對(duì)二維設(shè)計(jì)方案信息的提取與轉(zhuǎn)換及優(yōu)化，提高BIM設(shè)計(jì)在應(yīng)用實(shí)踐層面的效用生產(chǎn)效率。

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作者:黃志明 單位:新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院