BIM設(shè)計(jì)在水利水電工程電氣專業(yè)中應(yīng)用

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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BIM技術(shù)完成設(shè)計(jì)。本文以水利水電工程電氣專業(yè)作為研究對象，分析BIM設(shè)計(jì)在其中的應(yīng)用問題。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。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；電氣專業(yè)；應(yīng)用

引言

建設(shè)工程項(xiàng)目信息模型技術(shù)簡稱為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“虛擬場景中的實(shí)體”。同時(shí)，BIM設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)性相對較高，水利水電工程項(xiàng)目在新時(shí)期的專業(yè)化發(fā)展需求日益增長，需要處理的問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“BuildingInformationModeling”的首字母縮寫形式，翻譯為中文為“建筑信息模型”，通常將其稱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^對BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠在“虛擬網(wǎng)絡(luò)”中，構(gòu)建與“現(xiàn)場場景”對應(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、專門化應(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)致了對其應(yīng)用后的效用不高等問題。因此，需要增強(qiáng)對其多元化應(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

首先，BIM技術(shù)作為一種建筑信息模型，旨在通過對工程項(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)，通過對其三維空間設(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，就將各類電氣設(shè)備、電氣設(shè)備相關(guān)的各類材料、材料下設(shè)的各類性質(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”問題，也能夠在線實(shí)時(shí)的開展“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)增原來的水利水電工程項(xiàng)目可營利空間。因此，在水利水電工程電氣設(shè)計(jì)中，十分重視對研發(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，建立了針對該項(xiàng)目的信息模型。然而，由于建設(shè)單位對交付標(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)族相對不足的情況下。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員結(jié)合實(shí)際對LCU柜與戶外配電設(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)備族類賦予清晰性與明確性。（2）由于水利水電工程電氣專業(yè)設(shè)備族種類多、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)相對復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員花費(fèi)了較長時(shí)間，戶外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。對電氣設(shè)備中的戶外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。（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)人員未采用各專業(yè)共用信息模型協(xié)同模式，而是根據(jù)各專業(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)資源配置相對較低的問題，也使各專業(yè)實(shí)現(xiàn)了有效配合，起到了對設(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，制作電氣專業(yè)設(shè)備族庫。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、電氣專業(yè)、MEP多專業(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，使其族屬性在自動(dòng)生成過程中，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。簡單講，就是通過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)過程中，電氣設(shè)備族庫的標(biāo)準(zhǔn)分析與族庫創(chuàng)建花費(fèi)時(shí)間較多。其原因主要來自Revit系列軟件在水利水電工程電氣專業(yè)設(shè)計(jì)方面的族庫不夠，僅能夠滿足管線敷設(shè)方面的一些基本族類信息。另一方面，輔助軟件的兼容性相對較差，在三維圖向二維轉(zhuǎn)換后，其中的一些族元素并沒有清晰的表達(dá)出來。所以，選擇了其它軟件進(jìn)行輔助處理。

3結(jié)束語

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)該對其優(yōu)勢進(jìn)行全面解析，確保在三維建?？臻g內(nèi)，合理的應(yīng)用BIM技術(shù)，使水利水電工程電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)過程中，增強(qiáng)針對各類構(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。

參考文獻(xiàn)：

[1]王昱，王之君，范嚴(yán)偉.水利水電工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式創(chuàng)新研究與實(shí)踐[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2021，14（1）：126-127.

[2]馬燕博.試論水利水電工程技術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)管理[J].建筑與裝飾，2021，18（3）：162-163.

[3]周玥濤.探究電氣及其自動(dòng)化系統(tǒng)在水利水電工程中的智能化應(yīng)用[J].大科技，2020（7）：62-63.

[4]費(fèi)章貴.水利水電工程電氣節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析[J].智能城市，2020，6（18）：165-166.

[5]馬振斌，孔令敏.水利水電工程中電氣自動(dòng)化的具體應(yīng)用[J].水電站機(jī)電技術(shù)，2020，43（11）：18-19.

作者:黃志明 單位:新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院