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摘要：bim設計能夠在細致元素呈現(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、紋理，以及不同空間的縱深處理等，均可以通過BIM技術完成設計。本文以水利水電工程電氣專業(yè)作為研究對象，分析BIM設計在其中的應用問題。具體探討中，概述了BIM設計的概念、應用現(xiàn)狀、比較優(yōu)勢。結合某水利水電工程項目，分別從工程概況、設計準備、設計流程及應用、注意事項幾個方面進行了具體討論。

關鍵詞：BIM設計；水利水電工程；電氣專業(yè)；應用

引言

建設工程項目信息模型技術簡稱為BIM，它是建設工程項目發(fā)展與信息技術資源融合的產物。BIM體現(xiàn)了技術特征，也具有設計功能。例如，BIM設計可視性強，可以把只有借助想象才能進行構建的立體空間，通過信息技術與軟件功能進行實際模擬，使其轉換成“虛擬場景中的實體”。同時，BIM設計協(xié)調性相對較高，水利水電工程項目在新時期的專業(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，應用BIM設計可以較好的滿足其需求。

1BIM設計概述

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。從本質上講，它是一種以計算機為載體的應用軟件，其功能集中體現(xiàn)在“三維建?！狈矫妗Ｍㄟ^對BIM技術的應用，能夠在“虛擬網(wǎng)絡”中，構建與“現(xiàn)場場景”對應的“數(shù)據(jù)模型”。當前，BIM技術在裝配式建筑設計中的運用經驗表明，“模型世界”與“現(xiàn)實世界”能夠實現(xiàn)全面對應。從實現(xiàn)途徑方面看，BIM設計應用，主要是以工業(yè)基礎類的IFC為標準，如利用水利水電工程項目產品相關的生產要素生成的數(shù)據(jù)信息，對其實施標準化的設計與處理，以及表達，從而完成BIM技術在電氣專業(yè)設計中的系統(tǒng)性運用等。

1.2應用現(xiàn)狀

從應用現(xiàn)狀方面看，BIM技術在水利水電工程設計中已涉及各個方面。因此，其應用范圍相對廣泛。然而，在當前的應用中，重點仍然集中于多元化應用、專門化應用。尤其是BIM技術應用中存在“二次應用”的現(xiàn)象，浪費了諸多資源。主要表現(xiàn)為①在原有設計基礎上，運用BIM技術進行優(yōu)化處理。②對二維平面設計實施三維空間設計轉換。③軟件應用差異導致的BIM技術應用受限，以及在同一項目的建設單位、設計單位、監(jiān)理單位、施工單位之間的信息化標準與格式不統(tǒng)一等。這些均阻礙了其技術的系統(tǒng)性應用。不利于通過BIM技術在水利水電工程設計中的全面、有效運用，因此，間接導致了對其應用后的效用不高等問題。因此，需要增強對其多元化應用的分析，逐漸強化其三維空間設計、集成設計、諸環(huán)節(jié)設計，化解相關的阻礙因素，為其提供資源支持等。

1.3比較優(yōu)勢

首先，BIM技術作為一種建筑信息模型，旨在通過對工程項目產品生產建設相關的各項信息數(shù)據(jù)的采集與處理，從而構建三維可視化的產品設計模型，并使其實現(xiàn)有效運用。因此，從系統(tǒng)性應用方面看，BIM技術的三維空間設計，首先突破了原有的二維平面設計，在根本上轉變了設計思維。同時，通過對其三維空間設計功能的使用，可以使信息數(shù)據(jù)化或數(shù)字化的建筑設計一步到位，克服3D類型的設計軟件弊端，實現(xiàn)產品信息的全面三維幾何化操作。比如，當前的水利水電工程電氣三維空間設計中，就將各類電氣設備、電氣設備相關的各類材料、材料下設的各類性質進行了由上到下的統(tǒng)一設計，能夠達到對電氣的價格信息、位置信息、性能信息、材料信息、進度信息、重量信息、接地信息、埋管信息、照明信息、電纜敷設信息等全面集成應用。其次，在三維空間設計基礎上，BIM技術的運用集成化程度較高，其工作模式轉變到了協(xié)同合作方向，運用BIM技術配套的使用軟件，可以對協(xié)同信息進行全面計算與分析，可以保障水利水電工程電氣設計中的材料與設備環(huán)節(jié)、施工建設環(huán)節(jié)、投入運營后的維護管理環(huán)節(jié)，全面納入到電氣信息模型之中，從而完成各個環(huán)節(jié)之間的協(xié)同設計，確保設計環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性、全面性、有效性。當前的應用也證實，應用BIM技術的工作模式，既可以減少“錯漏缺”問題，也能夠在線實時的開展“聯(lián)動式修改”，進而降低設計中的時間成本、修改成本等。另外，在現(xiàn)代水利水電工程產業(yè)鏈條上，電氣的研發(fā)設計貫穿著整個鏈條。同時，設計環(huán)節(jié)的IP生產，往往能夠擴增原來的水利水電工程項目可營利空間。因此，在水利水電工程電氣設計中，十分重視對研發(fā)設計環(huán)節(jié)的投入。需要注意的是，由于諸環(huán)節(jié)的設計與研發(fā)設計環(huán)節(jié)存在系統(tǒng)性設計與配套性設計的一體化關系。因此，當前的環(huán)節(jié)設計主要由方案設計、初步設計、施工圖設計三大環(huán)節(jié)構成，節(jié)省了針對產業(yè)鏈條諸環(huán)節(jié)的設計，增加了分步驟的設計環(huán)節(jié)。

2BIM設計在水利水電工程電氣專業(yè)中的應用

2.1工程概況

以某供水工程項目設計為例，具體要求建設一座新電站，其中，包括1座升壓站，并且需要配置35kV戶外設備。在初步設計階段，已經完成了項目參數(shù)的錄入工作，建立了針對該項目的信息模型。然而，由于建設單位對交付標準有較高的要求。所以，施工單位為了滿足其實際要求，對升壓站電氣設備諸項內容做了進一步優(yōu)化處理，應用BIM技術實施了具體的電氣設計。2.2設計準備（1）制作電氣設備族。在BIM設計中，以電氣設備族作為基本構成單位，完成信息模型基礎創(chuàng)建。具體操作中以Revit系列軟件為準，在其自帶電氣設計族相對不足的情況下。該項目設計人員結合實際對LCU柜與戶外配電設備的實際需求，制作了相關電氣設備族，為了達到模擬仿真目標，設計人員需要通過外形尺寸、性能參數(shù)等細致的數(shù)據(jù)信息，為電氣設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)設備族種類多、數(shù)量大、屬性參數(shù)影響大、參數(shù)校驗、工程量統(tǒng)計相對復雜。設計人員花費了較長時間，戶外35kV斷路器、LCU柜均為本項目制作的部分電氣族，如圖1所示。對電氣設備中的戶外35kV斷路器、LCU柜進行了標準化分析，從而制作了與之匹配的內容詳細的設備產品族庫。（3）在協(xié)同設計工作方式方面，為了使優(yōu)化設計適用于項目。設計人員未采用各專業(yè)共用信息模型協(xié)同模式，而是根據(jù)各專業(yè)的單獨信息模型構建方式，進行了較為快速的連接、調用，既化解了設計資源配置相對較低的問題，也使各專業(yè)實現(xiàn)了有效配合，起到了對設計失誤的有效預防。

2.3設計流程及應用

首先，以Revit設計環(huán)境為準，制作BIM電氣設計信息模型。在初步設計階段，制作電氣專業(yè)設備族庫。在施工圖設計階段，完成相關電氣設計。設計流程如下：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（自動出圖）——竣工模型——竣工圖的BIM設計流程。對應BIM設計流程，可以制定出BIM技術在裝配式建筑設計中的應用流程。按照對應關系，可以構建由整體規(guī)劃（效果總圖）——平面、立面、剖面設計——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)點大樣）——電氣深化設計（如尺寸控制圖，具體到了設備布置、接地、照明、埋管等各項要素）。其次，在接地、埋管設計完成后，可提取任意剖面應用于二維出圖。再完成供配電系統(tǒng)校驗、碰撞檢查、模型布置、出圖。應用Revit設計環(huán)境能夠以初步設計階段創(chuàng)建的電氣設備族庫，使其族屬性在自動生成過程中，轉化為具體的設備材料明細表。具體包括：電器設備、設備材料的各類明細。

2.4設計中的注意事項

BIM技術在水利水電工程電氣設計中的應用主要是利用三維模型，對方案設計、初步設計、施工圖設計進行參數(shù)優(yōu)化、協(xié)同管理、模型優(yōu)化。簡單講，就是通過BIM技術細化、優(yōu)化電氣設計。因此，在其應用之前，需要先做好設計準備工作。具體而言，要根據(jù)電氣設備、安裝位置、安裝階段等相關數(shù)據(jù)，先建立一些初步的、粗略的BIM方案模型，相當于在BIM應用軟件中畫一幅電氣設計草圖。再實施全面設計。在本次設計過程中，電氣設備族庫的標準分析與族庫創(chuàng)建花費時間較多。其原因主要來自Revit系列軟件在水利水電工程電氣專業(yè)設計方面的族庫不夠，僅能夠滿足管線敷設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，在三維圖向二維轉換后，其中的一些族元素并沒有清晰的表達出來。所以，選擇了其它軟件進行輔助處理。

3結束語

總之，現(xiàn)代水利水電工程項目產品的生產建設與我國新時代的系統(tǒng)性改革密切關聯(lián)，為了做好水利水電工程項目，一方面，應該結合實際的電氣專業(yè)需求，按照電氣工業(yè)設計思維，選擇與其設計需求相一致的BIM技術。另一方面，在BIM設計實踐中，應該對其優(yōu)勢進行全面解析，確保在三維建?？臻g內，合理的應用BIM技術，使水利水電工程電氣專業(yè)的設計過程中，增強針對各類構成要素參數(shù)的精準計算。結合以上初步分析，建議按照具體的水利水電工程項目中，電氣專業(yè)的實際設計需求，嚴格按照其電氣設備的布置、埋管、線纜敷設、照明、接地等，做好對二維設計方案信息的提取與轉換及優(yōu)化，提高BIM設計在應用實踐層面的效用生產效率。

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作者:黃志明 單位:新疆水利水電勘測設計研究院