基于BIM的地铁动力照明设计

基于BIM的地铁动力照明设计

地铁车站空间狭小，专业繁多、管线复杂，传统的二维设计方法难以实现地铁项目高效精准的设计，容易导致施工困难。文章以苏州市轨道交通5号线工程某车站的BIM协同设计为例，介绍了BIM技术在地铁动力照明设计中的应用，提出了Revit在动力照明设计中存在的不足，展望了BIM技术在地铁全寿命周期解决方案中的应用前景。

标签：地铁；动力照明；BIM；Revit

引言

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM），是以三维数字技术为基础，集成建筑工程各种相关信息的工程数据模型。目前国内已有多条轨道交通线路陆续使用BIM技术，如厦门市轨道交通一号线，南宁市轨道交通一号线等。通过以数字和实物方式构建的轨道交通工程，能够在设计、施工和运营等方面兼具高效性和有效性，使工程的各阶段都能制定更好的决策和管理。

1 BIM技术在地铁车站动力照明中的应用

现阶段，国内各地铁设计院动力照明专业对BIM技术的应用仅局限于电气设备用房的设备布置及车站内桥架的绘制[1]，无法有效利用BIM软件实现动力照明相关设备信息的数字化和系统化。如何深入应用BIM技术，提升动力照明系统设计深度，实现配电网络系统化，是未来BIM技术在轨道交通项目电气设计领域应用的探究方向。

2 BIM地铁车站电气设计

2.1 工程概况

此次应用BIM设计的工程为苏州市轨道交通5号线工程某车站，该站是大空间特色车站，主体建筑分为公共区、设备区两大部分，面积约为8986平方米。按照设计文件要求，利用Autodesk公司Revit软件作为主要建模软件，构建地铁车站的建筑、结构、通风空调、给排水、电力等专业BIM模型，并实现三维模型和二维图纸的交付。（如图1所示）

2.2 协同设计

Revit软件的协同设计可以通过文件链接和中心文件两种方法实现。本次设计采用中心文件和工作集相结合的方式，通过Bentely公司的ProjectWise软件构件中心文件的，使中心文件存储于网络服务器上，设计团队通过既定权限访问中心文件，实现多专业协同设计。

2.3 电气配置

Revit2015集成了MEP功能，可以通过“MEP配置”实现电气参数的修改，使电气参数及名称更符合中国行业标准。本工程根据总体设计文件要求，在MEP 配置中设置了电缆名称、电缆载流量、电缆尺寸配电系统及电压、桥架尺寸、负荷分类及需要系数等配电参数。Revit能基于以上参数，根据负荷用电量、输入电源等信息，生成配电回路信息。

2.4 项目参数

由于Revit中国化程度不深，未针对中国用户的习惯设置项目参数，所以需要在工程中根据项目需要设置项目参数。根据工程需要，可设置电缆敷设方式、电缆编号、穿管类型、工程名称等信息进行添加。在新建项目参数时，应使用共享参数，并设置参数类别，以便于生成配电盘明细表、设备明细表等各类数据。

2.5 电气族的构建

族是Revit软件中一个非常重要的构成要素，是一个包含通用属性集和相关图形表示的图元组[2]。族连接件赋予了族构建灵魂，是实现族特性的主要手段。通过电气连接件可以设置电气族的负荷特性，进而使电气设备实现逻辑上的相互连接，形成配电系统。只有建立完善的各类电力族库，才能体现BIM设计的优势，也才能进行下一步的设计工作[2]。

2.6 车站配电系统的构建

地铁配电系统分为动力配电和照明配电，0.4kV降压变电所位于车站右端站厅层，车站两端各设一个环控电控室，站厅站台每层每端各设置一间照明配电室。

电缆敷设于电缆桥架、支架、管线等，用电负荷与配电设备间通过Revit自带的“电路”功能构建配电系统的逻辑连接，并生成配电系统回路信息。

地铁车站的接地系统采用综合接地方式，但Revit不具备防雷接地设计功能。本次设计采用基于内建模型和新建构件族相结合的方式搭建综合接地网、站厅站台接地扁钢等。（如图1所示）

2.7 综合管线碰撞

地铁车站综合管线主要包括风、水、电、弱电、通信信号等专业。基于BIM 的综合管线设计，可以有效规划通道内各专业的管线布置，避免碰撞的发生，正确引导施工。本次设计先通过中心文件协同设计避免大面积的管线碰撞，再在后期通过管线碰撞检测查找存在的碰撞问题，通过专业间的协调实现管线零碰撞。

3 Revit软件存在的不足

Revit作为一款专业的工程设计软件，虽然具有强大的土建设计能力和二次开发扩展能力，但其在电气设计领域的开发还存在诸多的不足。根据笔者的使用，现将Revit在电气专业的不足归结为以下几点：（1）在电气符号、参数、信息等方面的表达方式和国内电气行业标准不相符；（2）能够搭架较完整的配电系统体系，但却不能自动生成配电干线系统图；（3）生成的配电盘明细表和国内标准的配电箱系统图表示方法差别较大；（4）在照明、插座等接线中，无法自动生成导管；（5）无法绘制电缆、母线槽等常用电气材料；（6）不具备专业的防雷接地设计功能；（7）配电箱的容量不能指定，也不能设置裕量；（8）水平桥架和垂直桥架连接存在无法有效连接的情况；（9）明细表无法快速统计电缆的数量等；（10）碰撞检测时，不能同时链接多个文件。

4 BIM技术在轨道交通工程中的应用展望

BIM是在计算机辅助设计基础上发展起来的多维信息集成技术，能够使建筑的物理特征和功能数字化和可视化，可以服務于轨道交通工程的规划、勘察、设计、施工和运营维护等各个阶段的全寿命周期，为数字化时代的轨道交通工程的创新建设和运营维护提供有利保障。

5 结束语

文章将本次BIM技术在动力照明中的应用经验总结如下：（1）基于ProjectWise构建Revit的中心文件，实现协同设计；利用工作集功能，实现权限操作。（2）利用“MEP设置”和“项目参数”功能配置配电系统的参数。（3）利用电气族、系统族、内建族搭建完整的配电系统和接地系统三维模型；利用“电路”功能搭架配电系统的逻辑联系。（4）Revit可以实现专业间的管线碰撞测试，改善设计精确度，降低施工难度，提高工程的安全性。（5）Revit还存在诸多不足，有待进一步的完善和二次开发。

参考文献

[1]李骥.BIM技术在工业建筑电气设计中的应用[J].建筑电气，2015（9）：49-52.

[2]刘航，宋新启.BIM在铁路客站电气设计中的应用[J].建筑电气，2015（10）：55-58.