BIM在建筑电气设计的应用

BIM在建筑电气设计的应用

摘要:介绍了医养结合建筑电气设计要点,基于项目样板和设计族库参数化储备,探讨了建筑信息模型(BIM)正向设计,阐述了医养结合建筑电气设计中BIM模拟和BIM管理平台运用,其可实现全过程管理。

关键词:建筑信息模型(BIM);正向设计;照明模拟;管理平台

0引言

随着我国老年人口比例的增大,老年人的健康问题越来越受到关注。根据医养结合(指医疗资源与养老资源结合)项目经验,目前的医养结合项目模式主要分有两种:一种是由医院为建设方推出的养老+医疗的项目(机构养老);另一种是由地产公司、保险公司、旅游公司等作为开发商推出的养老+配套医院+旅游(地产)的项目(居家、社区养老)。在项目设计中,设计人员需充分考虑老年人身体机能、生活习惯、感觉和心理功能的变化,设计上注重营造舒适的环境和健康的医疗环境,设置完善的智能化系统等。医养项目专业性、品质要求比较高,设计中引入建筑信息模型(BIM)技术做正向设计,BIM模型导入其他软件做可视化、照明模拟等性能分析模拟辅助设计,设计数据在全生命周期应用继承,可实现全过程管理。

1医养结合建筑电气设计要点

医养结合建筑在电气照明设计时根据老年人视觉弱化的特点,适当提高室内照明的照度。空间照度值可参照JGJ450—2018《老年人照料设施建筑设计标准》[1]。光源采用多光源、暖光源、柔和光源,营造温馨的光环境。在精细工作面(如书桌)增加局部照明;在房间入口或走廊处增加备用照明;选用半透明或不透明的光罩遮挡视线内光源,提高照明均匀度,防止眩光[2];墙面和地面采用降低发射系数的材质;因老年人起夜频繁,需设置夜灯系统;在室外设置景观照明,方便老年人行动。在电气设施选择上,选用带夜间指示灯的宽板开关和安全型电源插座;结合适老化设计,开关设置高度距地1.1m,插座高度为0.6~0.8m;设置紧急求助系统,方便老人或同伴求助;智能化系统包括求助对讲系统、报警定位监视系统、远程探视系统等。

2BIM正向设计

进行BIM正向设计需要准备如下方面[3]:(1)项目样板。可以预设视图属性,设定参数、载入族、标注符号等,不同专业、不同类型的建筑甚至不同标准都需要不同样板。项目样板主要做如下设置:专业样板设定,根据各专业的应用要求和出图标准设定各专业样板;过滤器设定,制定色卡标准,分系统设定过滤器,一个颜色即可代表一个系统;族库导入,制作医养结合建筑工程需要的专业族库,如设备带专业族等;视图样板设定,根据电气系统设定各系统的出图样板,如照明、消防、智能化视图样板等。(2)族库准备。Revit中所有图元都是基于族,完善的族库有助于管理数据和模型的修改。因此,项目样板和族库是必不可少的,可以提高工作效率和出图质量。满足Revit正向设计出图的族较少,设计人员需要根据设计需求和制图习惯完善族信息。以格栅荧光灯族为例,需要有二维图例(用于正向设计出图)、三维图例(用于三维可视化)。接入点设定有系统接入点和线管接入点。做参数化设定,如设定光通量、功率等参数,不同的灯具产品可以参数化修改,满足产品多样化的需求。(3)需要有提高工作效率的辅助设计插件。BIM正向设计的出图标准需与目前二维软件出图标准相契合,绘图操作习惯尽量与二维软件一致,有利于二维到三维绘图软件的对接。一般项目采用CAD二维制图方式。医养结合项目中引入BIM三维正向设计,是因BIM的图元是带参数信息的三维构件,视图上可以实现平面与三维视图切换、平面与剖面视图等无缝切换、精准设计。

3BIM在医养结合建筑电气设计中的模拟

BIM性能分析模拟比较多,在电气设计上主要有三维碰撞模拟、净高优化模拟、管综优化排布、可视化场景漫游模拟、照明环境模拟等。医养结合建筑的公用区域(如走道、设备区)机电设备管道比较多,各专业之间的交叉碰撞问题严重。BIM导入Navisworks可以进行三维碰撞检查,专业内或者专业之间的碰撞高亮显示,便于后续修正;建筑物净高是设计和业主比较关心的指标,一般施工图设计管道综合布置比较粗放,净高上产生较大浪费;经过BIM软件的综合排布,可以提高净高空间。以某医养结合项目走道为例,净高可以从2.7m优化到3.0m。在优化后的节点,通过BIM生成平面图、剖面图等,对机电各管道系统的名称和安装高度关联标注,深化出图,指导施工。照明设计中,目前较多采用公式计算空间的平均照度值[4],但影响照度的因素有很多,用公式计算的方法准确度不高,无法计算均匀度、眩光值等参数。采用BIM软件辅助照明设计,BIM模型在DIALux的光环境模拟如图3所示。灯具参数文件(.ies光域网文件)由专业厂家提供,BIM模型导入DIALux照明软件做专业的照明模拟。以重症加强护理病房(ICU)空间为例,可以得出平均照度、均匀度等,生成伪色图、照明等值线,空间内点位的照度值也可以很清晰地表示,以便进行准确的照明设计。

4BIM管理平台运用

BIM管理平台的运用主要有施工协同管理平台及可视化运维平台。管理平台的使用有助于BIM在全过程的数据流通,降低沟通成本及维护成本。施工管理平台在项目上应用已经比较普遍,大部分平台有如下功能:模型轻量化导入,在平台内实时浏览模型,进行净高、间距的测量,相关施工数据与模型构件挂接;发起碰撞报告和流程跟踪,模型与施工进度结合做进度管理,管理人员、安全、质量、材料等;与移动端数据交互,向相关管理层级的人员推送问题报告。项目进入运维阶段,可结合建筑智能化系统的可视化运维平台,设备构件的运维数据包括设计数据、产品数据,与现场设备对接的实时状态数据、维保信息及维保记录等;对需要有专业管理权限的设备(如消防、电梯等)只监视,对一般设备(如普通照明灯具)可实现监视,并控制灯具状态。

5结语

BIM是承载建筑信息的平台,在医养结合建筑及其他类型工程项目中的应用越来越高。目前有些BIM平台开发了结合地理信息系统、物联网应用的接口,提出了城市信息模型(CIM)的概念。不管是BIM还是CIM,准确的BIM设计模型是基础,BIM的开发应用还需要更多专业人员关注。

参考文献

[1]老年人照料设施建筑设计标准:JGJ450—2018[S].

[2]医疗建筑电气设计规范:JGJ312—2013[S].

[3]李云贵.建筑工程设计BIM应用指南[M].2版.北京:中国建筑工业出版社.

[4]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册[M].3版.北京:中国电力出版社,2017.

作者:方雅君 单位:福建省建筑设计研究院有限公司