陳偉標(biāo)

廣東創(chuàng)輝電力工程有限公司，廣東 佛山 528000

0 引言

在建筑工程施工項(xiàng)目的整個(gè)生命周期內(nèi)，作為供所有的項(xiàng)目參與人員對(duì)項(xiàng)目進(jìn)程涉及的各類(lèi)相關(guān)信息進(jìn)行創(chuàng)設(shè)、交換、管理以及控制等一系列操作的一種新模式，BIM可通過(guò)可視化大數(shù)據(jù)強(qiáng)化設(shè)施設(shè)備與系統(tǒng)的管理。然而，目前BIM在建筑電氣領(lǐng)域有一定的應(yīng)用瓶頸，如暖通設(shè)計(jì)不足，電氣族庫(kù)尚不完善，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣綜合性與復(fù)雜性的良好體現(xiàn)。對(duì)此，文章進(jìn)行基于BIM-SIM的建筑電氣系統(tǒng)管理方案設(shè)計(jì)，通過(guò)BIM與SIM的信息集成優(yōu)化建筑電氣系統(tǒng)管理方式。

1 建筑電氣系統(tǒng)BIM-SIM建模思路

SIM是對(duì)電氣、能源及通信等連接系統(tǒng)的數(shù)字化表達(dá)[1]，其改變了系統(tǒng)與相關(guān)設(shè)施設(shè)備管理的固有形式。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣系統(tǒng)中各種設(shè)備之間邏輯關(guān)系的可視化管理，文章基于SIM的基本設(shè)計(jì)理念，與BIM建模規(guī)范[2]相結(jié)合，按以下思路對(duì)系統(tǒng)設(shè)備與設(shè)備關(guān)系建模。

（1）構(gòu)建建筑電氣系統(tǒng)中各種設(shè)備的三維BIM模型。模型的構(gòu)建程度必須足夠細(xì)化，涵蓋所有電氣設(shè)備組件，使其能夠?qū)⒏鱾€(gè)電氣設(shè)備組件的位置清楚地顯示出來(lái)。

（2）在SIM的代表性軟件Dynamic Asset Documentation（DAD）中，構(gòu)建一個(gè)能夠表示建筑電氣系統(tǒng)中各種設(shè)備間連接關(guān)系及其系統(tǒng)布局的全設(shè)備虛擬模型。

（3）通過(guò)BIM與DAD兩類(lèi)模型各組數(shù)據(jù)之間唯一連接的建立，實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM與SIM模型的集成。BIM-SIM模型構(gòu)建與集成流程示意圖如圖1所示。

圖1 BIM-SIM模型構(gòu)建與集成流程圖

2 建筑電氣系統(tǒng)BIM-SIM集成管理方案設(shè)計(jì)

在基于BIM-ISM進(jìn)行建筑電氣系統(tǒng)管理時(shí)，可在設(shè)計(jì)、施工及調(diào)試使用等各環(huán)節(jié)對(duì)設(shè)備信息進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，這既能確保資產(chǎn)所有者的利益，又能增強(qiáng)生產(chǎn)力與數(shù)據(jù)完整性[3]。

2.1 數(shù)據(jù)對(duì)接

以對(duì)BIM及SIM模型構(gòu)建工作的有效實(shí)施及順利完成為基礎(chǔ)，還要執(zhí)行另外一項(xiàng)任務(wù)，即建設(shè)包含各類(lèi)相關(guān)數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在正式處理這一工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)賦予設(shè)備定義中的設(shè)備ID一個(gè)重要職能，即讓其作為外鍵，將對(duì)BIM與SIM數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接的作用有效地發(fā)揮出來(lái)?；趯?duì)設(shè)備唯一ID的識(shí)別，可在數(shù)據(jù)層面實(shí)現(xiàn)BIM Revit與SIM DAD之間的彼此訪(fǎng)問(wèn)。BIM設(shè)備模型唯一ID以及對(duì)應(yīng)的DAD名稱(chēng)如表1所示，Revit編碼是該集成中設(shè)備模型的唯一ID。

表1 BIM設(shè)備模型ID與對(duì)應(yīng)DAD名稱(chēng)

2.2 軟件集成

BIM與SIM兩者之間各類(lèi)信息的有效集成以軟件Revit同DAD的集成為其主要表現(xiàn)形式。以集成廣度為劃分依據(jù)，基于BIM這一核心的軟件集成方案如下[4]。

方案一：進(jìn)行接口層面的集成。其是指針對(duì)兩個(gè)類(lèi)型與功能有所差異的系統(tǒng)或模塊，在它們的接口部位進(jìn)行集成，使兩者無(wú)障礙建立連接，用以傳遞BIM模型中涉及的建筑數(shù)據(jù)及相關(guān)信息。但是，由于軟件的開(kāi)放程度存在不同，這會(huì)對(duì)它們的集成產(chǎn)生一定影響，在信息的傳遞過(guò)程中，雖然有一些可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軟件之間信息的雙向傳遞，但仍有一些僅能夠?qū)崿F(xiàn)某一軟件對(duì)另一軟件的單向訪(fǎng)問(wèn)，另一軟件對(duì)該軟件的反向訪(fǎng)問(wèn)則無(wú)法完成。

方案二：進(jìn)行系統(tǒng)層面的集成。出于對(duì)BIM信息系統(tǒng)的構(gòu)建，對(duì)先前多個(gè)彼此與彼此之間存在相互獨(dú)立、互不影響關(guān)系的軟件進(jìn)行組合，讓它們集成到一起，建立相互間的聯(lián)系。之后將集成的深度作為參考因素，達(dá)到從界面層次上進(jìn)行有效集成的目的，進(jìn)而達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)集成的目的。全部軟件模型涉及的建筑信息在同一模型中存儲(chǔ)，全部的軟件對(duì)同一數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行共享，如此一來(lái)，可以形成強(qiáng)大的信息集成與協(xié)調(diào)管理平臺(tái)。

在實(shí)際工作中，以BIM-SIM為基礎(chǔ)的建筑電氣系統(tǒng)管理應(yīng)將集成使用環(huán)境作為依據(jù)，有選擇性地應(yīng)用上述兩種軟件集成方案。

3 南莊看守所自備電房工程案例研究

佛山市公安局禪城分局看守所位于南莊鎮(zhèn)廣明高速以南、魁奇西路以北的新建電房報(bào)裝用電，包裝容量為3 200 kVA，安裝2臺(tái)1 600 kVA配變。電房所處位置為辦公樓首層，用電性質(zhì)為非工業(yè)用電，收取一般工商業(yè)電價(jià)。主要用電負(fù)荷性質(zhì)為三級(jí)，部分電負(fù)荷性質(zhì)為二級(jí)。該自備電房有很多高壓柜、變壓器、低壓柜與低壓密集銅母線(xiàn)等設(shè)備，涉及線(xiàn)纜錯(cuò)綜復(fù)雜，需要進(jìn)行有效的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理。為了實(shí)踐BIM-SIM集成模型在建筑電氣系統(tǒng)管理方面的應(yīng)用，擬在南莊看守所自備電房實(shí)施以BIM-SIM為基礎(chǔ)的建筑電氣系統(tǒng)設(shè)備全生命周期管理模式，集成開(kāi)發(fā)自備電房電氣模型，以此實(shí)現(xiàn)在整個(gè)南莊看守所自備電房項(xiàng)目工程施工與運(yùn)行生命周期內(nèi)的模型設(shè)計(jì)與優(yōu)化、信息的可視化施工及運(yùn)營(yíng)管理等的應(yīng)用。此處就其設(shè)計(jì)模式的優(yōu)化與信息的可視化施工進(jìn)行分析。

3.1 模型設(shè)計(jì)與優(yōu)化

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，BIM-ISM工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)南莊看守所自備電房工程施工圖紙，進(jìn)行BIM及SIM兩個(gè)重要模型的針對(duì)性構(gòu)建，在完成對(duì)它們對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型（庫(kù)）的建立工作之后，進(jìn)一步識(shí)別各相應(yīng)對(duì)象的ID，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM及SIM數(shù)據(jù)模型（庫(kù)）的連接。由于DAD軟件開(kāi)發(fā)人員在事前已經(jīng)將對(duì)DAD對(duì)象路徑進(jìn)行調(diào)用的腳本及對(duì)其對(duì)象ID進(jìn)行檢索的腳本提供給相關(guān)作業(yè)人員，故在它們的支持下，可以實(shí)現(xiàn)與BIM模型之間的信息傳遞。

全部的圖紙均對(duì)一個(gè)已經(jīng)建成的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行共享，若某一系統(tǒng)塊有修改方面的需求，可以直接計(jì)入數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行修改操作，這能夠在很大程度上提高效率。系統(tǒng)會(huì)對(duì)每一個(gè)修改進(jìn)行自動(dòng)記錄，如此一來(lái)，工程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)極具完整性的歷史記錄的一一查詢(xún)，并就當(dāng)前與歷史設(shè)計(jì)版本進(jìn)行對(duì)比分析。該功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)全部修改記錄的自動(dòng)、實(shí)時(shí)存檔，同時(shí)，為相關(guān)作業(yè)人員提供對(duì)歷史版本的查詢(xún)服務(wù)。綜合而言，新設(shè)計(jì)可以在較大程度上為項(xiàng)目各參與方提交設(shè)計(jì)反饋信息、接收模型信息與數(shù)據(jù)更新提供便利，為工作的順利進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 信息可視化施工

當(dāng)設(shè)計(jì)理念被真正投入施工作業(yè)中時(shí)，BIM-SIM這一設(shè)計(jì)好的數(shù)字化模型便會(huì)由項(xiàng)目所涉及的每一個(gè)參與方，如采購(gòu)方、施工方等接收與查看。BIM工具與DAD在BIM-SIM模型中進(jìn)行等待安裝的設(shè)備采購(gòu)清單、設(shè)備與設(shè)備之間的連接方式等采購(gòu)及施工等信息的封裝。基于BIM設(shè)備的可視化處理，項(xiàng)目經(jīng)理與相關(guān)人員能夠?qū)λ行畔ⅲㄈ缙渚唧w的安裝位置與方式、不同設(shè)備之間所采用的實(shí)際接口方式等）有一個(gè)清楚的把握。

在整個(gè)施工階段，一旦BIM-SIM出現(xiàn)問(wèn)題，用戶(hù)可以隨時(shí)將這些問(wèn)題通過(guò)信息請(qǐng)求（Requests for Information,RFIs）的方式提交給設(shè)計(jì)人員，讓他們針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，反饋解決方案。在RFIs發(fā)出與反饋的整個(gè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)模型也會(huì)有或多或少的變化，這一改變直到整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)完畢而竣工時(shí)停止，相對(duì)應(yīng)地，竣工信息同樣會(huì)反饋到BIM-SIM模型中，保證以竣工信息為基礎(chǔ)所發(fā)布的運(yùn)營(yíng)模型與運(yùn)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際信息的一致性。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，建筑電氣系統(tǒng)管理有不少問(wèn)題存在，文章提出了基于BIM-SIM的建筑電氣系統(tǒng)管理方案，相較而言，此方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑電氣系統(tǒng)信息存儲(chǔ)庫(kù)的建立，可以為信息的精確性提供保證。另外，其實(shí)用性亦有保證，可實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑電氣系統(tǒng)中各種設(shè)備與設(shè)備間邏輯關(guān)系的有效管理。但是，由于現(xiàn)階段以建筑電氣系統(tǒng)為面向?qū)ο蟮目梢暬Y料并不多，今后，相關(guān)人員應(yīng)將重點(diǎn)放在對(duì)設(shè)備3D可視化精度與范圍的確立之上，以此達(dá)到完整表達(dá)電氣系統(tǒng)的目的。