CN112836277A - 基于bim模型的建筑电气自动化设计系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，包括建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块、BIM服务管理云平台和施工管理模块，BIM服务管理云平台存储数据和实现数据同步，施工管理模块获取建筑施工的实时信息并反馈给BIM服务管理云平台，BIM服务管理云平台对接收到的实时信息进行分类处理并同步；施工管理模块获取施工管理信号，跟进施工管理信号进行施工的全过程控制管理。本发明设置BIM服务管理云平台，为建筑项目进行BIM的集中同步管理服务，有效的解决了当前建筑行业缺乏有效的设计平台导致的设计效率低下的问题，提高了设计效率。
Description
技术领域
本发明涉及建筑设计技术领域，特别是涉及一种基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统。
背景技术
建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。如图1所示，从BIM设计过程的资源、行为、交付三个基本维度，给出设计企业的实施标准的具体方法和实践内容。BIM(建筑信息模型)不是简单的将数字信息进行集成，而是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法。这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。然而现有的建筑工业化高度分散，缺乏有效的设计管理服务平台，导致在整个建筑设计模式中设计效率差，无法满足当前建筑项目的设计需求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，解决了现有的建筑工业化高度分散，缺乏有效的设计管理服务平台，导致在整个建筑设计模式中设计效率差，无法满足当前建筑项目的设计需求的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：
一种基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，包括建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块、BIM服务管理云平台和施工管理模块，所述建筑专业设计模块在概念设计阶段实现概念设计以及相关说明，所述建筑专业设计模块在方案设计阶段实现建筑专业方案设计，所述结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在方案设计阶段提出技术解决方案，所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在初步设计阶段实现专业初步设计，所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在施工图设计阶段进行专业施工图纸设计，所述BIM服务管理云平台用于存储数据和实现所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块之间的数据同步，所述施工管理模块用于获取建筑施工的实时信息并反馈给BIM服务管理云平台，所述BIM服务管理云平台对接收到的实时信息进行分类处理，将构件的实时信息分类同步到所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块，实现构件信息的全生命周期跟进；所述施工管理模块还用于获取所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块经所述BIM服务管理云平台转发的施工管理信号，跟进施工管理信号进行施工的全过程控制管理。
优选的，所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在施工图设计阶段进行专业施工图纸设计具体包括设置项目样板、创建工作集和规则、创建中心文件、新建设计项目、创建电气设计模型、碰撞检查与优化、形成BIM施工图。
优选的，还包括项目样板制作模块，所述项目样板制作模块用于添加建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型，所述项目样板制作模块判断是否将添加的建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型保存至本地或者上传至BIM服务管理云平台，若选择上传至BIM服务管理云平台，则给与一定奖励。
优选的，还包括大数据推荐模块，所述大数据推荐模块根据大数据计算将建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型推荐给对应的建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块。
优选的，还包括绿色建筑评价模块，所述绿色建筑评价模块将建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块设计的BIM设计模型导出为对应格式以便用于相关的建筑性能分析和设计方案优化，或者从建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块设计的BIM设计模型中提取相关建筑信息并传输给建筑分析软件以便用于相关的建筑性能分析和设计方案优化，还用于统计设备、材料、建筑热工性能参数以便实现再循环材料统计和节能评价；所述绿色建筑评价模块获取反馈信息并对未达到绿色建筑标准的参数进行提示。
优选的，所述绿色建筑评价模块还用于获取概念设计、建筑专业方案设计、技术解决方案、专业初步设计和专业施工图纸设计，并对其进行评估和判断。
优选的，还包括光伏设计模块，所述光伏设计模块用于光伏设备3D建模、光伏设备电气设计、电气分析、阴影分析、辐射分析和辅助优化。
优选的，所述光伏设计模块包含多种光伏设备模板。
优选的，还包括用于运行维护的运行维护模块和资产管理的资产管理模块。
本发明的有益效果在于：设置BIM服务管理云平台，为建筑项目进行BIM的集中同步管理服务，有效的解决了当前建筑行业缺乏有效的设计平台导致的设计效率低下的问题，提高了设计效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是BIM与建筑全生命周期关系表；
图2是本发明实施例提供的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2所示，本发明提出了一种基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，包括建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块、BIM服务管理云平台和施工管理模块，建筑专业设计模块在概念设计阶段实现概念设计以及相关说明，建筑专业设计模块在方案设计阶段实现建筑专业方案设计，结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在方案设计阶段提出技术解决方案，建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在初步设计阶段实现专业初步设计，建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在施工图设计阶段进行专业施工图纸设计，BIM服务管理云平台用于存储数据和实现建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块之间的数据同步，施工管理模块用于获取建筑施工的实时信息并反馈给BIM服务管理云平台，BIM服务管理云平台对接收到的实时信息进行分类处理，将构件的实时信息分类同步到建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块，实现构件信息的全生命周期跟进；施工管理模块还用于获取建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块经BIM服务管理云平台转发的施工管理信号，跟进施工管理信号进行施工的全过程控制管理。
具体的，建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块、施工管理模块可搭载于多个不同的智能终端上，若干智能终端与BIM服务管理云平台通过移动通信装置或WiFi通信装置或者以太网通信装置进行数据交互和对接。建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块、施工管理模块也会通过BIM服务管理云平台进行数据的同步和关联。
电气专业设计模块可以进一步划分为动力、照明、插座等强电类和包括综合布线、安防、消防、广播、自控等弱电类。
施工管理模块可以实现通过获取施工现场的三维数据，根据获取到的三维数据建议施工现场的虚拟三维模型，设计出与施工现场对应的BIM虚拟空间和BIM模型库；一方面可以实现对施工现场的进度的虚拟跟进，判断建筑施工与建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块的相关设计是否吻合，判断建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块的相关设计在施工过程中遇到的实际问题，以便修正建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块的相关设计以解决施工过程中遇到的实际问题，另一方面，施工管理模块还可通过虚拟三维模型建立施工现场的自动化设备的控制指令，并发送给施工现场的自动化设备，以虚拟三维模型驱动施工现场的自动化设备，能够减少自动化设备的编程控制所需的时间，从而提高施工效率。
优选的，建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在施工图设计阶段进行专业施工图纸设计具体包括设置项目样板、创建工作集和规则、创建中心文件、新建设计项目、创建电气设计模型、碰撞检查与优化、形成BIM施工图。本发明还包括项目样板制作模块，项目样板制作模块用于添加建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型，项目样板制作模块判断是否将添加的建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型保存至本地或者上传至BIM服务管理云平台，若选择上传至BIM服务管理云平台，则给与一定奖励。本发明还包括大数据推荐模块，大数据推荐模块根据大数据计算将建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型推荐给对应的建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块。
电气专业设计模块还可基于蒙特卡洛进行电气位置训练，包括以下步骤：从建筑专业设计模块、结构专业设计模块获取建筑中的关键建筑结构数据并进行标注和提取；对建筑结构数据体现出的建筑空间进行均匀网格化处理，并计算出电气点位布置的可行域；依据建筑专业设计模块的待设计建筑类型选用相应的布点评价指标参数集；布点评价指标由点位覆盖率、点位个数、覆盖重叠率、点位对齐率、等间距指标、离建筑构件距离共六个子指标线性加权所得；使用蒙特卡洛采样自动生成布点过程作为初始样本集；使用卷积神经网络CNN中的ResNet作为启发函数，以初始样本集S为输入，输出下一个布点位置和布点概率和最终布点完成后的评价指标；使用蒙特卡洛采样，布点由随机改为用训练好的ResNet网络作为指导；据当前布点计算下一点位置的概率和最终评价指标的值，取最大分值作为下一个布点的位置；作为新的样本集；迭代重复训练得到蒙特卡洛深度神经网络生成模型。
优选的，本发明所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统还包括绿色建筑评价模块，绿色建筑评价模块将建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块设计的BIM设计模型导出为对应格式以便用于相关的建筑性能分析和设计方案优化，或者从建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块设计的BIM设计模型中提取相关建筑信息并传输给建筑分析软件以便用于相关的建筑性能分析和设计方案优化，还用于统计设备、材料、建筑热工性能参数以便实现再循环材料统计和节能评价；绿色建筑评价模块获取反馈信息并对未达到绿色建筑标准的参数进行提示。绿色建筑评价模块还用于获取概念设计、建筑专业方案设计、技术解决方案、专业初步设计和专业施工图纸设计，并对其进行评估和判断。
优选的，本发明所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统还包括光伏设计模块，光伏设计模块用于光伏设备3D建模、光伏设备电气设计、电气分析、阴影分析、辐射分析和辅助优化。光伏设计模块包含多种光伏设备模板。光伏设计模块根据建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块进行设计，还反馈信息给建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块，解决因光伏组件改变建筑的外观及结构导致的问题。
本发明所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统可实现系统集成，基于多个相互独立的软件组合在一起的，将所有软件模型所包含的建筑信息存储在云服务器的数据库中，所有独立的软件共享上述数据库，形成强大信息集成和协调管理平台。光伏设计模块可实现对各类光伏设备以及光伏设备之间的关联的可视化管理，建模生成光伏设备模板。具体建模方案包括以下步骤：对各类光伏设备进行三维BIM建模，建模程度细化到能够清楚地呈现光伏设备涉及到的电气组件(逆变器、光伏板、光伏幕墙、光伏窗、光伏遮阳碰、光伏采光顶、光伏瓦)；创建光伏设备、光伏设备之间连接关系以及设备系统布局的虚拟模型；构建基于IFC的关系文件，建立BIM数据与SIM数据之间的连接。光伏设备模板的区别在于适用于不同参数的建筑物，涉及到的参数具体包括地理位置、建筑朝向、建筑物周边障碍物的形状尺寸位置以及建筑物的内部电气信息，建筑物的内部电气信息包括电气设备的属性，比如电压、电流、功率、功率因数、转换效率、线路尺寸、线路长度、线路阻抗、线路感抗和线路额定载流量等。
优选的，本发明所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统还包括用于运行维护的运行维护模块和资产管理的资产管理模块。资产管理模块实现成本信息管理，对施工中的工程量、材料采购时间及施工进度进行统计，解决建筑施工结算过程中的各种成本信息。运行维护模块将设施管理、设备基本信息和维护信息及时进行更新和管理，提供数据支撑，降低维修成本。
本发明的有益效果在于：设置BIM服务管理云平台，为建筑项目进行BIM的集中同步管理服务，有效的解决了当前建筑行业缺乏有效的设计平台导致的设计效率低下的问题，提高了设计效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求书范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，包括建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块、BIM服务管理云平台和施工管理模块，所述建筑专业设计模块在概念设计阶段实现概念设计以及相关说明，所述建筑专业设计模块在方案设计阶段实现建筑专业方案设计，所述结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在方案设计阶段提出技术解决方案，所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在初步设计阶段实现专业初步设计，所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在施工图设计阶段进行专业施工图纸设计，所述BIM服务管理云平台用于存储数据和实现所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块之间的数据同步，所述施工管理模块用于获取建筑施工的实时信息并反馈给BIM服务管理云平台，所述BIM服务管理云平台对接收到的实时信息进行分类处理，将构件的实时信息分类同步到所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块，实现构件信息的全生命周期跟进；所述施工管理模块还用于获取所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块经所述BIM服务管理云平台转发的施工管理信号，跟进施工管理信号进行施工的全过程控制管理。
2.根据权利要求1所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，所述建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块在施工图设计阶段进行专业施工图纸设计具体包括设置项目样板、创建工作集和规则、创建中心文件、新建设计项目、创建电气设计模型、碰撞检查与优化、形成BIM施工图。
3.根据权利要求1所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，还包括项目样板制作模块，所述项目样板制作模块用于添加建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型，所述项目样板制作模块判断是否将添加的建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型保存至本地或者上传至BIM服务管理云平台，若选择上传至BIM服务管理云平台，则给与一定奖励。
4.根据权利要求3所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，还包括大数据推荐模块，所述大数据推荐模块根据大数据计算将建筑样板图纸/模型、结构样板图纸/模型、给排水样板图纸/模型、暖通样板图纸/模型和电气样板图纸/模型推荐给对应的建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块和电气专业设计模块。
5.根据权利要求1所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，还包括绿色建筑评价模块，所述绿色建筑评价模块将建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块设计的BIM设计模型导出为对应格式以便用于相关的建筑性能分析和设计方案优化，或者从建筑专业设计模块、结构专业设计模块、给排水专业设计模块、暖通专业设计模块、电气专业设计模块设计的BIM设计模型中提取相关建筑信息并传输给建筑分析软件以便用于相关的建筑性能分析和设计方案优化，还用于统计设备、材料、建筑热工性能参数以便实现再循环材料统计和节能评价；所述绿色建筑评价模块获取反馈信息并对未达到绿色建筑标准的参数进行提示。
6.根据权利要求5所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，所述绿色建筑评价模块还用于获取概念设计、建筑专业方案设计、技术解决方案、专业初步设计和专业施工图纸设计，并对其进行评估和判断。
7.根据权利要求1所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，还包括光伏设计模块，所述光伏设计模块用于光伏设备3D建模、光伏设备电气设计、电气分析、阴影分析、辐射分析和辅助优化。
8.根据权利要求7所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，所述光伏设计模块包含多种光伏设备模板。
9.根据权利要求1所述的基于BIM模型的建筑电气自动化设计系统，其特征在于，还包括用于运行维护的运行维护模块和资产管理的资产管理模块。
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-
2021
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