基于BIM技术的多专业协同—苏南医疗器械产业集群酒店电气设计开题报告

研究背景：大力发展智能化建筑已成为我国建设领域的基本国策，智慧建造是建立在BIM（ GIS）、物联网、云计算、移动互联网、大数据、虚拟现实等信息技术之上的工程信息化建造平台，是信息技术与现代化工程建造技术的融合。

随着“海洋强国”、“新型城镇化”、“西部大开发”和“新能源发展规划”等国家重大发展战略的深入实施，我国建筑智能化领域飞速发展，但由于自身的技术和管理水平的不足，智能化的发展一直受到限制。目前国内建筑智能化专业方面的市场巨大，人才需求日益增强，这一方面的人才还十分缺失。

BIM是近年来新兴起的一种技术，它通过利用数字化技术，建立虚拟的建筑工程三维模型，来为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。学习使用BIM绘图软件使学生能够跟上时代发展，社会需求，掌握最新的建筑智能化方面的技术，为以后的工作发展提供便利。

随着我国市场经济的发展，作为第三产业的重要组成部分的酒店、宾馆应运而生，如雨后春笋般在中国大地不断地扩展领地，作为现当代高品质的酒店，智能化是一个非常重要的发展方向，智能化程度的高低将会影响酒店的品级与质量，建筑智能化的发展不仅能给顾客带来更好的服务体验，也能让酒店的管理变得更加有效全面。

本课题由我校多个专业共同参与，以苏南某医疗器械产业集群酒店为设计对象，联合进行毕业设计，最终完成实际施工图，建立BIM模型。本次毕业设计涉及建筑、暖通、给排水和电气多个专业对于更好地掌握所学建筑电气与智能化技术、BIM技术是一次十分有意义的实践过程，并且能够对其他相关专业的知识进行一定的了解，对学生以后的发展起到了很大的作用。

该酒店为高层建筑，共16层，1-3层为裙楼，4-16层为主楼。总面积为11789.63平方米,其中计容建筑面积11789.63平方米，占地面积为760.48平方米。建筑墙体除特殊标记外均采用混凝土墙体，部分预制。该建筑主体结构使用年限为50年，建筑防火分类为多层民用建筑，防火等级为二级。主体结构类型为剪力墙结构，抗震设防烈度为七度。

目的意义：毕业设计是教学任务中最后一个实践性教学环节，是一个十分重要的环节。它既能考察学生的科研创新能力，也能对学生所学知识进行一个综合性全面性的考察，通过毕业设计，学会收集相关资料，根据相关专业的要求、标准、设计规范和技术要求，确定最佳的设计方案，并与多专业进行联合，协调工作，绘制出相应的施工图。让学生养成基本的学习和工作素养，为以后毕业工作提供了基础保障。

本次设计来源于实际的项目工程，目的在于通过切身实践，使得各门专业课的知识相互融合，形成一个体系，让学生能够脱离书本的限制，加深对实际设计任务的理解。使得自己的设计能更加的符合实际情况，避免以后的工作中出现不切实际的情况。同时本次毕业设计为多专业联合，以一个团队进行工作，不仅能提高绘图和工程计算的能力，还能促进学生养成严谨的工作态度，提高团队工作的能力，从多方面提升了学生的综合素质。

在本次设计中需要学习建立BIM模型，这对于我来说将是一次很大的提升。BIM技术相对于CAD有许多的优势，在BIM建筑模型中，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来产出效果图及报表的生成，更重要的是项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。在协同工作方面，运用BIM技术能在建筑建造前期就能够对各专业的碰撞问题进行协调，更加的合理。同时，BIM 模型提供了建物的实际信息，包括几何、物理，它对于项目方案的优化也能起到更大的作用，能够帮助设计单位对方案进行判断选择。综上所述，学会使用BIM技术，将对于我以后的发展有很大的帮助。

研究内容：本课题的主要任务是在建筑BIM的基础上完成10/0.4kV降压变电所、照明系统、动力系统、智能化等系统的电气BIM模型，具体研究内容如下：

（1）10/0.4kV降压变电所

变配电所是供配电系统的核心,在供配电系统中占有特殊的重要地位。作为各类工厂和民用建筑电能供应的中心,变电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务;配电所担负着从电力系统受电,然后直接配电的任务，具体要求如下：

① 拟定供配电方案，确定建筑物的计算负荷。

② 选择变压器、一次设备及主要二次设备。

③ 确定变电所的主接线方式，绘制相应的施工图纸。

先对建筑的照明和消防等多个系统的电力进行计算，每层设置一个电井，从电井引出，将每层设为一支路，从降压变电所中引出，根据计算的结果，并与其他专业相结合，对变压器进行选择。

（2）照明系统

照明对于人们的生活工作十分重要，不同的环境要采取不同的方式与标准，优良的照明质量才能保证人们的正常生活与工作，因此照明系统的设计非常重要，具体要求如下：

① 建筑照明配电系统设计。

② 电气照明平面图设计。

③ 进行电力负荷计算，电气配电箱要做到布局合理，选型正确，使用方便，且满足用电要求。

建筑照明分为正常照明和应急照明，每层分正常照明和应急照明线路分别引出，应急照明单独一条支路。正常照明中，根据环境与照度的要求进行选择灯具，最后根据电力负荷的计算结果进行导线和保护器的选择。

（3）动力系统

充足且适当的的电力供应才能保证人们正常的工作与生活，动力系统的设计既要保证充足的供电又要使其合理化，具体要求如下：

① 按照负荷性质、负荷等级的不同确定低压动力系统方案，然后进行电力负荷计算并选择开关、线缆等，确定干线的敷设方式。绘制动力系统图。

② 绘制电力平面图及配电干线图。

（4）防雷及接地系统

综合防雷包括直击雷、侧击雷、感应雷防护三大部分，防雷接地系统一般有接地装置、引下线、接闪器三大部分组成。具体要求如下：

① 拟定防雷接地系统方案，确定建筑物的防雷等级。

② 拟定等电位连接系统设计方案。

③ 绘制相应的施工图纸。

该酒店为第三类防雷建筑，综合防雷系统分为外部防雷和内部防雷，外部防雷包括接闪器、引下线、屏蔽接地装置和与内部防雷公用的共用接地系统，内部防雷包括屏蔽（隔离）、等电位连接、合理布线和安装浪涌保护器（SPD）。

（5）火灾自动报警及消防联动控制系统：

① 拟定火灾自动报警及消防联动控制系统设计方案；

② 设置防火分区，根据具体的要求选择不同类型的探测器并确定布置位置，设置防火门、灭火及防排烟设备。

根据每层的房间设置防火分区，主楼每层设置为一个防火分区，裙房部分每层外部，和主楼分别设置一个防火分区，每层为两个防火分区。

（6）综合布线系统：

综合布线系统主要是为了把语音、数据、图像和部分控制信号用统一的传输媒介进行综合，使酒店管理实现信息化，包括工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、设备间子系统、管理间子系统、进线间子系统、建筑群子系统等，具体研究内容如下：

① 根据建筑物的实际情况，依据相关的规范与规定，分析用户对综合布线系统的具体需求。

② 确定综合布线系统的设计方案，选定产品。

③绘出施工平面图及系统图。

（7）视频监控系统：

视频监控主要用于安防监控，保证酒店内顾客的人身安全，方便调查使用。具体要求如下：

①根据建筑物的实际情况，依据相关的规范与规定，分析用户对安防监控系统的具体需求。

② 确定监控区域，划分报警分区，确定安防监控系统的设计方案，选定产品。

④ 绘出施工平面图及系统图。

视频监控主要设置在每层走廊部分和楼梯部分，根据具体情况确定每层个数，单独一条回路。

（8）公共广播系统

① 划分广播分区，拟定广播系统设计方案。

② 确定正常广播与消防应急广播的设置方式。

③ 绘制平面图和系统图。

（9）BIM建模

BIM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。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点，具体要求如下：

在建筑BIM模型的基础上，利用PKPM-BIM工具，完成电气系统的BIM建模。根据所绘制的CAD平面图，建立三维视图，将照明系统、动力系统和各个智能化系统都呈现在一个三维建筑视图里，更加细致具体的表现出来，同时，与多专业进行协调工作，最后将绘制出一个完整的三维建筑视图。

预期目标：运用电气照明技术、建筑电气智能化楼宇技术、建筑供配电理论及建筑电气设计相关标准及规范等知识与结合实际的建筑电气设计图纸，力求满足施工图要求。同时做出系统的设计方案，绘制出相应的系统图与平面图，并使用BIM建模。使设计方案完全可靠，满足使用要求，经济合理，建筑达到绿色节能的要求。

（1）10kV/0.4kV降压变电所设计：根据酒店的电负荷实际情况，并适当考虑发展。按照安全、可靠的技术以及经济情况的要求，确定变电所的位置与形式以及主变压器的参数、容量与类型。选择变电所主接线方案以及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置、防雷和接地装置，最后按照任务书的要求写出设计说明书，并绘制出系统图与平面图。

（2）照明系统：根据国家的照明标准和节能法规，并结合酒店的实际情况、不同时间段以及每个工作区域不同的照明需求，如入口大厅、餐厅、地下室、客房、楼梯等不同的区域在不同的时间段需要不同亮度需求以及照明方式，做到适当且节能，所以需要选择不同的灯泡类型和它的数量、不同的接线方案以及布置方案，同时完成应急照明系统，并绘制出整套的系统图与平面图。

（4）防雷及接地系统：根据建筑防雷设计的规范，整个接地系统,以防雷系统为基础.在保护接地系统中引入总等电位、辅助等电位和局部等电位的安装施工。采用独立的PE干线在每层楼引出分支线的方式，解决设备、金属构件等接地保护，采用单独引线，屏蔽及抗静电措施来满足电子设备的直流接地要求。还要讲防雷与建筑外观相协调，在保护建筑免受雷击的同时也要保证外观不受影响。最后绘制系统图与平面图。

（5）火灾自动报警及消防联动控制系统：根据具体工程概况以及给排水专业提供的消火栓安装位置，对消火栓按钮进行合理布置，能够在火灾发生时实现消防联动控制，保障人员以及财产的安全，绘制消火栓联动控制系统图及平面图。

（6）综合布线系统：根据工程具体概况，采用适合本工程的布线系统设计方案、布线介质和相关支撑硬件，设计完成绘制全套的系统图及平面图。

（7）视频监控系统：根据国家规范标准设计安防监控系统，合理布置摄像机及入侵探测器和报警装置，实现全方位监控，能实时、形象、真实地反映被监控对象的画面，设计完成绘制全套闭路电视监控系统图及各层平面图。

（8）公共广播系统：根据设计规范在酒店走廊通道适当位置放置音响，设置远程呼叫话筒，用于突发事件时的人员疏散和应急指挥并与消防广播功能对接。

认真研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，熟悉建筑电气设计的有关规范，结合建筑供配电、智能楼宇技术及国家规范确定设计方案，根据酒店的实际情况，完成10kV/0.4kV降压变电所、建筑照明、动力、防雷及接地、火灾自动报警及消防联动控制、综合布线、视频监控及公共广播等系统的设计。要求设计方案安全可靠、满足使用要求、经济合理。采用AutoCAD 2007以上版本软件及PKPM-BIM软件绘图。具体分为以下步骤：

（1）调研和收集资料，熟悉建筑电气设计方面的规范和流程。

（2）对原始建筑图纸进行处理。

（3）按各个的功能要求进行照明设计包括：灯具选型、照度计算、灯具布置。

（5）绘制应急照明及电气照明的平面图，并进行BIM建模。

（6）根据实际需求确定供配电方案和建筑物的计算负荷，选择变压器、一次设备及主要二次设备，最后确定变电所的主接线方式，绘制相应的施工图纸。

（7）绘制动力系统的系统图和平面图，并进行BIM建模。

（8）确定建筑物的防雷等级，编写防雷接地系统方案，画出防雷接地系统的系统图与平面图，并进行BIM建模。

（9）绘制火灾自动报警及消防联动控制系统的系统图和平面图，并进行BIM建模。

（10）绘制综合布线系统的系统图和平面图，并进行BIM建模。

（11）绘制视频监控系统的系统图和平面图，并进行BIM建模。

（12）绘制公共广播系统的系统图和平面图，并进行BIM建模。

（13）修改调整CAD图纸和BIM模型。

（14）整理资料，打印图纸，提交论文，准备答辩。

[1]刘介才. 工厂供电. 机械工业出版社，2008；

[2]刘介才. 工厂供电设计指导. 机械工业出版社，2008；

[3]民用建筑电气设计规范（JGJ 16-2008），中国建筑工业出版社；

[4]建筑照明设计标准（GB50034-2013），中国建筑工业出版社；

[5]供配电系统设计规范（GB50054-2009），中国建筑工业出版社；

[6]智能建筑设计标准（GB/T 50314-2006），中国建筑工业出版社；

[7]火灾自动报警系统设计规范（GB50116-2013），中国建筑工业出版社;

[8]余祖佳，郑惠勤，建筑工程电气施工图问题集析[J]，江西能源，2005(02):45-49;

[9]张军，关于建筑电气节能设计措施的探讨[J],中国科技信息,2007(06):37-40;

[10]郑开添,建筑电气节能分析[J],科技致富向导,2011(24): 102-106;

[11]李恒，孔娟. Revit 2015中文版基础教程，清华大学出版社, 2015；

[12]尹小艳，浅谈建筑电气节能设计[J], 技术与市场,2011(07):134-139;

[13] 高彤莘. 某办公楼综合布线系统设计综述[J]. 科技咨询,2009(03):72-74;

[14]刘广文，牟培超. BIM应用基础，同济大学出版社，2013.8;

[15]孟宪全，智能化建筑弱电工程的实施[J],黑龙江科技信息，2009(29):22-26；

[16]公共广播系统工程技术规范（GB50526-2010），中国建筑工业出版社；

[17] 民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198-2011），中国建筑工业出版社；

[18]沈璐，商业综合体智能化系统工程设计要点研究[J]，智能建筑电气技术，2015，9(01) 83-85。

第1周（2.24—2.28）：完成英文资料翻译并进行修改，熟悉图纸，明确任务。

第2周（3.2—3.6）：熟悉相关规范，收集相关资料，比较并确定设计方案。

第3周（3.9—3.13）：根据老师指导处理底图，撰写开题报告。

第4周（3.16—3.20）：根据老师指导完成开题报告。

第5周（3.23—3.27）：完成照明系统的平面图及系统图，并进行BIM建模。

第6周（3.30—4.3）：完成配电系统的设计和平面图。

第7周（4.6—4.10）：完成照明动力平面图及系统图设计，完成建筑防雷接地的设计和平面图，并进行BIM 建模。

第8周（4.13—4.17）：完成火灾自动报警及消防联动控制系统的系统图和平面图，并进行BIM建模。

第9周（4.20—4.24）：完成综合布线系统的系统图和平面图，完成视频监控系统的系统图和平面图，并进 行BIM建模。

第10周（4.27—5.1）：完成视频监控系统的系统图和平面图，公共广播系统的系统图和平面图，并进行 BIM建模。

第11-12周（5.4—5.8）：修改与调整CAD平面图和BIM三维模型。

第13-14周（5.18—5.29）：打印图纸，资料收集，撰写毕业论文。

第15周（6.1—6.5）：整理设计文档，修改毕业论文。

第16周（6.8—6.12）：提交论文送相关老师评阅，准备毕业答辩。