關(guān)于暖通空調(diào)施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

關(guān)于暖通空調(diào)施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用

闡明了BIM技術(shù)的含義及其應(yīng)用價(jià)值，并結(jié)合深圳來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目機(jī)電工程的BIM技術(shù)應(yīng)用情況，從暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用做了闡述，有利于BIM技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

BIM技術(shù)，暖通空調(diào)，設(shè)計(jì)，應(yīng)用

1 BIM技術(shù)及其應(yīng)用價(jià)值

1975年，Chuck Eastman(BIM之父)提出了Building Description System理論，建筑模型的研究正式拉開(kāi)了帷幕。2002年由Autodesk公司正式構(gòu)建了建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行了一大創(chuàng)新。進(jìn)入21世紀(jì)，BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用得到了突破性的發(fā)展，一系列BIM軟件呼之欲出，其中以Autodesk，Bentley，Nemetschek Graphisoft,Gery Technology Dassault出品的尤為突出，如奧運(yùn)村空間規(guī)劃及物資管理信息系統(tǒng)、南水北調(diào)工程、香港地鐵工程等。

建筑信息模型(BIM)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目中各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，它對(duì)相關(guān)信息有很詳盡的表達(dá)；同時(shí)，它又是一種應(yīng)用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，集成管理建筑工程諸多方面，使之提高效率、減少風(fēng)險(xiǎn)。BIM技術(shù)的出現(xiàn)，掀起了建筑業(yè)的信息革命。它拋棄了傳統(tǒng)CAD建模，開(kāi)始往3D建模(涉及REVIT等軟件)、4D計(jì)劃及動(dòng)態(tài)模擬(Navisworks等軟件)，乃至5D造價(jià)管理(Innovaya等軟件)發(fā)展。建筑工程設(shè)計(jì)是一個(gè)多工種系統(tǒng)性工程。以暖通設(shè)計(jì)為例，計(jì)算負(fù)荷時(shí)需要建筑幾何信息、熱工信息，布置設(shè)備管線時(shí)需要建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣的空間位置，以免碰撞。同時(shí)也要給建筑提供空間布置，給結(jié)構(gòu)提供設(shè)備荷載，給電氣提供負(fù)荷。此時(shí)，BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中做到了數(shù)據(jù)的互用，系統(tǒng)的集成。

2 BIM技術(shù)的實(shí)踐探索

筆者有幸參與深圳來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目(見(jiàn)圖1)。該項(xiàng)目總建筑面積約21.7萬(wàn)m2，包括地下4層，裙房4層，兩座塔樓(均為6層～23層，建筑高度約為100 m左右)，是一個(gè)綜合體項(xiàng)目，同時(shí)也為中建五局在深圳片區(qū)的BIM應(yīng)用示范點(diǎn)項(xiàng)目。其機(jī)電專業(yè)包括強(qiáng)弱電、給排水、暖通、消防、燃?xì)獾?，針?duì)暖通專業(yè)需要做中央空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備數(shù)量較多，參數(shù)復(fù)核工作量大。就暖通專業(yè)來(lái)說(shuō)，前期需水力計(jì)算的風(fēng)機(jī)有664臺(tái)，空調(diào)機(jī)組有354臺(tái)。參數(shù)復(fù)核工作是前期物資招標(biāo)階段保證工程質(zhì)量需完成的重要工作?？梢钥闯觯こ塘魁嫶?，同時(shí)涉及到系統(tǒng)的深化設(shè)計(jì)、圖紙綜合、參數(shù)復(fù)核、物料報(bào)審又需要在一定時(shí)期內(nèi)完成，此外專業(yè)交叉施工面廣。因此，運(yùn)用BIM技術(shù)，協(xié)調(diào)各方關(guān)系，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化。項(xiàng)目上針對(duì)BIM技術(shù)主要采用了Revit2014系列，Navisworks，AutoCAD以及3Ds MAX，lumion pro 等等正版軟件。BIM技術(shù)在深圳來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目中的管理之所以發(fā)揮了舉足輕重的作用，是因?yàn)橥癸@了它的四大特點(diǎn)：1)全面性，BIM技術(shù)不僅應(yīng)用于各專業(yè)，而且也涵蓋了整個(gè)設(shè)計(jì)—建造—運(yùn)營(yíng)的周期；2)實(shí)現(xiàn)了施工的現(xiàn)場(chǎng)管理；3)數(shù)據(jù)共享，達(dá)到一定的廣度與深度；4)直觀立體地呈現(xiàn)各專業(yè)的協(xié)作性，達(dá)到了系統(tǒng)集成。

BIM應(yīng)用思路是首先根據(jù)目標(biāo)進(jìn)行建模；其次根據(jù)模型進(jìn)行機(jī)電綜合管網(wǎng)排布；再次對(duì)模型進(jìn)行多維度應(yīng)用的拓展；最后根據(jù)運(yùn)維管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，達(dá)到總體目標(biāo)。針對(duì)于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)而言，其主要體現(xiàn)在初期建模和機(jī)電綜合管網(wǎng)排布的應(yīng)用當(dāng)中。深圳來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目中，中央空調(diào)設(shè)計(jì)在初期建模中，建立了系統(tǒng)的設(shè)備產(chǎn)品庫(kù)，在3D建模中體現(xiàn)得非常好，并且為接下來(lái)的參數(shù)復(fù)核、管道碰撞檢查、凈高檢查、設(shè)備通道校核、檢修空間校核工作奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)各方面檢驗(yàn)校核的數(shù)據(jù)，我們對(duì)碰撞點(diǎn)進(jìn)行修改，利用工作集同步協(xié)作繪制出BIM綜合圖。

機(jī)電管線綜合排布是暖通空調(diào)在BIM技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵。以深圳來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目當(dāng)中管線碰撞檢查為例，利用BIM的可視化及數(shù)據(jù)表單化功能進(jìn)行管線的碰撞檢測(cè)，將碰撞點(diǎn)盡早地反饋給設(shè)計(jì)人員，提高圖紙核對(duì)工作效率，同時(shí)也在第一時(shí)間盡量減少現(xiàn)場(chǎng)的管線碰撞和返工現(xiàn)象，以最實(shí)際的方式體現(xiàn)降本增效，節(jié)能施工的理念(見(jiàn)圖2)。

因?yàn)榕▽I(yè)在這個(gè)綜合體項(xiàng)目中需要考慮中央空調(diào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此首先就必須跟其他專業(yè)達(dá)到良好的協(xié)作。設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷時(shí)，需要建筑專業(yè)提供房間幾何信息，以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)；設(shè)備選型、布置管網(wǎng)時(shí)要給能耗模擬軟件提供數(shù)據(jù)；布置管線后需要其他專業(yè)提供管線梁柱幾何位置進(jìn)行碰撞檢查；設(shè)備、構(gòu)件種類繁多，需要借助Revit的“塊、族”概念。但是，在施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)還不夠完善。主要表現(xiàn)在三方面：1)應(yīng)用平臺(tái)的局限，BIM軟件對(duì)電腦配置要求非常高，同時(shí)軟件的普及應(yīng)用還需要時(shí)日；2)軟件表達(dá)MEP(風(fēng)水暖等設(shè)備層，即通常所說(shuō)的設(shè)備層)深度不夠；其自帶的“族”很少，一些通用的族還需要建立，使得作圖繁瑣；3)BIM技術(shù)研究分散，還不能在整個(gè)周期內(nèi)連續(xù)應(yīng)用。BIM技術(shù)的拓展應(yīng)用，主要集中表現(xiàn)在安裝模擬、機(jī)房標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、模型管控現(xiàn)場(chǎng)、可視化渲染、異形構(gòu)件預(yù)制化、成本管理。雖然這些拓展能夠有效的減少成本、查漏補(bǔ)缺，達(dá)到施工要求，但是還不夠完善。因此，繼續(xù)推進(jìn)落實(shí)BIM技術(shù)拓展應(yīng)用勢(shì)在必行。同時(shí)還需要構(gòu)建一個(gè)操作平臺(tái)框架，開(kāi)發(fā)集成軟件，對(duì)軟件的整合功能及效果進(jìn)行研究，提出優(yōu)化方案。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用的思考

綜合上述，暖通設(shè)計(jì)軟件在應(yīng)對(duì)能源、環(huán)境問(wèn)題上還需與能源化軟件、綠色節(jié)能軟件集成。同時(shí)可計(jì)算動(dòng)態(tài)負(fù)荷，使模擬走向設(shè)計(jì)，達(dá)到合理統(tǒng)一的性能化設(shè)計(jì)。此外，在暖通設(shè)計(jì)中，協(xié)調(diào)各參與方，把握流程，使之能夠在合理的時(shí)間得到合理的信息。最后，還需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的三維參數(shù)設(shè)備產(chǎn)品庫(kù)，結(jié)合“族”達(dá)到設(shè)計(jì)的優(yōu)化。在實(shí)際工程當(dāng)中，項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)充分利用BIM技術(shù)系統(tǒng)集成性的優(yōu)勢(shì)，盡可能多的拓展BIM技術(shù)應(yīng)用渠道，進(jìn)一步完善BIM技術(shù)的設(shè)備、構(gòu)件產(chǎn)品庫(kù)。

[1] 朱怡津.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].應(yīng)用技術(shù)，2014(10)：226.

[2] 王一帆，趙志安.基于BIM技術(shù)的暖通設(shè)計(jì)軟件對(duì)比研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，5(5)：71-74.

The application of BIM technology in HVAC construction

Chen Xinru1Hu Anjun2Xiong Wei2Zhang Juncheng2

(1.HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411104,China; 2.CCFEBIndustrialEquipmentInstituteCo.,Ltd,Changsha410004,China)

The paper illustrates the definition and application value of BIM technique, indicates its application from the HVAC design by combining with its application in mechanic project of Laifushi Square project in Shenzhen, so it will enhance the application of BIM technique.

BIM technique, HVAC, design, application

2015-02-05

1009-6825(2015)11-0127-02

陳歆儒(1982- )，男，碩士，講師； 胡安軍(1983- )，男，工程師

陳歆儒1胡安軍2熊 威2張俊成2

(1.湖南工程學(xué)院，湖南 湘潭 411104； 2.中建五局工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

TU831

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