BIM技術(shù)在地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用策略分析

【摘要】BIM技術(shù)的使用可以為工程施工帶來許多便利，比如減少施工成本、增加各部門的有效溝通、縮短施工周期等。因此，將BIM技術(shù)應(yīng)用到地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中具有可行性。對于具體的應(yīng)用策略，本文著重介紹了BIM技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)、BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢和實(shí)際應(yīng)用中的應(yīng)該注意的問題等方面進(jìn)行了分析和研究，希望為BIM技術(shù)后續(xù)的應(yīng)用提供一定參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；地鐵；暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.01.055

Application Strategy Analysis of BIM Technology in Subway HVAC System Design

SHI An-sheng

（China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 100000，China）

Abstract：The use of BIM technology can bring a lot of convenience for engineering construction，such as reducing construction costs，increasing effective communication between various departments and shortening construction cycle. Therefore，it is feasible to apply BIM technology to the design of subway HVAC system. For the specific application strategy，this paper mainly introduces the application characteristics of BIM technology，the application advantages of BIM technology in HVAC design and the problems that should be paid attention to in the practical application，and other aspects of analysis and research，hoping to provide certain reference value for the subsequent application of BIM technology.

Key words：BIM technology；subway；hvac system design

地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以通過對BIM技術(shù)的使用，達(dá)到對整個(gè)工程的精準(zhǔn)參數(shù)控制。將整個(gè)工程的施工成本達(dá)到最大限度地降低，同時(shí)還可以對施工的質(zhì)量和效率進(jìn)行保證。

1BIM技術(shù)簡述

BIM建筑信息模型主要通過將建筑工程項(xiàng)目中的信息參數(shù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)去進(jìn)行模型創(chuàng)建，通過運(yùn)用數(shù)字信息仿真技術(shù)對建筑物中的所有參數(shù)情況進(jìn)行逼真的模擬，在實(shí)際運(yùn)用中具有許多優(yōu)點(diǎn)，如優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性、可視化等。BIM技術(shù)在我國的建筑工程中被運(yùn)用的情況非常之多，尤其是在地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中，通過對BIM技術(shù)的使用，使得數(shù)據(jù)和信息在進(jìn)行搜集時(shí)更加完全，對其進(jìn)行施工時(shí)也讓施工過程變得更加高效[1]。由于BIM技術(shù)被運(yùn)用的時(shí)間相對較短，在管理制度和標(biāo)準(zhǔn)的制定上有一定缺失，因此還需去進(jìn)一步地對BIM技術(shù)進(jìn)行推廣。我國在大部分區(qū)域?qū)τ贐IM技術(shù)的使用范圍非常淺顯，沒有有效地探尋到BIM技術(shù)更多的用途，對此有關(guān)政府部門需要去對其進(jìn)行積極的研究和探索，加大對BIM技術(shù)的挖掘力度，施工單位也要去多多運(yùn)用BIM技術(shù)，不斷地引用和研究出新技術(shù)和新方法，發(fā)揮出BIM技術(shù)帶來利益的最大化。

2BIM技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

2.1直觀可視，科學(xué)掌控

早在2012開始，就已經(jīng)開始對BIM技術(shù)進(jìn)行過使用，當(dāng)時(shí)在進(jìn)行樓山地異形結(jié)構(gòu)施工時(shí)，由于主體結(jié)構(gòu)是由斜墻和斜柱組成的框架，這大大加大了施工的困難性，于是吳偉等人就運(yùn)用了BIM技術(shù)對現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行整合，使得施工現(xiàn)場具有可視化，在進(jìn)行施工指導(dǎo)時(shí)清晰明了了許多，有效地達(dá)到了對成本的降低和工作效率的提升。隨后在2015年的奧林匹克體育中心體育館機(jī)電設(shè)計(jì)時(shí)，陳燁等人再次充分利用了BIM技術(shù)，將排水、暖通等專業(yè)通過鏈接的方式達(dá)到了對機(jī)電專業(yè)間可視化的協(xié)同設(shè)計(jì)，這使人們可以清晰地看清楚設(shè)備和系統(tǒng)之間的聯(lián)系狀況。而在對大型的公共建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)和構(gòu)造時(shí)，那些復(fù)雜管道路線和姿態(tài)各異的建筑結(jié)構(gòu)讓施工設(shè)計(jì)人員非常的苦惱[2]。而運(yùn)用BIM技術(shù)就可以將這些變得可視化，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)參數(shù)的輸入，再結(jié)合3D模型的展示，科學(xué)合理地將建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備模型、運(yùn)行狀態(tài)和空間關(guān)系等方面，用不同顏色和圖案對其進(jìn)行了清晰可視的展示和呈現(xiàn)，非常有效地減少了施工設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)的困難性。通過對BIM模型的使用，可以清晰地展現(xiàn)出復(fù)雜的管道空間關(guān)系，施工人員可以及時(shí)地對施工內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和完善，以此來滿足設(shè)計(jì)人員的相關(guān)需求。

2.2模擬優(yōu)化，有效協(xié)同

以2015年的長春萬豪東方廣場工程和上海SOHO外灘項(xiàng)目為例，二者都充分地利用了BIM技術(shù)，利用BIM技術(shù)直觀可視性的特點(diǎn)，對建筑的結(jié)構(gòu)、暖通等專業(yè)進(jìn)行了施工方案的BIM模擬，直觀地看到了施工過程中的各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)和安裝環(huán)境，也明確地看到了施工過程中遇到的困難和問題，通過對施工的模擬，極大地減少施工開始時(shí)的返工現(xiàn)象，大大地提高了施工的效率和施工的安全性。通過對BIM技術(shù)的利用，施工團(tuán)隊(duì)可以提前看到施工全局，進(jìn)而去制定施工計(jì)劃，完成對施工計(jì)劃制定的調(diào)整、完善和控制。BIM技術(shù)還為參建單位間的互相溝通協(xié)作提供了平臺(tái)，工程師們可以將施工中遇到的問題通過該平臺(tái)去和參與者進(jìn)行實(shí)時(shí)的溝通，參與者可以根據(jù)在進(jìn)行施工時(shí)的實(shí)際情況和現(xiàn)場出現(xiàn)的問題去進(jìn)行上報(bào)和調(diào)整，防止出現(xiàn)因?yàn)闇贤ú坏轿粚?dǎo)致工程出現(xiàn)問題的情況。BIM云平臺(tái)的構(gòu)建和運(yùn)用還可以方便建筑居住者、設(shè)計(jì)院和施工隊(duì)伍實(shí)時(shí)地進(jìn)行信息溝通和信息共享，無障礙地進(jìn)行各自意見的交流和討論，達(dá)到各方面人員和各專業(yè)之間的效協(xié)同性，這很大程度上達(dá)到了對工期的縮短，就質(zhì)量安全方面也減少了不必要的紕漏和擔(dān)心[3]。上級(jí)還可以通過云平臺(tái)對下級(jí)直接下達(dá)施工任務(wù)，建筑居住者、監(jiān)理和公司總部等也可以及時(shí)地通過平臺(tái)去了解現(xiàn)場施工情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的問題并進(jìn)行解決，有效地提高了解決問題的效率性。

2.3統(tǒng)計(jì)可靠，計(jì)劃精確

在早期的一些項(xiàng)目中就已經(jīng)可以利用BIM技術(shù)去精確地進(jìn)行工程材料明細(xì)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，也為施工過程中的項(xiàng)目管理提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。在傳統(tǒng)的工程量統(tǒng)計(jì)和計(jì)算中，安裝預(yù)算人員需要對二維圖紙中所運(yùn)用到的材料進(jìn)行逐一的計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)，隨后再進(jìn)行配件、材料和設(shè)備的報(bào)備，這非常容易出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)的失誤，造成材料的損失。而通過對BIM技術(shù)的運(yùn)用，就可以實(shí)現(xiàn)對各專業(yè)設(shè)備構(gòu)件所需材料的一鍵轉(zhuǎn)化，精確地計(jì)算材料用量，自動(dòng)地分類統(tǒng)計(jì)形成完整的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。這很大程度地避免了設(shè)計(jì)尺寸出現(xiàn)錯(cuò)誤，減少了材料浪費(fèi)情況的出現(xiàn)，有效地節(jié)約了工程所需成本[4]。

3BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1可視化

就建筑行業(yè)而言，可視化功能的作用是非常重要的。當(dāng)建設(shè)單位在拿到施工圖紙之后，就需要去對圖紙中的每個(gè)構(gòu)建信息進(jìn)行分析和勾勒，隨后通過自身的思維空間想象力去進(jìn)行立體空間建模，這非常考驗(yàn)工作人員的空間想象力，而且在進(jìn)行想象時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)一些不可控的紕漏。而在進(jìn)行地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通過對BIM技術(shù)的使用，就可以直觀有效地創(chuàng)建出3D立體可視化模型，通過BIM模型模擬出來的和現(xiàn)場實(shí)際建筑的管線是一致的。隨后就可以通過對施工參數(shù)的輸入，使得3D模型符合實(shí)際的構(gòu)建情況，并且還可以進(jìn)行建筑模擬，為施工人員的地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供有效的幫助[5]。

3.2強(qiáng)化施工管理

在進(jìn)行地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，各個(gè)部門之間的設(shè)計(jì)師往往缺少一定量的溝通，使得在實(shí)際設(shè)計(jì)是因?yàn)闇贤ú划?dāng)導(dǎo)致設(shè)計(jì)發(fā)展沖突和碰撞。比如在進(jìn)行暖通管道布置時(shí)，設(shè)計(jì)師們都只是各自進(jìn)行著施工圖紙的設(shè)計(jì)，最終導(dǎo)致在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)，管線布置與其他設(shè)計(jì)師的構(gòu)件設(shè)計(jì)發(fā)生沖突。而使用BIM技術(shù)可以很好地在整體模型平衡協(xié)調(diào)后，運(yùn)行碰撞檢測功能，去發(fā)現(xiàn)其中存在的碰撞問題，并對其進(jìn)行修正，將這些潛在問題進(jìn)行消除[6]。

3.3縮短施工周期

在進(jìn)行地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)施工時(shí)，施工成本和質(zhì)量進(jìn)行會(huì)受到進(jìn)度的影響。而運(yùn)用BIM技術(shù)模擬施工過程的方式，就可以有效地達(dá)到對施工周期的縮減，還可以有效地提高施工的質(zhì)量和安全問題。

3.4減少施工成本

在進(jìn)行地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建筑時(shí)，由于無法確定所需的材料和設(shè)備，往往會(huì)出現(xiàn)多購或者少購的現(xiàn)象，多購會(huì)使得施工成本出現(xiàn)不必要的增加，少購既加大了人工費(fèi)又延緩了施工周期，減低了工程的經(jīng)濟(jì)收益。通過對BIM技術(shù)的運(yùn)用就可以模擬出施工布局，并且精確計(jì)算出所需的材料，將材料費(fèi)和人工費(fèi)的消耗降到最少，達(dá)到對施工成本的降低。

4BIM技術(shù)在地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1項(xiàng)目概況

地鐵站的建筑結(jié)構(gòu)分為站長室、控制室、保潔室和公共換乘區(qū)域等，正常情況下會(huì)配備兩臺(tái)額定制熱量和制冷量的地源熱泵安裝在冷熱預(yù)案機(jī)房中，該地?zé)岜脵C(jī)組的制熱溫度一般在四十五攝氏度左右，制冷溫度一般在十?dāng)z氏度左右。在對地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮到管理用房的供暖和制冷問題，可以選擇借助地源熱泵得以實(shí)現(xiàn)，而對于設(shè)備用房和換乘大廳中的熱水，可以選擇由鍋爐房進(jìn)行提供，對制冷設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)可以選擇多聯(lián)機(jī)空調(diào)制冷設(shè)備，同時(shí)還可以使用散熱片來完成供暖[7]。

4.2空調(diào)應(yīng)用

在選擇控制溫度的軟件時(shí)，可以選擇Magi CAD軟件，這是在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)項(xiàng)目時(shí)都會(huì)使用到的軟件，同時(shí)還可以選擇運(yùn)用專業(yè)的信息建模軟件。通過對BIM技術(shù)的使用就可以在虛擬建模中完成對換乘大廳、管理用房和設(shè)備用房等的模擬建造設(shè)計(jì)工作，具體的會(huì)運(yùn)用到的設(shè)備有散熱器（負(fù)責(zé)供暖）、換熱站和空調(diào)水系統(tǒng)等。這與以前所使用的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方式進(jìn)行對比會(huì)顯得便捷許多。BIM技術(shù)的使用在繪制方法、繪圖效率和表達(dá)方式中都比傳統(tǒng)的二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方式先進(jìn)，極大地縮短了建造所需的工期，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方式的缺陷[8]。

4.3暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用成果

在進(jìn)行地鐵車站的管理用房、換乘大廳和設(shè)備用房的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通過對BIM技術(shù)的，很大程度上提高了施工的進(jìn)程，而三維立體模型的使用也使得整個(gè)工程變得具有可視性，進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)更加的方便便捷，所設(shè)計(jì)出的方案在實(shí)際實(shí)施時(shí)也具有可行性。而通過BIM平臺(tái)的創(chuàng)建，也使得各個(gè)施工方可以進(jìn)行有效的交流和溝通，減少了因?yàn)槿狈涣鲗?dǎo)致的信息碰撞和沖突，達(dá)到了對設(shè)計(jì)的全面掌握，使整個(gè)項(xiàng)目工程可以達(dá)到預(yù)期的效果并且在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完工。

5BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的注意問題

BIM技術(shù)的運(yùn)用為建筑行業(yè)帶來機(jī)遇的同時(shí)也帶來了挑戰(zhàn)。近年來關(guān)于BIM技術(shù)的研究和實(shí)踐應(yīng)用雖然已經(jīng)獲得了一部分成果和經(jīng)驗(yàn)，但就整個(gè)建筑行業(yè)而言對BIM技術(shù)的應(yīng)用依然只是皮毛部分?，F(xiàn)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用問題主要表現(xiàn)在許多建筑設(shè)計(jì)人員對于BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)不夠完善，將之運(yùn)用到模型建立方面也少之又少，在BIM技術(shù)的應(yīng)用上也缺乏普及度，大部分的設(shè)計(jì)人員缺乏充足的時(shí)間去進(jìn)行BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握，某些已經(jīng)利用BIM技術(shù)的項(xiàng)目在具體實(shí)施時(shí)也碰到了各種問題等，這些問題都使得BIM技術(shù)無法發(fā)揮出其具有的真正作用。為此我國建筑部門應(yīng)該從這些角度去進(jìn)行問題的解決，努力推廣BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用。

6結(jié)語

隨著BIM技術(shù)的不斷普及和使用，人們也逐漸意識(shí)到了BIM技術(shù)對建筑工作施工所帶來的便利性，通過運(yùn)用BIM技術(shù)，可以有效地提高地鐵暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量問題，減少施工所需的費(fèi)用，縮短施工的工期。由此可見，BIM技術(shù)應(yīng)用和普及是促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的必然選擇。

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【作者簡介】

石安晟，男，1995年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)榈罔F通風(fēng)空調(diào)及BIM。

（編輯：謝飛燕）