某綜合樓通風(fēng)空調(diào)工程BIM建模與深化設(shè)計(jì)

李嘉儀

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 咸陽 712000）

0 引言

通過使用BIM技術(shù)，建筑的設(shè)計(jì)效率有了很大的提升，并且也提升了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。樓房中的通風(fēng)空調(diào)工程都比較復(fù)雜，原因在于管道的走線比較復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)不合理，很容易出現(xiàn)管道碰撞和沖突，使用BIM技術(shù)可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行建模和檢測(cè)，并且可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行深化，從而大幅度提升了空調(diào)工程設(shè)計(jì)的合理性。

1 BIM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)全稱建筑信息化模型，通過收集建筑工程的數(shù)據(jù)并且進(jìn)行全方位的模擬，能夠?qū)⒔ㄖ镆?D模型呈現(xiàn)出來。和傳統(tǒng)的2D設(shè)計(jì)圖相比，BIM模型具有更強(qiáng)的表現(xiàn)能力，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的每個(gè)細(xì)節(jié)都表現(xiàn)出來，設(shè)計(jì)人員可以依靠 BIM平臺(tái)進(jìn)行更加高效和準(zhǔn)確的優(yōu)化。同時(shí)，BIM技術(shù)也集成了信息化技術(shù)，自身也有大量的建模信息，功能十分齊全。依靠信息技術(shù)，設(shè)計(jì)人員和施工人員都可以快速全面地提取當(dāng)前的設(shè)計(jì)信息，及時(shí)獲知當(dāng)前的設(shè)計(jì)變化，從而防止了信息傳遞過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤和缺失，也避免了交流不暢的問題，保證了各個(gè)部門之間的溝通流暢，也保證了不同部門之間協(xié)作。而可視化的優(yōu)勢(shì)在于，BIM技術(shù)不僅可以簡單地將設(shè)計(jì)的方案用三維模型表現(xiàn)出來，也能夠通過制作動(dòng)畫的方式顯示整個(gè)建筑的施工過程，并且能夠?qū)κ┕げ牧系挠昧?、工程造價(jià)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)發(fā)生改變之后，也能夠更新相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而使施工人員對(duì)建設(shè)過程有更加深入的認(rèn)識(shí)。對(duì)于樓房的通風(fēng)空調(diào)工程施工，使用BIM技術(shù)可以有效對(duì)碰撞的情況進(jìn)行模擬，保證管線能夠更加科學(xué)的布置，從而進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)并且保證施工的順利進(jìn)行。

2 工程概況

某建筑為綜合樓，共有地下1層和地上6層，首層是商鋪，第二到第六層為辦公樓。該建筑采用框架結(jié)構(gòu)，總高度為是21.5米，總建筑面積為4776平方米，空調(diào)面積約3563平方米。地下有停車區(qū)域、配電室、設(shè)備間和水泵房，房屋內(nèi)有排煙和機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，使用鍍鋅薄鋼板風(fēng)管[1]。地上商鋪和辦公室使用變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)中包括送風(fēng)管道和冷媒管，其中送風(fēng)管使用鍍鋅薄鋼板，冷媒管使用紫銅管，凝結(jié)水管為 UPVC塑料管。建筑的排煙管道和空調(diào)系統(tǒng)的尺寸比較大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮空調(diào)系統(tǒng)和排煙管道的空間占用，并且空調(diào)冷媒管、凝結(jié)水管，以及消防、電氣、排水等管道也占用了很多面積，為此需要在設(shè)計(jì)時(shí)科學(xué)進(jìn)行規(guī)劃，合理設(shè)置管道的走向，有效利用建筑內(nèi)部的空間，防止出現(xiàn)管道的碰撞和交叉，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免工程返工工作。

3 使用BIM系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行建模

3.1 建筑結(jié)構(gòu)模型的創(chuàng)建

由于需要在建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上來對(duì)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此在建立空調(diào)通風(fēng)模型之前，首先要建立該建筑物的模型，該工程基于Revit中建筑物的樣板和結(jié)構(gòu)樣板建造了建筑物的模型和結(jié)構(gòu)[2]。建模過程中，需要使用到 CAD文件進(jìn)行三維模型的設(shè)計(jì)，所以首先需要設(shè)置好標(biāo)高和軸網(wǎng)，就可以將CAD文件當(dāng)中的參數(shù)利用起來，進(jìn)行更加有效的三維模型設(shè)計(jì)。

3.2 水暖管道模型的創(chuàng)建

該工程的水暖管道主要包括空調(diào)冷媒管系統(tǒng)、凝結(jié)水管系統(tǒng)?？照{(diào)的冷媒管是空調(diào)的壓力系統(tǒng)，凝結(jié)水管系統(tǒng)是空調(diào)的重力系統(tǒng)。為了保證重力系統(tǒng)的順利運(yùn)行，重力系統(tǒng)管道必須要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)坡度的要求，保證水能夠在重力的作用下排出。為此，在管道的綜合設(shè)計(jì)中，有壓管道一定要預(yù)留出足夠的空間，保證管道能夠被正常使用[3]。

3.3 管道通風(fēng)模型的創(chuàng)建

在創(chuàng)建管道通風(fēng)模型是，需要對(duì)風(fēng)機(jī)、多聯(lián)機(jī)等不同構(gòu)件進(jìn)行組合，為了保證設(shè)計(jì)的真實(shí)性和實(shí)用性，必須要合理利設(shè)計(jì)風(fēng)管的連接方式，并且設(shè)置何止的走向，并且選擇合理的位置設(shè)置風(fēng)管的末端。通常會(huì)利用 Revit，可以利用 Revit自帶的族，但是存在族不完善的問題，所以在向模型中插入時(shí)可能會(huì)存在問題，比如在碰撞調(diào)整中，彎頭或三通會(huì)出現(xiàn)連接上的錯(cuò)誤，所以必須要調(diào)整和修改連接件的族參數(shù)屬性，保證模型能夠符合實(shí)際需要。

3.4 模型自檢

在模型建立完成之后，還需要對(duì)模型檢查，由于BIM模型在設(shè)計(jì)時(shí)是基于CAD圖紙的，所以一定程度上也會(huì)圖紙質(zhì)量的影響。但是三維模型有更加完整的表現(xiàn)能力，所以可以利用三維模型對(duì)中存在的遺漏和錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)的修改和優(yōu)化。在模型精確無誤之后，才可以繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的深化工作。

3.5 管道碰撞的檢測(cè)

為了對(duì)管道進(jìn)行碰撞檢查，以發(fā)現(xiàn)管道設(shè)計(jì)的不合理之處，一般會(huì)使用NavisWorks軟件。檢查時(shí)，首先要確定管道的碰撞類型，根據(jù)實(shí)際需求可以設(shè)置硬碰硬、軟碰軟或間隙碰撞等類型，或者也可以建立其他的碰撞情況，提高檢查的效率。在碰撞檢測(cè)工作結(jié)束之后，軟件會(huì)自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告，之后根據(jù)檢測(cè)報(bào)告來是確定碰撞點(diǎn)和碰撞信息。檢測(cè)報(bào)告當(dāng)中的內(nèi)容包括碰撞點(diǎn)、項(xiàng)目ID碼、狀態(tài)、圖像和軸網(wǎng)位置等等，再返回到Revit軟件當(dāng)中，就可以找到碰撞點(diǎn)，然后就可以對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行修改。

4 設(shè)計(jì)深化

4.1 設(shè)計(jì)方案的深化

設(shè)計(jì)方案的深化工作就是對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深度的優(yōu)化，主要對(duì)管線的布置進(jìn)行優(yōu)化，以及有效降低系統(tǒng)的凈高。在BIM模型中能夠?qū)照{(diào)的管線進(jìn)行碰撞檢查，還可以針對(duì)后續(xù)的工作預(yù)留好洞口。利用碰撞檢查所獲得的沖突報(bào)告，就可以繼續(xù)對(duì)官網(wǎng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。再調(diào)整時(shí)，必須要做好管線的回避，然后逐一調(diào)整管道。如果出現(xiàn)凈高度不足，或者由于沒有足夠的空間導(dǎo)致管道逼然出現(xiàn)沖突，這時(shí)就需要對(duì)整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

4.2 形成報(bào)告匯總

BIM系統(tǒng)所使用的圖紙不一定是完美的，很多圖紙都存在信息不清晰等問題，而對(duì)圖紙進(jìn)行修正，以及生成圖紙的問題報(bào)告，也是對(duì)設(shè)計(jì)深化的重要工作之一[5]。對(duì)設(shè)計(jì)深化的工作并不只是綜合管線，還需要對(duì)圖紙進(jìn)行有效修改和優(yōu)化。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，BIM軟件也可能存在不足，比如碰撞監(jiān)測(cè)就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問題，對(duì)碰撞點(diǎn)有錯(cuò)誤的判斷，因此設(shè)計(jì)人員不能輕易使用檢查的結(jié)果，還需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

4.3 施工設(shè)計(jì)圖的深化

經(jīng)過深化設(shè)計(jì)之后，會(huì)獲得設(shè)計(jì)的三維模型，但是三維模型并不能夠充分地被利用在施工當(dāng)中，目前仍然使用二維圖最為指導(dǎo)開展施工工作。但是BIM技術(shù)可以生成二維的CAD圖紙，獲得管線布置的剖面圖，保證工程施工的順利進(jìn)行。

5 結(jié)束語

利用BIM技術(shù)對(duì)建筑和空調(diào)通風(fēng)工程進(jìn)行建模，可以獲得值觀的三維圖像，配合BIM軟件的碰撞檢查功能，也能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)中存在的問題表現(xiàn)出來。但是，圖紙和軟件可能會(huì)存在一定的不足，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果存在問題，所以必須要進(jìn)行檢查并糾正存在的錯(cuò)誤，使技術(shù)人員可以進(jìn)行更加深化的設(shè)計(jì)，保證管道設(shè)計(jì)的合理性，保證施工質(zhì)量并提高施工效率。