BIM技術(shù)在暖通施工中的應(yīng)用分析

郭棟斌

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

暖通系統(tǒng)包括供熱通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)等，對技術(shù)要求較高，為此，施工單位需做好前期設(shè)計(jì)工作，應(yīng)用BIM技術(shù)輔助設(shè)計(jì)，模擬施工現(xiàn)場，構(gòu)建相應(yīng)模型，實(shí)現(xiàn)對具體管線或構(gòu)件安裝位置、尺寸等準(zhǔn)確定位。在施工中，因暖通系統(tǒng)涉及的設(shè)備類型較多，數(shù)量較大，管線交錯(cuò)，施工管控難度較高。對此，需充分應(yīng)用BIM技術(shù)的模型構(gòu)建等功能模塊，確保暖通設(shè)備的性能與使用年限。

1 BIM技術(shù)概述

所謂BIM技術(shù)是指一種可用于建筑設(shè)計(jì)、管理等一系列數(shù)字化管理的信息系統(tǒng)，該技術(shù)適用于建筑工程集成管理環(huán)境，為工程建設(shè)創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的管理環(huán)境，在降低風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)提高工作效率[1]。BIM技術(shù)將建筑物信息模型與建筑工程的管理行為模型有效融合，實(shí)現(xiàn)對建筑全生命周期的集成化管理。在暖通施工中，BIM技術(shù)可四維模擬實(shí)際施工狀況，在前期設(shè)計(jì)階段預(yù)測后期施工中可能會出現(xiàn)的各類問題，例如通過碰撞測試對電氣、建筑、給排水等給系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的空間定位，解決施工中各專業(yè)間的項(xiàng)目，為施工作業(yè)提供指導(dǎo)依據(jù)，以提高暖通施工方案的可行性，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)對資源的合理配置，有助于工程效益的提高。

2 BIM技術(shù)在暖通施工中應(yīng)用的必要性

暖通施工特點(diǎn)如下：①涉及范圍廣，暖通工程包括供暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等；②需多專業(yè)協(xié)調(diào)配合，因暖通施工復(fù)雜，需由暖通、給排水、消防、電氣等專業(yè)相互協(xié)調(diào)，避免施工空間及時(shí)間錨段；③技術(shù)要求高，隨著建筑工程使用功能的日益豐富，暖通施工難度提升，而大型設(shè)備的運(yùn)輸、安裝、調(diào)試與運(yùn)營均需要采用科學(xué)化的管理手段，明確各細(xì)節(jié)的構(gòu)件參數(shù)、技術(shù)參數(shù)；④施工周期長，暖通施工持續(xù)時(shí)間長，產(chǎn)生的工程信息量較大，需應(yīng)用及信息集成管理技術(shù)進(jìn)行整合梳理，為施工管理決策提供依據(jù)。

為提高暖通工程生產(chǎn)效率，需積極應(yīng)用BIM技術(shù)。傳統(tǒng)暖通施工，多由技術(shù)人員對專業(yè)管線先進(jìn)行綜合排布，確定方案，再由施工現(xiàn)場作業(yè)人員對管線進(jìn)行加工與安裝。但施工現(xiàn)場人員復(fù)雜，流動性較大，各專業(yè)管線相互交錯(cuò)，施工效率低。采用BIM軟件可對管線進(jìn)行合理布設(shè)，實(shí)現(xiàn)暖通專業(yè)的深化設(shè)計(jì)，并推動裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)與安裝。應(yīng)用流程如下：先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙采用Revit建模軟件構(gòu)建BIM模型，再將模型導(dǎo)入Navisworks施工模擬軟件中進(jìn)行碰撞測試，輸出碰撞報(bào)告，細(xì)化原有設(shè)計(jì)圖紙中發(fā)生碰撞的具體位置與類型，后進(jìn)行修改[2]。

3 暖通空調(diào)施工中BIM技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)分析

某辦公實(shí)驗(yàn)樓項(xiàng)目建筑高度為24m，地上6層，地下1層，總建筑面積為10000m2，地上主要用于辦公室和展廳，地下為實(shí)驗(yàn)室與停車場。因所選項(xiàng)目暖通施工內(nèi)容繁雜，本次分析只針對暖通專業(yè)通管與水管進(jìn)行。該項(xiàng)目BIM應(yīng)用要點(diǎn)如下：

3.1 管線綜合深化設(shè)計(jì)

（1）導(dǎo)出暖通專業(yè)設(shè)計(jì)模型文件，保存為NWC格式文件，打開Navisworks操作界面與附加的NWC文件。

（2）采取適宜的配色基調(diào)方法，為建筑模型進(jìn)行著色，如圖1所示。該工程應(yīng)用漫游展示軟件Fuzor與Revit對接，導(dǎo)入三維模型，多維度查看各構(gòu)件屬性，全面掌握項(xiàng)目結(jié)構(gòu)與特征信息，對錯(cuò)漏問題進(jìn)行排查，論證給排水、暖通、電氣專業(yè)管線布設(shè)的合理性。

（3）為方便施工管控，可任意調(diào)取模型部件，需采取差異化管理策略，對暖通系統(tǒng)中各管件的安裝位置與具體型號。

表1 BIM模型優(yōu)化前后碰撞數(shù)量統(tǒng)計(jì)

圖1 建筑信息模型整合并著色

（4）應(yīng)用BIM技術(shù)對各專業(yè)模型進(jìn)行整合，有效指導(dǎo)管線綜合整理。該工程技術(shù)人員先將BIM模型導(dǎo)入Navisworks，在Navisworks進(jìn)行碰撞檢查，并對碰撞進(jìn)行分門別類，自動生成碰撞報(bào)告，依此對施工方案進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，BIM信息管理系統(tǒng)詳細(xì)記錄了所有碰撞點(diǎn)信息，每一個(gè)碰撞點(diǎn)均用圖片展示，并展示位置與ID，便于施工人員快速定位碰撞點(diǎn)，以減少碰撞問題發(fā)生的可能性，該工程優(yōu)化率如表1所示[3]。此外，技術(shù)人員對優(yōu)化后的三維模型進(jìn)行尺寸標(biāo)注，導(dǎo)出CAD圖，提交給施工管理負(fù)責(zé)人，指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)。

3.2 在施工管理中的應(yīng)用

3.2.1 3D渲染設(shè)計(jì)方案

該工程采用BIM技術(shù)將二維模面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，對實(shí)體材質(zhì)進(jìn)行渲染，保證建筑模型信息的客觀真實(shí)。同時(shí)，在施工前進(jìn)行三維技術(shù)交底，明確施工質(zhì)量管控要求，并參照實(shí)體三維模型與施工模面圖指導(dǎo)施工。但因該建筑空間較為復(fù)雜，需多維度觀察模型，確定管線的走向和作業(yè)流程，后組織暖通設(shè)備安裝[4]。

3.2.2模擬施工過程

該工程利用Navisworks軟件模擬項(xiàng)目施工過程，在正式施工前對施工方案進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)原有工序，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)安裝任務(wù)。對此，施工單位先編制了施工進(jìn)度計(jì)劃，將其導(dǎo)入信息管理平臺，將三維模型中構(gòu)件與施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，確保三維模型與施工進(jìn)度協(xié)同目的的實(shí)現(xiàn)。管理人員可隨時(shí)查看工期計(jì)劃，針對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度偏差進(jìn)行分析，并明確偏差成因，優(yōu)化施工方案，自動生成施工資源曲線，快速掌握施工資源配置情況，為施工現(xiàn)場的精細(xì)化管理奠定基礎(chǔ)[5]。

3.2.3統(tǒng)計(jì)施工材料

工程量統(tǒng)計(jì)與管理是實(shí)現(xiàn)工程成本有效管控的基礎(chǔ)，而BIM模型中涵蓋工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息，可反饋施工實(shí)際狀態(tài)，對構(gòu)件進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工程量信息與不同施工階段的同步關(guān)聯(lián)[6]。該項(xiàng)目中各管件、管道與設(shè)備均按照規(guī)定要求進(jìn)行三維實(shí)體建模。在各施工階段，利用Revit中明細(xì)表的族功能，按照應(yīng)用階段的不同創(chuàng)建明細(xì)表視圖樣板，生成相匹配的明細(xì)表，保存對電子表格，支持文件編輯、篩選、過濾與隨時(shí)導(dǎo)出。對此，施工單位能精確統(tǒng)計(jì)施工所需材料使用量。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用是建筑工程管理的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的必要手段，適用于施工內(nèi)容繁雜、材料設(shè)備類型眾多的工程項(xiàng)目。本文以暖通工程為例，就BIM技術(shù)在暖通施工中應(yīng)用的必要性進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)例對BIM技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，論證BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，對于暖通施工質(zhì)量、進(jìn)度與成本管理有所助益。同時(shí)，作為管理人員，可通過BIM模型或管理平臺實(shí)現(xiàn)對工程信息的集成化管理，基于工程信息獲取與分析對施工過程進(jìn)行全壽命周期監(jiān)控，以促進(jìn)暖通工程的發(fā)展與進(jìn)步。