BIM技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝施工中的應用

趙友軍

（北京京投興檀房地產(chǎn)有限公司 北京 101500）

前言

現(xiàn)階段，人們對建筑行業(yè)的要求越來越高，建筑行業(yè)也在不斷開發(fā)新的技術(shù)來減少暖通空調(diào)的能源損耗。BIM技術(shù)作為一種建筑信息模型技術(shù)，對暖通空調(diào)的安裝施工有著重要作用。隨著人們環(huán)保意識的逐漸增強，人們也越來越重視暖通空調(diào)能源耗費的問題，因此，相關(guān)施工人員在暖通空調(diào)的安裝過程中積極應用BIM技術(shù)來降低能源消耗，提高施工水平，加大經(jīng)濟效益和社會效益。

1 BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型技術(shù)。BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，并且與各種建筑工程相關(guān)項目數(shù)據(jù)相結(jié)合。工程設(shè)計、建筑施工以及工程管理等多個領(lǐng)域都應用了BIM技術(shù)，該項技術(shù)對減少建筑成本，提高工程效率有著重要作用。與此同時，BIM技術(shù)比CAD制圖技術(shù)和建模技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢因此得到了建筑領(lǐng)域的廣泛應用。

BIM技術(shù)具有明顯的信息集成化的特點。在設(shè)計和信息收集的過程中，信息模型為信息集成提供了很大的便利。從建筑信息模型的角度來說，這一模型這使得各個工序的設(shè)計人員都能參與到設(shè)計過程中，加強了各個工序之間的聯(lián)系性，為工程設(shè)計過程的集成化提供了保障。BIM技術(shù)的應用使得數(shù)據(jù)資料更加豐富，提高了建筑工程處理的科學合理性。BIM技術(shù)充分應用三維模型技術(shù)，為協(xié)同設(shè)計提供了強有力的知識，縮短了設(shè)計周期，減少了成本投入，明顯提高了設(shè)計過程中的經(jīng)濟效益[1]。

2 在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應用BIM技術(shù)的優(yōu)勢

BIM技術(shù)是一種貫穿于工程建設(shè)生命周期的技術(shù)模式，可以有效提高工程建設(shè)管理水平，提升整體工程經(jīng)濟效益，與機房現(xiàn)場安裝相比，可以提升安裝效果。一般來說，BIM技術(shù)在施工階段的價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 三維渲染

可以直觀演示三維效果，將信息模型和三維建筑集成到建筑物施工信息系統(tǒng)中，根據(jù)建筑平面圖提供的信息，能夠直觀顯示管道位置和大型設(shè)備的布置情況以及復雜節(jié)點的施工潛存問題，并對施工方案和施工順序進行4D仿真，比較和選擇不同施工體系。三維渲染的內(nèi)置信息模型能夠有效提高渲染效率，為業(yè)主提供更直觀的三維顯示，進而促進施工單位測量的準確性。

2.2 計算精度高

通過建立與6D相關(guān)的數(shù)據(jù)庫和BIM數(shù)據(jù)庫，可以快速、準確地計算工程量，為工程建設(shè)管理提供所需信息，有效提高工程建設(shè)管理質(zhì)量和效率。同時，利用BIM模型計算材料設(shè)備消耗，能夠控制和預測成本。

2.3 減少浪費

在工程施工期間，如果無法快速準確地獲取大量工程數(shù)據(jù)來規(guī)劃和整合資源配置，就會導致施工難度變大，而IBM技術(shù)的出現(xiàn)可以使施工企業(yè)快速、準確地獲取施工現(xiàn)場第一手數(shù)據(jù)信息。BIM技術(shù)在暖通施工中可以模擬整個過程，包括工程建設(shè)中的勞動力、機械、材料、項目規(guī)劃、成本預算和場地布置等，通過動態(tài)演示的方式，模擬整體施工的全過程，在模擬過程中可以發(fā)現(xiàn)施工預期效果以及施工中可能存在的問題，針對問題分析后進行設(shè)備的選型及布置，建立預加工模型進行虛擬分割，形成預加工輸出三維構(gòu)件加工圖和安裝圖，在提升施工效率的同時，可以實現(xiàn)指導現(xiàn)場施工。BIM最直觀的特點是三維可視化，在項目初始階段，可以使用3D技術(shù)對管道系統(tǒng)進行碰撞檢查，有效減少管道系統(tǒng)在設(shè)計和施工過程中的碰撞，提高設(shè)計方案的可操作性。同時也可以從建筑空間上進行高效的超限操作，并根據(jù)施工進度對人力資源和環(huán)境進行評價，充分了解項目實施進度，如果出現(xiàn)質(zhì)量、進度、成本等問題，則可以進行動態(tài)的成本管控，進而提高建設(shè)項目的管控能力[2]。

3 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝中的具體應用

某辦公實驗樓項目建筑高度為24 m，地上6層，地下1層，總建筑面積為10 000 m2，地上主要用于辦公室和展廳，地下為實驗室與停車場。因所選項目暖通施工內(nèi)容繁雜，本次分析只針對暖通專業(yè)通管與水管進行。該項目BIM應用要點如下：

3.1 管線綜合深化設(shè)計

3.1.1 導出暖通專業(yè)設(shè)計模型文件，保存為NWC格式文件，打開Navisworks操作界面與附加的NWC文件。

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

圖1 建筑信息模型整合并著色

3.1.3 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。

3.1.4 應用BIM技術(shù)對各專業(yè)模型進行整合，有效指導管線綜合整理。該工程技術(shù)人員先將BIM模型導入Navisworks，在Navisworks進行碰撞檢查，并對碰撞進行分門別類，自動生成碰撞報告，依此對施工方案進行優(yōu)化。同時，BIM信息管理系統(tǒng)詳細記錄了所有碰撞點信息，每一個碰撞點均用圖片展示，并展示位置與ID，便于施工人員快速定位碰撞點，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)化后的三維模型進行尺寸標注，導出CAD圖，提交給施工管理負責人，指導現(xiàn)場作業(yè)。

表1 BIM模型優(yōu)化前后碰撞數(shù)量統(tǒng)計

3.2 在施工管理中的應用

3.2.13 D渲染設(shè)計方案

該工程采用BIM技術(shù)將二維模面設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，對實體材質(zhì)進行渲染，保證建筑模型信息的客觀真實。同時，在施工前進行三維技術(shù)交底，明確施工質(zhì)量管控要求，并參照實體三維模型與施工模面圖指導施工。但因該建筑空間較為復雜，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。

3.2.2 模擬施工過程

該工程利用Navisworks軟件模擬項目施工過程，在正式施工前對施工方案進行調(diào)整，調(diào)節(jié)原有工序，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)安裝任務。對此，施工單位先編制了施工進度計劃，將其導入信息管理平臺，將三維模型中構(gòu)件與施工進度計劃相關(guān)聯(lián)，確保三維模型與施工進度協(xié)同目的的實現(xiàn)。管理人員可隨時查看工期計劃，針對關(guān)鍵節(jié)點的計劃進度與實際進度偏差進行分析，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)場的精細化管理奠定基礎(chǔ)[4]。

3.2.3 統(tǒng)計施工材料

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

4 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)的科學應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目。本文以暖通工程為例，就BIM技術(shù)在暖通施工中應用的必要性進行分析，結(jié)合實例對BIM技術(shù)應用要點進行總結(jié)，論證BIM技術(shù)應用優(yōu)勢，對于暖通施工質(zhì)量、進度與成本管理有所助益。同時，作為管理人員，可通過BIM模型或管理平臺實現(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行全壽命周期監(jiān)控，以促進暖通工程的發(fā)展與進步。