某綜合樓通風空調工程BIM建模與深化設計

高喜玲，張奚鑫

(江蘇建筑職業技術學院，江蘇 徐州 221116)

BIM（建筑信息模型）技術在工程中的運用越來越多，現在安裝工程技術也越來越復雜，通常會受到建筑層高的限制造成安裝空間不足，所以利用BIM技術進行管線綜合排布，再加之BIM技術可視化的優點，使得施工過程更加簡潔明了，節約工期與成本。

1 工程概況

本工程為江蘇某綜合樓，地下1層，地上6層，1層為商鋪，2～6層為辦公室，框架結構。總建筑高度為21.4m，總建筑面積為4775.86m2，空調面積約為3562 m2。地下室分為停車區域、配電室、水泵房和設備間，設置防排煙和機械排風系統，風管采用鍍鋅薄鋼板；地上商鋪及辦公室采用變頻多聯空調系統，主要包括空調送風管道和冷媒管，送風管采用鍍鋅薄鋼板，冷媒管采用紫銅管，凝結水管采用UPVC塑料管。

因防排煙管道及空調系統的風管尺寸較大，在設計時需要慎重考慮其所占空間，加之空調冷媒管、凝結水管，以及其他專業涉及的給排水、消防、電氣管線等，使得我們在進行機電安裝工程管道布置時必須綜合考慮，統一規劃，才能更好的利用建筑空間，減少管道交叉及施工過程中的返工現象。

2 BIM建模過程

2.1 建筑、結構模型的創建

空調通風模型的空間位置基本是以建筑、結構為參照，因此在建立通風空調模型前，應首先建立相應的建筑模型。建筑和結構模型分別是基于Revit中建筑樣板和結構樣板建立。

以標高、軸網作為中心文件，將CAD文件鏈接進標高軸網文件中，根據CAD圖紙繪制三維模型。建模包括梁、柱、基礎等構件。建筑建模的主要內容包括門窗、墻體、樓梯、樓板等構件。因為管道的標高參照于建筑模型的標高，所以建筑、結構模型的正確建立為管道模型提供的空間參照十分重要，尤其是樓板的高度、標高和梁柱尺寸、位置等都有相當精確的要求。某層建筑、結構模型如圖1所示。

2.2 水管道模型的創建

本項目的水管路系統主要涉及到空調冷媒管系統、凝結水管系統。其中空調冷媒管系統為壓力系統，凝結水管系統為重力系統，那么重力系統管道必須滿足設計規范中所要求的坡度，以便水在重力作用下能夠順利地排出管道。在管道綜合過程中，有壓管道一定要預留出足夠的空間，這是為了確保管道最終可以正常的使用，如圖2所示。

圖1 某層建筑、結構模型

圖2 管道系統的建立

同時為了使繪制空調模型更加便捷，所有的管道附件，如接頭、閥門、三通、管道等連接件都是必需進行設置，為了最后導出明細表和后續的信息，還需要對管道的類型、管道的材料進行更加細致的設置。如果在項目中并沒有找到需要的族的時候，還可以通過載入族的操作，將外部的族載入進項目中來。

2.3 通風管道模型的創建

通風管道模型的創建主要包括管道末端、風機、風道、多聯機等構件。在創建風管的過程中需要注意風管變徑的連接方式與管道走向等問題，同時也需要注意風管末端的位置定位。雖然Revit中自帶很多族，但是有很多族并不完善，在向模型中插入的過程中存在許多問題，這導致在某些管道碰撞的調整中，彎頭或者三通的連接會存在各種錯誤，因此有必要不斷地嘗試修改連接件的族參數屬性，使之達到項目所需要的結果。某層通風空調模型如圖3所示，地下一層排風系統模型如圖4所示。

圖3 某層通風空調模型

圖4 地下一層排風建模

2.4 模型自檢

模型的建立完成后，需要對模型的整體和一些重要位置進行檢查，因為BIM模型在建立時都是基于CAD等二維圖紙，會受到平面圖紙的約束，而通過三維視圖，可以發現圖紙中不正確的部位或者有錯誤有遺漏的部分，及時整改。只有創建精確無誤的模型才可以進行下一步深化設計的工作。如下表1為模型自檢的主要內容。

表1 模型自檢的主要內容

3 管道碰撞檢測

建立機電安裝工程模型時，要充分利用建筑、結構等梁內空間，風管盡量貼梁底走，當風管與空調管道碰撞時，滿足條件的情況下，可以充分的利用梁內的空間，使空調管道向梁內翻彎，避免與風管的沖突，保證了管道暢通，滿足設計的要求。

利用NavisWorks軟件進行管道碰撞檢測，首先選擇碰撞檢測中涉及的對象并設置碰撞檢測的類型，在設置中可以選擇是硬碰硬、軟碰軟還是間隙碰撞，還可以在“規則”中為當前項目創建新的要求，提高檢查的效率，以獲得檢查報告。再依據碰撞報告，確定項目中碰撞點的位置與信息。在NavisWorks軟件運行碰撞檢查后，軟件將會自動生成碰撞檢查報告并導出報表。碰撞檢查報表中包含有碰撞點、項目ID號碼、狀態、圖像、軸網位置等，這樣就可以快速的確定碰撞點的位置，并通過構件ID，返回到Revit軟件中找出相應的碰撞點，并在原模型中對發生碰撞的位置及信息進行修改，部分碰撞檢查結果如表2所示。

表2 NavisWorks碰撞檢查表

4 通風空調工程深化設計

4.1 深化設計方案

通風空調工程設計深化的主要內容以管線綜合、空間凈高優化為主，與建筑、結構模型相配合的預留洞口，反應在BIM模型中則是通風空調管線碰撞檢查，墻體預留洞口。管線的碰撞檢查可以利用軟件直接導出沖突報告，根據實際情況、管道回避的原則和管網高度的要求，對管道進行逐一調整，以指導實際施工。當空間凈高不足，或以現在的方式無法調整時，應積極思考是否需要將管道的位置做出大幅度的調整。管線的綜合排布如圖5所示。

4.2 問題報告匯總

圖5 管線的綜合排布

問題報告是深化設計的成果。在各個專業建模的時候因為圖紙的質量不同，所以會發現圖紙中有表達不清晰或是有缺少標注的地方，這就需要將這些問題匯總起來最終形成報告，及時進行修改，所以深化設計不只是管線綜合，更是圖紙優化的過程。在利用BIM軟件進行碰撞檢查的過程中，會因為軟件自身的一些問題，在碰撞檢查時將2個相鄰的圖元誤認為是碰撞點，在這種情況下就需要人為進行檢查判斷，減少問題的產生，保證項目的科學性。

4.3 深化設計出圖

目前工程項目大多還是利用二維圖紙進行施工，設計深化后的三維模型只能作為指導施工的輔助工具,但BIM軟件可以以DWG格式輸出CAD圖紙（如圖6），不僅包括管線的布置和剖面圖，而且節省了大量人力、財力，避免了人工出圖產生的錯誤，甚至可以使用三維模型來清晰的表達設計的意圖，尤其是在一些管線較為復雜的地方，在平面圖中的管道走向較為混亂，可以導出剖面圖或者是三維軸測圖來輔助施工人員對于管道走線的理解。

圖6 某層CAD圖紙與三維軸測圖

5 結語

該綜合樓在通風空調工程設計中運用了BIM建模技術，對通風空調工程進行了建模與碰撞檢查，生成碰撞報告，并以此為依據進行空調系統的深化設計，進行管線綜合排布，優化了設計方案，減少了返工和窩工，保證了施工進度和工程質量，大大提高了施工效率。