淺談BIM在暖通工程設計中的應用

張婷

摘要：近10年來，BIM技術被越來越多地應用在工程項目設計中。BIM技術貫穿項目設計始終，能夠將項目內的所有信息、資源整合到一起，可被項目中所有參與方使用。BIM的廣泛應用有利于提升建筑工程的集成化程度。在暖通空調設計中，BIM技術也體現出了提升設計質量、加大可視化效應、暴露二維設計問題、減少后期施工麻煩等優勢，使整個工程的質量和效率顯著提升，為建筑業的發展帶來了巨大的作用。

關鍵詞：BIM技術;暖通工程設計;可視化

引言：目前，傳統建造施工模式下的建筑管理與生產水平不高，迫切需要應用現代信息技術改變這一現狀，推動建筑行業向更高效、更節能、更環保的方向發展。BIM 技術的應用與推廣可有效解決傳統建筑施工能耗高、效率低以及傳統CAD 設計協調性差的問題，讓建筑行業進入高效的信息化階段。在暖通工程設計與施工中應用 BIM 技術可以實現對建筑模型的三維立體的可視化操作，并將建筑信息應用到建筑設計、施工、后期維保的各環節中，切實提升建筑工程信息管理價值。對此，文章首先介紹了暖通工程設計與施工的特點，然后分析了 BIM 技術在暖通工程設計與施工中的應用優勢，最后探討了 BIM 技術在暖通工程設計與施工中的具體應用，以供相關工作人員參考。

一、概述

當今，隨著信息化的深入發展，越來越多的行業趨于向高度信息化靠攏，建筑行業也不例外。在暖通空調設計中，BIM技術被頻繁提及。BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型，是建筑設施物理與功能特征的數字化表達，其為建筑全壽命周期的各種決策提供可靠的共享信息資源[1]。BIM 技術憑借可見性、全面性、相關性、相同性等特點得到了工程界的普遍認可，其在暖通空調設計行業中的應用經歷了巨大的變革，從早期的 BIM=“翻模”轉變為一個完善的信息模型，串起暖通工程各階段的數據、過程和資源，包括項目策劃、冷熱源方案設計、暖通空調施工圖設計、設備安裝、運維乃至改造、拆除等過程。因此，BIM 可以被建設項目中的所有參建方、參與機構共同使用。

二、 BIM 技術在暖通工程設計與施工中的應用優勢

BIM 技術指在一個單一的建筑模型中綜合建筑整個生命周期內的所有幾何特性、功能要求與構件的性能信息，包括施工進度、施工過程等信息，可實現建筑信息的可視化，便于項目管理、工期與成本控制等。

2.1 有利于提高施工質量BIM 技術的出現與應用有利于協調建筑施工各個專業的信息，及時開展協同設計，顯著提高項目設計與施工效率。在暖通工程設計與施工中，借助 BIM 軟件良好的協調性、模擬性能夠使暖通工程與其他建筑專業在同一個中心文件中進行協同設計，對于提高建筑施工質量與效率具有重要價值。

2.2 有利于提升施工效率在暖通工程施工階段，BIM 技術能夠直接指導施工，做好施工中人力、物力等資源的準備工作，不僅便于施工單位對建筑項目成本、進度與質量進行控制，而且有利于縮短施工周期，減少建筑資源浪費。例如在施工過程中可以借助 BIM 技術對建筑項目進行精準測量，然后進行全方位的模擬與設計，不僅可以在設計時進行沖突檢查，還可以在施工初期進行模擬施工，解決傳統施工中各專業協調性不足、建筑空間利用不足的問題。2.3 有利于建筑后期運維從建筑項目使用方（甲方）角度來看，利用 BIM 技術可構建建筑三維模型，實現建筑設計的可視化，簡化暖通工程設計工作，不僅便于業主進行項目決策，而且也便于后期開展維護工作，可為建筑項目后期運維提供全生命周期的相關信息支持。此外，還可將 BIM 技術擴展應用至城市發展、城市規劃等更廣闊的范圍中，對于城市發展和建筑維護具有巨大的社會價值。

三、BIM 技術在暖通工程設計與施工中的具體應用

3.1 BIM 技術在設計階段的應用

暖通工程設計主要包括通風系統、空調風系統、空調水系統、采暖系統等。給排水設計分為給排水設計、消防設計圖等。電氣項目設計分為照明、動力、火災報警、智能弱電平面圖等。在許多大型建筑項目中，機電系統多且復雜，暖通管線設計十分復雜，而通過應用 BIM 技術不僅能實現各個項目之間的有效配合，還便于合理布置所有管線及機電設備，能夠顯著節約施工成本。在開展暖通工程設計工作前，需要提前設置并添加所需構件的屬性信息，這樣在后期設計中可直接使用，能大幅度提高設計效率。例如在借助 BIM 技術繪制風管系統時，可以提前將所需風管尺寸、類型、產品屬性、布管系統等信息添加進去。在水暖電工程各專業設計初步完成后，需要將建筑、結構、水暖電工程各專業 BIM 模型集中導入軟件平臺中，掌握各個專業設計信息并進行碰撞檢查，對所有可能出現施工沖突的點進行重點檢查，避免出現施工返工等問題。碰撞檢查后，根據檢查報告和暖通工程規范可以對模型中所有碰撞信息進行優化，有時為了滿足業主對建筑物凈高的要求，可以結合實際情況對管線的走向及平面位置做出適當的調整。

3.2 BIM 技術在施工階段的應用

BIM 技術在施工階段的應用價值主要體現在以下幾個方面：首先，采用 3D 模擬可直觀展現建筑立體效果，有利于提高設計質量。利用 BIM 技術可以將建筑的模型信息與施工流程直接與建筑設計模型、現場施工模型等進行融合，將施工場地布置信息、施工準備等進行集成，進而建立建筑施工的 4D 模型，有利于提高建設單位的認可度。其次，借助 BIM 技術對暖通工程施工進行合理規劃，可達到減少返工、節約資源的目的。建筑工程施工周期長，耗費的人力、物力多，如果在施工之前未能合理配置資源，那么就很難實現建筑施工的精細化管理。應用 BIM 技術可對施工環節、資源耗費等進行模擬，進而為建筑施工提供更精確的人力、物力、機械需求量，有利于建筑施工效益的提升。最后，針對暖通工程較為復雜的問題，利用 BIM 能夠有效整合建筑結構模型，各個專業實現協同布設，可以高效利用建設空間，提高凈空高度。同時，在設計過程中可以借助管線碰撞優化對暖通工程管線進行優化，讓各個工種之間有序施工、有效配合。在通過預制模型對復雜、異型管線進行虛擬分割后，輸出立體施工圖，有利于指導現場施工，提高施工效率。

3.3BIM 技術在管線綜合中的應用

將 BIM 技術應用到管線綜合設計的過程中，設計工具、設計模式可從傳統二維轉化為三維可視，在設計之初，建筑設計就可實現 3D 可視化、全專業可視化，設計內容也可全部按照實際場景進行布設，有利于指導施工。傳統建筑設計中建筑、結構、水、暖、電等需獨立設計，而在 BIM技術支持下則不再需要獨立設計，在設計階段即可做好暖通管線、設備的安裝設計工作，并體現在模型中，實現暖通管線的具體化。在管線綜合中采用 BIM 技術需要對建筑、各個專業系統進行綜合考慮，協調各個管線的排布，進而確定暖通設備的安裝位置，確保后期內容設計中不會出現大范圍的變動。例如在管線綜合施工圖設計中，可以基于BIM 技術查找、分析圖紙設計中管線可能存在的問題，判斷是否需要進行優化。如果初期設計圖紙管線布線無問題，那么就可以進入施工階段;如果出現管線綜合原則問題，那么就需要對設計進行優化、調整。

總結：

雖然目前在國內的暖通空調設計中，BIM尚未全面普及，但越來越多的建設方已開始不單單只關注建筑專業的BIM技術，謀求工程設計全專業BIM實施應用，正逐步成為一種趨勢。在暖通空調設計中，BIM技術的優勢體現在加強可視化、暴露設計中的問題、在合理的能源方案基礎上盡可能優化管線的設計、提升工作效率、提升專業間分工與合作溝通的容易程度，最終提高設計成果質量，減少施工階段的設計變更、洽商及返工，保證施工工期，節約項目總投資。

參考文獻：

[1]周小平.建筑信息模型（BIM）與建筑大數據[M].北京：科學出版社，2020.

[2]袁靚.BIM技術在正向設計項目中應用的難點分析[J].裝飾裝修天地，2020（13）：129-130.

[3]馬智亮.我國建筑施工行業BIM技術應用的現狀、問題及對策[J].中國勘察設計，2013（11）：394.

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