BIM技術(shù)在暖通空調(diào)技術(shù)中的應(yīng)用探析

馬凱明

中核國電漳州能源有限公司 福建 漳州 363300

在供熱暖風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際施工中，需要很高的技術(shù)水平。如果施工人員在施工中有所疏忽，則會(huì)埋下很大的安全隱患和質(zhì)量隱患，會(huì)對整個(gè)工程的運(yùn)行和使用效果帶來直接影響。因此，在施工前，建筑單位要確定關(guān)鍵技術(shù)，在工程施工前，要對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，進(jìn)而提高施工人員的質(zhì)量意識(shí)和安全意識(shí)。同時(shí)加強(qiáng)各種新技術(shù)的運(yùn)用。BIM技術(shù)應(yīng)用在暖通空調(diào)技術(shù)方面已經(jīng)卓有成效，不僅提升了暖通空調(diào)性能，同時(shí)也對建筑質(zhì)量及建筑物使用年限都起到了很大作用。

一、BIM 技術(shù)的概念以及特征

1 、概念

BIM技術(shù)主要是建筑信息模型，它主要是加入設(shè)計(jì)元素建構(gòu)基本元件，對其物理性質(zhì)及材料方面的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，并廣泛設(shè)置全面的建筑信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。而暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中的主要依據(jù)則來自于這個(gè)數(shù)據(jù)庫。另外，項(xiàng)目參與者將其工作插入進(jìn)去，則可以對數(shù)據(jù)庫的信息進(jìn)行編輯，并為數(shù)據(jù)庫的不同工作需求提供方便。不過，模型里的元件與模塊參數(shù)信息是組合在一起的，如果是單獨(dú)存在，會(huì)對現(xiàn)實(shí)構(gòu)造方案的可操作性造成一定影響，因此，需要將工作在空間及邏輯方面的關(guān)系平衡好。

2 、特征

其一是可視化特征。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，可以將3D及5D 虛擬的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為可視性的設(shè)計(jì)，同時(shí)還能對暖通工程中的狀況進(jìn)行預(yù)測。在實(shí)際施工中可以作為重要依據(jù)，還能對施工方案作進(jìn)一步改進(jìn)和提升，也可以適當(dāng)創(chuàng)新施工管理方式。同時(shí)，BIM技術(shù)的4D及5D可以將3D模型和時(shí)間的變化周期等方面有機(jī)結(jié)合，很好地為建筑業(yè)的供應(yīng)鏈提供服務(wù)。

其二，模擬化特征?；跀?shù)字建模的情形下，BIM技術(shù)能幫助設(shè)計(jì)人員找出施工方案中的缺陷，并讓施工方案變得更科學(xué)合理。

其三是可優(yōu)化特征。在應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，可以設(shè)置數(shù)據(jù)庫模型，以免設(shè)計(jì)模型有缺陷，這樣能讓設(shè)計(jì)質(zhì)量更有保障。其四是可出圖性特征。圖紙是最直觀的依據(jù)，也是工程施工中的重要依據(jù)。在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)有效應(yīng)用BIM技術(shù)，能讓2D模型轉(zhuǎn)為更直觀的多維模型，這種數(shù)據(jù)兼容性有效推進(jìn)了后續(xù)工作的進(jìn)一步發(fā)展。

二、BIM 技術(shù)應(yīng)用在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的重要性

1 、讓設(shè)計(jì)方案更加直觀

BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑領(lǐng)域具有重要意義。有效應(yīng)用BIM技術(shù)，能將建筑施工過程中龐大的信息數(shù)據(jù)量及記錄儲(chǔ)存在一個(gè)系統(tǒng)里，并形成較為直觀的建筑模型?；贐IM技術(shù)的這個(gè)特點(diǎn)，可以應(yīng)用于暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)中。在設(shè)計(jì)空調(diào)時(shí)，為了進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)參數(shù)的精確度和可靠性，目前，二維設(shè)計(jì)圖紙已與當(dāng)前暖通工程市場需求不相符合，一定程度上影響了當(dāng)前暖通設(shè)計(jì)的成圖效率。

2 、減小設(shè)計(jì)時(shí)間

傳統(tǒng)的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)花費(fèi)的時(shí)間較長，因?yàn)樵O(shè)計(jì)過程中，數(shù)據(jù)參數(shù)較為繁雜，且集成難度也很大。因此，空調(diào)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性存在一定的不足。應(yīng)用BIM技術(shù)，則可以將設(shè)計(jì)步驟有效集成，并且將設(shè)計(jì)時(shí)間大大縮短。在一些特殊的應(yīng)用中，BIM3D成像技術(shù)則能規(guī)避映射，并且在成像時(shí)能有效提升成像效果，預(yù)防其他狀況的發(fā)生。而且設(shè)計(jì)效率跟原來相比，有了很大提升，將設(shè)計(jì)時(shí)間大大降低。

3 、降低返工的可能性

在設(shè)計(jì)暖通期間，總會(huì)存在諸多不足之處，因此，經(jīng)常在后期出現(xiàn)設(shè)計(jì)返工現(xiàn)象。應(yīng)用BIM技術(shù)則能對設(shè)計(jì)方案的實(shí)施有進(jìn)一步的提高和完善，最大程度減少了返工現(xiàn)象，同時(shí)將暖通空調(diào)設(shè)計(jì)變得更美觀。對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，主要原因是設(shè)計(jì)方案在技術(shù)方面還存在許多不足，同時(shí)，設(shè)計(jì)方案還不能滿足現(xiàn)階段市場需求，設(shè)計(jì)方案投入成本很大等。而應(yīng)用BIM技術(shù)，則可以對設(shè)計(jì)過程進(jìn)行科學(xué)管控，規(guī)避這些不良現(xiàn)象的發(fā)生。BIM技術(shù)最重要的技術(shù)是3D成像。3D成像可以消除設(shè)計(jì)方面不合理的地方，并且依據(jù)成像技術(shù)的原則進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)暖風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)過程中的不科學(xué)的地方，可以及時(shí)更正和進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案。

三、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的 BIM 技術(shù)應(yīng)用分析

1 、提高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的精確性

在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式是在圖紙上直接畫出系統(tǒng)的分解圖，并在圖紙上直接標(biāo)注管材型號及系統(tǒng)參數(shù)。這種設(shè)計(jì)方式理解難度很大，很容易在施工中出現(xiàn)失誤，這樣也會(huì)讓系統(tǒng)的運(yùn)行效率大打折扣，甚至?xí)硐到y(tǒng)故障，也給工程資金預(yù)算及工程造價(jià)工作帶來一些困難。

在設(shè)計(jì)階段使用BIM技術(shù)，能將設(shè)計(jì)的透視性及精準(zhǔn)度進(jìn)行優(yōu)化，最大程度減少施工中的誤差問題，并讓施工人員能以更直觀的方式理解設(shè)計(jì)方案的涵義，有效提升工作效率。在設(shè)計(jì)前期準(zhǔn)備階段，先輸入各項(xiàng)參數(shù)建構(gòu)3D模型，讓施工人員了解各參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)而能精確定位各零部件的位置，將設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步強(qiáng)化，以此促進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。同時(shí)，管理人員也要應(yīng)用BIM技術(shù)建構(gòu)信息化管理平臺(tái)，對工程的信息化管理進(jìn)一步加強(qiáng)，能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中存在的問題，并迅速給出處理方案，將施工質(zhì)量有效提升。

另外，讓設(shè)計(jì)變得更為合理，能有效監(jiān)督工程施工階段的工作進(jìn)程，確保施工人員以更專業(yè)的態(tài)度來投入工作，盡量減少工作中的失誤。同時(shí)還能讓管理人員工作效率大大提高，讓管理效力進(jìn)一步加強(qiáng)。

2 、加強(qiáng)對風(fēng)管的建模

建筑施工中，制作風(fēng)管和安裝風(fēng)管是工程施工的基礎(chǔ)性工作。相關(guān)技術(shù)人員一般采取機(jī)械與手工制作相結(jié)合的方法，依照設(shè)計(jì)圖紙，并綜合傳統(tǒng)施工中各線路之間的交叉情況，制定出更標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)管。在制作中，為了方便風(fēng)管后期安裝工作，一般都是將吊架等制作工作同步進(jìn)行。

在對風(fēng)管進(jìn)行建模時(shí)，可以利用BIM技術(shù)，建立與暖通空調(diào)有關(guān)的機(jī)械功能。譬如，建立HAVC系統(tǒng)來科學(xué)配置暖通空調(diào)的風(fēng)管系統(tǒng)，并進(jìn)一步優(yōu)化暖通風(fēng)管模型設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程，BIM技術(shù)能有效調(diào)整風(fēng)管的安裝位置，并確保風(fēng)管位置的科學(xué)性。同時(shí)還可以利用庫里模型來調(diào)整與改進(jìn)系統(tǒng)。這是目前較先進(jìn)的技術(shù)方法，被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)計(jì)配件工作中。在設(shè)計(jì)風(fēng)管模型時(shí)，一定要依照暖通空調(diào)行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行科學(xué)合理化設(shè)計(jì)，確保風(fēng)管的安全性能。但在設(shè)計(jì)時(shí)也要根據(jù)具體工程實(shí)際來進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。譬如，魯班、天正等行業(yè)的風(fēng)管尺寸，比其他型號的風(fēng)管尺寸要大，占據(jù)的空間也更多。在利用這些來設(shè)計(jì)安裝時(shí)，一定要確保風(fēng)管不會(huì)對建筑帶來頂撞破壞。為了解決這個(gè)問題，可以利用BIM技術(shù)預(yù)先對建筑物的空間及風(fēng)管的長度來作建模分析，確保風(fēng)管長度在建筑空間范圍內(nèi)，盡量減少風(fēng)管對建筑物帶來損壞，確保建筑物的安全問題。

3 、BIM 技術(shù)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)對比的優(yōu)越性

跟傳統(tǒng)的二維圖紙比起來，BIM技術(shù)則直觀性更強(qiáng)，并且透視性也較強(qiáng)，能為施工人員提供更高效的參考依據(jù)，可以讓施工人員提高工作效率，減少安裝時(shí)間，更快地完成安裝工作。跟傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，BIM技術(shù)應(yīng)用在高效暖通空調(diào)設(shè)備方面的優(yōu)越性更高。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)對比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢。

3.1 繪制手段

BIM技術(shù)跟傳統(tǒng)繪制手段相比，首先在設(shè)計(jì)方案的繪制上面區(qū)別很明顯。應(yīng)用傳統(tǒng)的方式來設(shè)計(jì)安裝圖案時(shí)，其要利用文字或標(biāo)識(shí)來對管道的長度、粗細(xì)程度作認(rèn)真記錄，并作好區(qū)分。施工人員在研究設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，難度比較大，還會(huì)出現(xiàn)暖通設(shè)計(jì)與管道線路交錯(cuò)不清的情況，給暖通設(shè)備的性能帶來很大影響。而利用BIM技術(shù)來設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，則很直觀，比較好懂，同時(shí)可以對管道的線路進(jìn)行全面排查，讓設(shè)計(jì)方案更立體。讓施工人員可以在可視化的設(shè)計(jì)方案下開展工作，以此促進(jìn)施工工作效率的有效提升，確保施工進(jìn)程。

3.2 表達(dá)方式

二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)跟BIM技術(shù)對比起來，BIM技術(shù)在表達(dá)方式上優(yōu)越性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案采取的是線條堆積的形式，或者利用投影來對設(shè)備閥門、輪廓、管道等進(jìn)行投影描繪，并利用標(biāo)尺等數(shù)據(jù)來進(jìn)行標(biāo)注，以保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。這個(gè)設(shè)計(jì)過程很復(fù)雜，需要很強(qiáng)的技術(shù)能力。而應(yīng)用BIM技術(shù)則只需要利用系統(tǒng)則可以計(jì)算出精確度很高的數(shù)據(jù)，并以數(shù)據(jù)作為依據(jù)，建構(gòu)出三維模型及設(shè)備的總體模型，這樣就給相關(guān)設(shè)計(jì)人員及安裝人員帶來了很大的方便。同時(shí)也在很大程度上節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間及安裝時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)時(shí)間。另外，BIM技術(shù)也能更直觀地將設(shè)計(jì)模型及建筑物的基本構(gòu)造更直觀地呈現(xiàn)出來，并且讓各個(gè)細(xì)節(jié)更具體，進(jìn)一步保障了暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的科學(xué)化及可行性。

3.3 效率方面

傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖紙只是以線條的形式將建筑物以圖案的形式進(jìn)行展現(xiàn)。這種展現(xiàn)方式較傳統(tǒng)，存在很大的局限性。施工人員在施工過程中需要花費(fèi)大量時(shí)間來整理設(shè)計(jì)圖紙，只能借助實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來對暖通空調(diào)設(shè)備進(jìn)行規(guī)劃。而借助實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的想象則很大程度上依賴于工作人員的技能水平與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并且較為抽象，且具有一定的主觀性，常常會(huì)讓設(shè)計(jì)與施工方案之間存在較大偏差。另外還會(huì)將施工周期延長，也降低了施工工作效率。而在設(shè)計(jì)過程中使用BIM技術(shù)來建立3D模型，則能讓施工人員直觀地掌握工程各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，并可以讓施工人員在施工中直接以可視化的設(shè)計(jì)方案來進(jìn)行安裝，很大程度上降低了施工時(shí)間，提高了施工工作效率及設(shè)計(jì)工作效率。

通過利用二維圖紙來設(shè)計(jì)方案與利用BIM技術(shù)來設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)在對暖通空調(diào)籬工及設(shè)計(jì)中，應(yīng)用BIM技術(shù)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，它不僅能大大降低設(shè)計(jì)時(shí)間，而且還大大縮減了施工及安裝時(shí)間，并且設(shè)計(jì)也更科學(xué)合理，有效提升了暖通空調(diào)的質(zhì)量，可以讓暖通空調(diào)為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

結(jié)語

總之，在對暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，有效應(yīng)用BIM技術(shù)來建立3D甚至5D模型，這樣可以對每個(gè)模塊進(jìn)行更直觀的分析。同時(shí)，BIM技術(shù)還可以應(yīng)用在熱冷源設(shè)計(jì)及施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)等許多方面，以進(jìn)一步對暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)質(zhì)量提供更可靠的保障。這樣也與當(dāng)前建筑領(lǐng)域的發(fā)展趨勢相一致。由于BIM技術(shù)的優(yōu)越性，其被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，相信在未來，將會(huì)更廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方面，進(jìn)而為暖通空調(diào)設(shè)計(jì)起到更重要的作用。