BIM技術在暖通工程設計與施工中的應用

王廣倫

山東兗州建設總公司，山東 濟寧 272000

1 暖通工程設計與施工的特點

暖通在學科分類中的全稱為供熱供燃氣通風及空調工程，包括采暖、通風、空氣調節三個方面，從功能上說是建筑的一個組成部分。主要功能是通過控制建筑環境的控制和采取保障技術改善建筑內部熱濕環境和空氣品質。雖然暖通工程只是建筑結構的輔助工程，但是在整個建筑工程中發揮十分重要的作用。暖通工程的施工質量直接影響建筑物整體設備的安全運行、節能效果和投入使用后的舒適性、安全性。相比其他項目，暖通工程設計與施工具有許多不同的特點。

1.1 暖通工程線路復雜

在建筑設計與施工中，暖通工程中的管線繁多，質量要求高，是建筑設計中較復雜的一個部分。在設計過程中不僅要考慮管線與建筑之間的空間關系，同時也要兼顧管線的空間布局，不斷提高空間利用率。例如，傳統建筑暖通工程設計中采用二維圖呈現各個管線之間的位置關系。在后期施工中一旦出現管線碰撞、建筑設計發生變更等問題，那么已經設計好的暖通圖紙也必須隨之進行變更，甚至還會出現返工等問題，嚴重影響建筑設計與施工。

1.2 暖通工程設計需結合建筑特點

在暖通工程施工前期，如果僅依賴二維圖紙很難直接識別出暖通工程設計中存在的問題。尤其是管線復雜的暖通工程，在設計中必須結合建筑特點并進行實地調查，確保暖通工程設計方案合理、可行。一旦暖通項目設計與建筑結構類型匹配度出現偏差，必然會導致在施工過程中需進行調整，這不僅對建筑結構設計產生影響，而且會使暖通工程設計與施工重復工作，影響施工效率。

1.3 暖通工程管線設計要求高

建筑暖通工程施工中，管線設計要求較高，如果設計人員與施工人員缺少信息交流途徑，或者在技術交底中理解出現偏差，那么就會導致設計預期與施工成果出現偏差。例如設計中若存在施工空間利用不合理的情況，施工人員僅根據經驗進行施工，則極易出現項目停工、返工問題。因此，在暖通工程設計與施工中，如何借助BIM技術提升管線設計質量，減少施工過程中可能出現的返工、停工現象，成為目前急需解決的問題。

2 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。

3 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。

3.3 BIM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。

4 結束語

隨著城市化進程的發展，建筑行業也得到了迅速發展，成為我國經濟的支柱產業之一，帶動了其他行業的快速發展，而BIM技術的出現對于提升建筑行業質量、效率具有重要影響。在實際建設過程中可以將BIM技術應用至建筑的各個施工環節與整個生命周期，越來越多的企業也逐漸意識到BIM技術的應用優勢與價值。在暖通工程設計與施工過程中，積極使用BIM技術不僅能夠及時發現圖紙設計中可能存在的問題，進而提升施工效率，減少重復施工問題，而且對于提高建筑施工質量、確保施工的順利進行具有重要價值。