BIM技術在暖通施工中的應用分析

郭棟斌

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

暖通系統包括供熱通風與空調系統等，對技術要求較高，為此，施工單位需做好前期設計工作，應用BIM技術輔助設計，模擬施工現場，構建相應模型，實現對具體管線或構件安裝位置、尺寸等準確定位。在施工中，因暖通系統涉及的設備類型較多，數量較大，管線交錯，施工管控難度較高。對此，需充分應用BIM技術的模型構建等功能模塊，確保暖通設備的性能與使用年限。

1 BIM技術概述

所謂BIM技術是指一種可用于建筑設計、管理等一系列數字化管理的信息系統，該技術適用于建筑工程集成管理環境，為工程建設創造更加優質的管理環境，在降低風險的同時提高工作效率[1]。BIM技術將建筑物信息模型與建筑工程的管理行為模型有效融合，實現對建筑全生命周期的集成化管理。在暖通施工中，BIM技術可四維模擬實際施工狀況，在前期設計階段預測后期施工中可能會出現的各類問題，例如通過碰撞測試對電氣、建筑、給排水等給系統進行準確的空間定位，解決施工中各專業間的項目，為施工作業提供指導依據，以提高暖通施工方案的可行性，同時也實現對資源的合理配置，有助于工程效益的提高。

2 BIM技術在暖通施工中應用的必要性

暖通施工特點如下：①涉及范圍廣，暖通工程包括供暖系統、空調系統、通風系統、防排煙系統等；②需多專業協調配合，因暖通施工復雜，需由暖通、給排水、消防、電氣等專業相互協調，避免施工空間及時間錨段；③技術要求高，隨著建筑工程使用功能的日益豐富，暖通施工難度提升，而大型設備的運輸、安裝、調試與運營均需要采用科學化的管理手段，明確各細節的構件參數、技術參數；④施工周期長，暖通施工持續時間長，產生的工程信息量較大，需應用及信息集成管理技術進行整合梳理，為施工管理決策提供依據。

為提高暖通工程生產效率，需積極應用BIM技術。傳統暖通施工，多由技術人員對專業管線先進行綜合排布，確定方案，再由施工現場作業人員對管線進行加工與安裝。但施工現場人員復雜，流動性較大，各專業管線相互交錯，施工效率低。采用BIM軟件可對管線進行合理布設，實現暖通專業的深化設計，并推動裝配式構件的生產與安裝。應用流程如下：先根據設計圖紙采用Revit建模軟件構建BIM模型，再將模型導入Navisworks施工模擬軟件中進行碰撞測試，輸出碰撞報告，細化原有設計圖紙中發生碰撞的具體位置與類型，后進行修改[2]。

3 暖通空調施工中BIM技術的應用要點分析

某辦公實驗樓項目建筑高度為24m，地上6層，地下1層，總建筑面積為10000m2，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容繁雜，本次分析只針對暖通專業通管與水管進行。該項目BIM應用要點如下：

3.1 管線綜合深化設計

（1）導出暖通專業設計模型文件，保存為NWC格式文件，打開Navisworks操作界面與附加的NWC文件。

（2）采取適宜的配色基調方法，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，多維度查看各構件屬性，全面掌握項目結構與特征信息，對錯漏問題進行排查，論證給排水、暖通、電氣專業管線布設的合理性。

（3）為方便施工管控，可任意調取模型部件，需采取差異化管理策略，對暖通系統中各管件的安裝位置與具體型號。

表1 BIM模型優化前后碰撞數量統計

圖1 建筑信息模型整合并著色

（4）應用BIM技術對各專業模型進行整合，有效指導管線綜合整理。該工程技術人員先將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化。同時，BIM信息管理系統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，以減少碰撞問題發生的可能性，該工程優化率如表1所示[3]。此外，技術人員對優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，指導現場作業。

3.2 在施工管理中的應用

3.2.1 3D渲染設計方案

該工程采用BIM技術將二維模面設計轉變為三維模型，對實體材質進行渲染，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交底，明確施工質量管控要求，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流程，后組織暖通設備安裝[4]。

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整，調節原有工序，協調各系統安裝任務。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，將三維模型中構件與施工進度計劃相關聯，確保三維模型與施工進度協同目的的實現。管理人員可隨時查看工期計劃，針對關鍵節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，為施工現場的精細化管理奠定基礎[5]。

3.2.3統計施工材料

工程量統計與管理是實現工程成本有效管控的基礎，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，對構件進行精確統計，實現工程量信息與不同施工階段的同步關聯[6]。該項目中各管件、管道與設備均按照規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，施工單位能精確統計施工所需材料使用量。

4 結語

綜上所述，BIM技術的科學應用是建筑工程管理的現代化轉型的必要手段，適用于施工內容繁雜、材料設備類型眾多的工程項目。本文以暖通工程為例，就BIM技術在暖通施工中應用的必要性進行分析，結合實例對BIM技術應用要點進行總結，論證BIM技術應用優勢，對于暖通施工質量、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控，以促進暖通工程的發展與進步。