BIM新技術在暖通空調領域的應用

馬世云

中國市政工程西北設計研究院有限公司 甘肅蘭州 730000

1 BIM技術簡述

BIM技術是一種基于設計基礎上的現代化技術，通過BIM技術可以將設計模型三維化，可以更加立體地觀看到設計到各個方面。BIM技術具有很強的可視性，與傳統的設計圖紙相比，BIM技術具有更明顯的優勢，傳統的設計圖紙通過平面的設計來傳遞設計者的思想，工作人員便很難通過設計圖紙來對其設計外觀展開全面的想象，在設計人員與實施人員交接的過程當中，也很容易會出現偏差，最后造成設計結果與設計方案存在很大偏差。BIM技術可以有效地避免這一點，通過BIM技術的軟件讓設計者的設計理念和表象通過三維可視化的實物模擬來展示出來，讓設計更加立體更加直觀，便于施工人員對設計圖紙進行更深層次的理解。

BIM技術模型有一個很明顯的特點，即通過設計員工的設計建立起一個三維的模型，模擬出建筑物實體。通過建筑物實體的模擬，施工人員和設計師可以很好地了解到在施工過程中周圍環境會對施工進程產生的影響，從而做出針對性的改變，這就可以有效避免和解決周遭環境和突發事件對建筑的影響，同時也會通過三維的模型來解決一些傳統設計圖紙無法解決的問題和忽略的問題。

2 暖通空調技術分析

暖通空調的功能比較全面，綜合了取暖、通風、調溫等多種功能，暖通空調設備主要安裝在安裝在設有冬季供暖、夏季制冷的建筑物內或是車內，在對暖通空調系統進行設計時，需要綜合多種學科，比如熱力學、流體力學以及機械工程等等，暖通空調系統對于空氣以及溫度進行合理控制要求比較高，保證室內的溫度保持在最佳舒適度內。但由于暖通空調系統和設備在進行設計和安裝時存在的問題比較多，這就會影響暖通空調技術的發展，并對其功能造成一定的影響。

比如，空調的水循環問題在施工過程中比較常見，主要表現為水循環不暢。這一問題導致的原因在兩方面，第一是由于安裝之前工人需要提前清理好管道，但是一些施工人員忽略了這一步驟。第二是由于地下各種管道比較多，存在管道交叉的情況。管道交叉過多導致管網內存在較多氣囊，而氣囊則會干擾系統的循環運轉。

另外，在暖通空調投入使用后會出現結露的現象，在空調工作和后續使用過程中出現的結露情況主要原因有如下方面，第一，安裝過程中施工人員的相關操作并不規范。例如施工人員并沒有在吊架和風管分離安裝，包裹在保溫層內；第二，管道的材料和安裝并不過關，空調的一些保溫材料的厚度密度等參數和設計方案并不匹配；第三，空調安裝完成之后并沒有開展水壓試驗。這些問題的存在使得暖通空調雖然能為人們的生活帶來極大便利，并提高人們的生活質量，但也會加大維修成本，增加人們日常生活開支。除此之外，由于暖通空調使用的范圍比較廣，尤其是在公共區域，比如學校、澡堂以及大型廣場等，更是需要暖通空調來保證各建筑的正常運行。這就需要提高暖通空調的質量，為人們提供更優質的服務，并保證各大建筑場所的正常運轉。

3 BIM新技術在暖通空調領域的應用

3.1 在暖通空調設計領域中的應用

3.1.1 正向設計

在暖通空調設計階段，首要任務是應用BIM技術構建三維信息模型，為后續項目設計與施工等活動的開展提供明確參照，奠定良好的技術應用基礎。在這一環節，工作人員使用相應BIM軟件中的建模功能，根據項目設計需求構建三維模型。目前來看，在暖通空調工程中，需要構建設計模型和輔助模型，其中設計模型中又有四個視圖，即查看視圖用于校對審核、設計視圖用于專業設計、提資視圖用于給其他專業提資、出圖視圖用于對圖面進行整理標注，為后期導出圖紙做準備。輔助模型包括井道與機房的建立，被用于前期方案配合與提資建筑專業。

3.1.2 協同設計

當前部分設計單位對于BIM技術的應用理念較為滯后，仍停留于BIM1.0模式中，沒有正確認識到BIM技術的應用價值。因此，設計單位應及早轉變自身理念，積極學習BIM2.0應用模式，依托BIM設計平臺協調各專業開展設計工作，避免出現專業沖突等問題。在實際應用中，需著重關注視圖的處理，既可以通過工作集或者其他協同方式進行協作，也可以通過提資視圖進行各專業間相互提資，以滿足協同設計的要求。

基于信息關聯與集合特征，可以實時對暖通空調等專業的專業模型與設計圖紙進行修改，幫助設計人員全面掌握工程設計情況。例如在合圖會簽階段，可以把各專業模型進行鏈接，利用模型可視化的優勢，迅速找到設計方案中存在的錯漏和碰缺問題，輔助設計師進行設計的調改。

3.1.3 碰撞檢查

在暖通空調項目傳統建造模式中，暖通空調與土建、機電等專業有著密切聯系，且各專業間存在信息溝通不暢問題，時常出現專業設計沖突，影響到暖通空調設計方案的可行性。其中，尤以管線碰撞問題最為常見，暖通空調管道與建筑、結構以及其他專業管線存在軟硬碰撞情況，且部分碰撞問題不易被發現。因此，需要應用BIM技術開展碰撞檢查作業，將土建與機電等專業的設計方案及圖紙導入三維信息模型中，使用Revit或是ArchiCAD等軟件的碰撞檢查功能，快速查找三維信息模型中存在的碰撞點，生成碰撞檢查報告，在模型中標注碰撞點位并提供碰撞數據。碰撞檢查作業具體流程為：建立各專業的信息模型→模型審核及修改→系統自動開展碰撞檢查→對檢查結果進行復查→生成碰撞檢查報告。

3.2 在暖通空調施工領域中的應用

3.2.1 精確算量

BIM技術具有優異的數據處理性能，可以在短時間內自動完成龐大數據量的分流與運算分析任務，且BIM數據庫的數據粒度精確至構件級別，因此在暖通空調項目的施工預算與工程量統計等方面得到廣泛應用。例如在材料用量統計環節，BIM模型可以在短時間內快速統計各工序環節的材料用量，在其基礎上預測暖通空調項目的材料成本，為項目造價管理工作的開展提供依據。

3.2.2 模擬施工

為準確預測暖通空調項目施工情況，可選擇應用Naviousworks與Autodesk等軟件開展模擬施工試驗。基于暖通空調設計方案與已知信息資料，以動畫形式演示施工過程，準確預測暖通空調施工情況與可能出現的問題，如復雜構件預制加工過程、暖通空調設備安裝過程等。一方面可以幫助管理人員了解各類施工問題的出現概率與所造成的影響，通過調整施工方案或采取防治措施，預防施工問題的出現；另一方面還可以開展4D與5D模擬試驗，預測暖通空調項目的施工工期與造價成本，根據試驗結果對進度計劃與造價管理計劃進行動態化調整。

3.3 在暖通空調運維管理領域中的應用

隨著項目建設規模的擴大，以及設備構件數量的增多，將會持續產生龐大的數據量，并生成多種文件格式，且各類文件數據的儲存方式存在明顯差異，導致運維管理水平低下，人工記錄信息方式無法實時掌握系統運行情況，管理信息時效性不足。而應用BIM技術，以及構建BIM暖通空調系統運維管理平臺，可以憑借技術數據整合與三維可視化定位的特征，全面提高項目運維管理水平及效率。

在構建BIM暖通空調系統運維管理平臺時需要解決以下問題：①數據收集傳遞。從空間與時間等維度著手來搭建BIM數據庫，確保數據庫可以持續對系統在不同階段中所產生的信息加以采集，并在平臺中設置信息錄入、刪除與讀取等使用功能。②平臺功能擴展。考慮到在項目運維管理期間會出現突發問題，為切實滿足管理需求，要在平臺中預留升級優化空間，定期根據運維管理需求對平臺使用功能進行擴展。③信息安全。在平臺中采取信息加密技術，如密鑰技術與身份認證技術，以保證信息傳遞與儲存安全性。

此外，根據實際應用情況，BIM技術在系統運行管理與維修保護方面得到了廣泛應用。其中，在系統運行管理層面，BIM技術主要被用于可視化設備管理、設備運行控制、可視化安保及緊急預案管理等環節。以可視化設備管理為例，BIM數據庫可以持續采集暖通空調系統中各設備的實時運行數據，與設備保持穩定的通信聯系，并在屏幕中以可視化方式呈現設備運行狀況。而在維修保護層面，則被用于設備信息查詢、設備報修、計劃性維修等環節。

4 結語

綜上所述，在暖通空調項目中，企業必須正確認識BIM技術的應用價值，持續拓展技術應用方向，構建健全的BIM技術應用體系，以推動暖通空調事業信息化與數字化的發展。同時，企業也要注重BIM新技術的應用整體性、上下游信息傳遞性與前后關聯性，結合項目情況組合應用各項BIM新技術，確保各項技術優勢得到有效兼容與充分發揮。