BIM技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝施工中的應(yīng)用

趙友軍

（北京京投興檀房地產(chǎn)有限公司 北京 101500）

前言

現(xiàn)階段，人們對(duì)建筑行業(yè)的要求越來(lái)越高，建筑行業(yè)也在不斷開(kāi)發(fā)新的技術(shù)來(lái)減少暖通空調(diào)的能源損耗。BIM技術(shù)作為一種建筑信息模型技術(shù)，對(duì)暖通空調(diào)的安裝施工有著重要作用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，人們也越來(lái)越重視暖通空調(diào)能源耗費(fèi)的問(wèn)題，因此，相關(guān)施工人員在暖通空調(diào)的安裝過(guò)程中積極應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)降低能源消耗，提高施工水平，加大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是一種建筑信息模型技術(shù)。BIM技術(shù)以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，并且與各種建筑工程相關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)相結(jié)合。工程設(shè)計(jì)、建筑施工以及工程管理等多個(gè)領(lǐng)域都應(yīng)用了BIM技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)減少建筑成本，提高工程效率有著重要作用。與此同時(shí)，BIM技術(shù)比CAD制圖技術(shù)和建模技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢(shì)因此得到了建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

BIM技術(shù)具有明顯的信息集成化的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)和信息收集的過(guò)程中，信息模型為信息集成提供了很大的便利。從建筑信息模型的角度來(lái)說(shuō)，這一模型這使得各個(gè)工序的設(shè)計(jì)人員都能參與到設(shè)計(jì)過(guò)程中，加強(qiáng)了各個(gè)工序之間的聯(lián)系性，為工程設(shè)計(jì)過(guò)程的集成化提供了保障。BIM技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)資料更加豐富，提高了建筑工程處理的科學(xué)合理性。BIM技術(shù)充分應(yīng)用三維模型技術(shù)，為協(xié)同設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的知識(shí)，縮短了設(shè)計(jì)周期，減少了成本投入，明顯提高了設(shè)計(jì)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

2 在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)是一種貫穿于工程建設(shè)生命周期的技術(shù)模式，可以有效提高工程建設(shè)管理水平，提升整體工程經(jīng)濟(jì)效益，與機(jī)房現(xiàn)場(chǎng)安裝相比，可以提升安裝效果。一般來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)在施工階段的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 三維渲染

可以直觀演示三維效果，將信息模型和三維建筑集成到建筑物施工信息系統(tǒng)中，根據(jù)建筑平面圖提供的信息，能夠直觀顯示管道位置和大型設(shè)備的布置情況以及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的施工潛存問(wèn)題，并對(duì)施工方案和施工順序進(jìn)行4D仿真，比較和選擇不同施工體系。三維渲染的內(nèi)置信息模型能夠有效提高渲染效率，為業(yè)主提供更直觀的三維顯示，進(jìn)而促進(jìn)施工單位測(cè)量的準(zhǔn)確性。

2.2 計(jì)算精度高

通過(guò)建立與6D相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)和BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，可以快速、準(zhǔn)確地計(jì)算工程量，為工程建設(shè)管理提供所需信息，有效提高工程建設(shè)管理質(zhì)量和效率。同時(shí)，利用BIM模型計(jì)算材料設(shè)備消耗，能夠控制和預(yù)測(cè)成本。

2.3 減少浪費(fèi)

在工程施工期間，如果無(wú)法快速準(zhǔn)確地獲取大量工程數(shù)據(jù)來(lái)規(guī)劃和整合資源配置，就會(huì)導(dǎo)致施工難度變大，而IBM技術(shù)的出現(xiàn)可以使施工企業(yè)快速、準(zhǔn)確地獲取施工現(xiàn)場(chǎng)第一手?jǐn)?shù)據(jù)信息。BIM技術(shù)在暖通施工中可以模擬整個(gè)過(guò)程，包括工程建設(shè)中的勞動(dòng)力、機(jī)械、材料、項(xiàng)目規(guī)劃、成本預(yù)算和場(chǎng)地布置等，通過(guò)動(dòng)態(tài)演示的方式，模擬整體施工的全過(guò)程，在模擬過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)施工預(yù)期效果以及施工中可能存在的問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題分析后進(jìn)行設(shè)備的選型及布置，建立預(yù)加工模型進(jìn)行虛擬分割，形成預(yù)加工輸出三維構(gòu)件加工圖和安裝圖，在提升施工效率的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。BIM最直觀的特點(diǎn)是三維可視化，在項(xiàng)目初始階段，可以使用3D技術(shù)對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行碰撞檢查，有效減少管道系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中的碰撞，提高設(shè)計(jì)方案的可操作性。同時(shí)也可以從建筑空間上進(jìn)行高效的超限操作，并根據(jù)施工進(jìn)度對(duì)人力資源和環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，充分了解項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度，如果出現(xiàn)質(zhì)量、進(jìn)度、成本等問(wèn)題，則可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的成本管控，進(jìn)而提高建設(shè)項(xiàng)目的管控能力[2]。

3 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝中的具體應(yīng)用

某辦公實(shí)驗(yàn)樓項(xiàng)目建筑高度為24 m，地上6層，地下1層，總建筑面積為10 000 m2，地上主要用于辦公室和展廳，地下為實(shí)驗(yàn)室與停車場(chǎng)。因所選項(xiàng)目暖通施工內(nèi)容繁雜，本次分析只針對(duì)暖通專業(yè)通管與水管進(jìn)行。該項(xiàng)目BIM應(yīng)用要點(diǎn)如下：

3.1 管線綜合深化設(shè)計(jì)

3.1.1 導(dǎo)出暖通專業(yè)設(shè)計(jì)模型文件，保存為NWC格式文件，打開(kāi)Navisworks操作界面與附加的NWC文件。

3.1.2 采取適宜的配色基調(diào)方法，為建筑模型進(jìn)行著色，如圖1所示。該工程應(yīng)用漫游展示軟件Fuzor與Revit對(duì)接，導(dǎo)入三維模型，多維度查看各構(gòu)件屬性，全面掌握項(xiàng)目結(jié)構(gòu)與特征信息，對(duì)錯(cuò)漏問(wèn)題進(jìn)行排查，論證給排水、暖通、電氣專業(yè)管線布設(shè)的合理性。

圖1 建筑信息模型整合并著色

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

3.1.4 應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)各專業(yè)模型進(jìn)行整合，有效指導(dǎo)管線綜合整理。該工程技術(shù)人員先將BIM模型導(dǎo)入Navisworks，在Navisworks進(jìn)行碰撞檢查，并對(duì)碰撞進(jìn)行分門別類，自動(dòng)生成碰撞報(bào)告，依此對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，BIM信息管理系統(tǒng)詳細(xì)記錄了所有碰撞點(diǎn)信息，每一個(gè)碰撞點(diǎn)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(diǎn)，以減少碰撞問(wèn)題發(fā)生的可能性，該工程優(yōu)化率如表1所示[3]。此外，技術(shù)人員對(duì)優(yōu)化后的三維模型進(jìn)行尺寸標(biāo)注，導(dǎo)出CAD圖，提交給施工管理負(fù)責(zé)人，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

表1 BIM模型優(yōu)化前后碰撞數(shù)量統(tǒng)計(jì)

3.2 在施工管理中的應(yīng)用

3.2.13 D渲染設(shè)計(jì)方案

該工程采用BIM技術(shù)將二維模面設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，對(duì)實(shí)體材質(zhì)進(jìn)行渲染，保證建筑模型信息的客觀真實(shí)。同時(shí)，在施工前進(jìn)行三維技術(shù)交底，明確施工質(zhì)量管控要求，并參照實(shí)體三維模型與施工模面圖指導(dǎo)施工。但因該建筑空間較為復(fù)雜，需多維度觀察模型，確定管線的走向和作業(yè)流程，后組織暖通設(shè)備安裝。

3.2.2 模擬施工過(guò)程

該工程利用Navisworks軟件模擬項(xiàng)目施工過(guò)程，在正式施工前對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)原有工序，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)安裝任務(wù)。對(duì)此，施工單位先編制了施工進(jìn)度計(jì)劃，將其導(dǎo)入信息管理平臺(tái)，將三維模型中構(gòu)件與施工進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，確保三維模型與施工進(jìn)度協(xié)同目的的實(shí)現(xiàn)。管理人員可隨時(shí)查看工期計(jì)劃，針對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際進(jìn)度偏差進(jìn)行分析，并明確偏差成因，優(yōu)化施工方案，自動(dòng)生成施工資源曲線，快速掌握施工資源配置情況，為施工現(xiàn)場(chǎng)的精細(xì)化管理奠定基礎(chǔ)[4]。

3.2.3 統(tǒng)計(jì)施工材料

工程量統(tǒng)計(jì)與管理是實(shí)現(xiàn)工程成本有效管控的基礎(chǔ)，而BIM模型中涵蓋工程項(xiàng)目的各項(xiàng)信息，可反饋施工實(shí)際狀態(tài)，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行精確統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工程量信息與不同施工階段的同步關(guān)聯(lián)。該項(xiàng)目中各管件、管道與設(shè)備均按照規(guī)定要求進(jìn)行三維實(shí)體建模。在各施工階段，利用Revit中明細(xì)表的族功能，按照應(yīng)用階段的不同創(chuàng)建明細(xì)表視圖樣板，生成相匹配的明細(xì)表，保存對(duì)電子表格，支持文件編輯、篩選、過(guò)濾與隨時(shí)導(dǎo)出。對(duì)此，施工單位能精確統(tǒng)計(jì)施工所需材料使用量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用是建筑工程管理的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的必要手段，適用于施工內(nèi)容繁雜、材料設(shè)備類型眾多的工程項(xiàng)目。本文以暖通工程為例，就BIM技術(shù)在暖通施工中應(yīng)用的必要性進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)例對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，論證BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于暖通施工質(zhì)量、進(jìn)度與成本管理有所助益。同時(shí)，作為管理人員，可通過(guò)BIM模型或管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工程信息的集成化管理，基于工程信息獲取與分析對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行全壽命周期監(jiān)控，以促進(jìn)暖通工程的發(fā)展與進(jìn)步。