BIM技術在暖通空調系統安裝施工中的應用

趙友軍

（北京京投興檀房地產有限公司 北京 101500）

前言

現階段，人們對建筑行業的要求越來越高，建筑行業也在不斷開發新的技術來減少暖通空調的能源損耗。BIM技術作為一種建筑信息模型技術，對暖通空調的安裝施工有著重要作用。隨著人們環保意識的逐漸增強，人們也越來越重視暖通空調能源耗費的問題，因此，相關施工人員在暖通空調的安裝過程中積極應用BIM技術來降低能源消耗，提高施工水平，加大經濟效益和社會效益。

1 BIM技術的概念

BIM技術是一種建筑信息模型技術。BIM技術以三維數字技術為基礎，并且與各種建筑工程相關項目數據相結合。工程設計、建筑施工以及工程管理等多個領域都應用了BIM技術，該項技術對減少建筑成本，提高工程效率有著重要作用。與此同時，BIM技術比CAD制圖技術和建模技術具有更明顯的優勢因此得到了建筑領域的廣泛應用。

BIM技術具有明顯的信息集成化的特點。在設計和信息收集的過程中，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說，這一模型這使得各個工序的設計人員都能參與到設計過程中，加強了各個工序之間的聯系性，為工程設計過程的集成化提供了保障。BIM技術的應用使得數據資料更加豐富，提高了建筑工程處理的科學合理性。BIM技術充分應用三維模型技術，為協同設計提供了強有力的知識，縮短了設計周期，減少了成本投入，明顯提高了設計過程中的經濟效益[1]。

2 在暖通空調系統中應用BIM技術的優勢

BIM技術是一種貫穿于工程建設生命周期的技術模式，可以有效提高工程建設管理水平，提升整體工程經濟效益，與機房現場安裝相比，可以提升安裝效果。一般來說，BIM技術在施工階段的價值主要體現在以下幾個方面：

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中，根據建筑平面圖提供的信息，能夠直觀顯示管道位置和大型設備的布置情況以及復雜節點的施工潛存問題，并對施工方案和施工順序進行4D仿真，比較和選擇不同施工體系。三維渲染的內置信息模型能夠有效提高渲染效率，為業主提供更直觀的三維顯示，進而促進施工單位測量的準確性。

2.2 計算精度高

通過建立與6D相關的數據庫和BIM數據庫，可以快速、準確地計算工程量，為工程建設管理提供所需信息，有效提高工程建設管理質量和效率。同時，利用BIM模型計算材料設備消耗，能夠控制和預測成本。

2.3 減少浪費

在工程施工期間，如果無法快速準確地獲取大量工程數據來規劃和整合資源配置，就會導致施工難度變大，而IBM技術的出現可以使施工企業快速、準確地獲取施工現場第一手數據信息。BIM技術在暖通施工中可以模擬整個過程，包括工程建設中的勞動力、機械、材料、項目規劃、成本預算和場地布置等，通過動態演示的方式，模擬整體施工的全過程，在模擬過程中可以發現施工預期效果以及施工中可能存在的問題，針對問題分析后進行設備的選型及布置，建立預加工模型進行虛擬分割，形成預加工輸出三維構件加工圖和安裝圖，在提升施工效率的同時，可以實現指導現場施工。BIM最直觀的特點是三維可視化，在項目初始階段，可以使用3D技術對管道系統進行碰撞檢查，有效減少管道系統在設計和施工過程中的碰撞，提高設計方案的可操作性。同時也可以從建筑空間上進行高效的超限操作，并根據施工進度對人力資源和環境進行評價，充分了解項目實施進度，如果出現質量、進度、成本等問題，則可以進行動態的成本管控，進而提高建設項目的管控能力[2]。

3 BIM技術在暖通空調系統安裝中的具體應用

某辦公實驗樓項目建筑高度為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

3.1.1 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。

3.1.2 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。

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。

3.1.4 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。

表1 BIM模型優化前后碰撞數量統計

3.2 在施工管理中的應用

3.2.13 D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。

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[4]。

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。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。