基于BIM技術對暖通空調施工過程中的管控

戴 麗

上海建筑設計研究院 上海 201204

1 BIM技術在暖通空調施工中的意義

由于人口持續增加，能源的消耗量也在增加。所以，在這個大的背景下，建筑企業的環保節能觀念也得到了廣泛的傳播，但是，在實際的施工中，如果技術人員還停留在傳統的施工方法上，那么就無法達到環保節能的目標。在這樣的背景下，BIM技術應運而出，為設計師們在環保節能方面的發展提供了新的途徑。BIM技術的運用，不但使系統的工作效率得到了極大的改善，同時也實現了綠色節能的理念。在實施暖通空調項目時，可以利用BIM技術對項目進行準確的分析，同時利用BIM技術進行模型化，大大縮短了施工周期。

表1 BIM技術在工程中應用的特點

1.1 有效控制暖通空調施工的成本

在任何一項工程中，最關鍵的問題是如何有效地控制工程造價。暖通空調施工中，利用BIM技術，可以在工程實施前，對施工現場進行仿真。在這個過程中，管理者可以充分的掌握各種材料的使用情況，從而準確地進行預處理，從而有效地防止了資源的浪費。另外，因為BIM技術，所有的建筑工人都必須嚴格遵守施工進度，減少了以前的施工作業，減少了施工作業的次數，從而達到了真正的成本控制[1]。

1.2 優化空調組裝模式

BIM技術的諸多優勢中最突出的就是其能夠將數據化轉為模型化，突出表現其價值，利用BIM技術構建的數據模型，可以保證數據的準確性，而且還可以讓技術人員獲取更加準確的數據，讓工程師們在進行下一步的裝配工作時，可以更好的控制管道中水的質量以及冷卻問題，從而保證空調系統的運行質量。另外，在真正的施工過程中總會受到周圍建筑環境的限制，很多數據的獲取都沒有辦法達到精準，導致施工總會出現一些問題。但自從有了BIM技術構建的數字化模型，對建筑材料進行分析，確保建筑材料達到一定的要求后，才能進行具體的施工，這樣才能保證工程的質量。

1.3 重視暖通空調的施工和管理工作

BIM技術的應用，為暖通空調工程的施工和管理提供了重要的參考資料。因此，在暖通空調工程中，技術人員和建筑工人可以將BIM技術運用到工程中，從而提高工程建設的質量和管理水平，從而提高工程的管理水平，從而提高工程的運行效率。

據全國電力部門反饋，各行各業中建筑行業的耗電量占據全國總能耗的40.0%，而整個行業中最耗費電能的就是暖通空調。因此，在環保注意的要求下，為了實現節能減排這一目標，暖通空調的設計與安裝就需要從新規劃，從各個環節中進行能源的節省，從而達到降低能耗的目的。在城市化不斷推進的今天，大部分建筑物都具有復雜性，管線布置更是復雜，這也是能耗高的原因之一。在2015年為了推進節能減排任務，國內的眾多工程師決定將管線布局問題進行重新的調整，這就是在這樣的背景下，設計師BIM技術的優勢特征用在了建筑行業中來。采用模型與數據的結合形式，將所有可視化的數據以真實的模型形象展現出來，將建筑各個模塊中可能出現的優化條件都表列出來，實現了傳統與現代的對比，解決了管線設計無法優化的難題。從此，提高工程建設的質量[2]。

2 基于BIM技術對暖通空調施工過程中的管控

2.1 運行管理

隨著BIM技術與網絡技術的融合，暖通空調系統運行與管理進入了一個全新的時代。利用BIM進行網絡管理，對暖通空調的各個的布置、安裝與運行都做到了最佳的控制，在調節溫度，控制設備等方面都得到便捷化，特別是在可視化的基礎上，降低了生產成本，達到節能減排的目標。

2.1.1 設備信息的可視化管理

由于暖通空調的安裝與管控都需要大量的數據，但是傳統的管控形勢數據具有不易查詢等原因，很多公司都在嘗試通過紙質的形式進行數據存儲，而BIM技術、網絡等技術的普及，對企業來說無疑是最好的選擇。它不僅可以根據客戶的需求，將數據存儲起來更方便、更快捷，可以將設計、施工、維護的全部數據輸入到RFID的標簽中，并根據客戶的需求，添加到相應的設備操作參數和定時提醒功能，并與BIM的三維建模系統相結合，實現快速查閱、精確定位、定期維護等功能。

圖1 暖通空調施工成果可視化流程

數據可視化管理對施工過程起到了積極作用。工程詳細結構可視化處理后既能夠保證項目成果的產出有足夠的資料支持。又能夠通過對暖通空調系統，對所有的想調控的數據進行統一的處理。將工程資料與已建好的工程三維模型進行比對，并在此基礎上自動識別出與工程資料不能有效地銜接的資料，并通過可視化的方式，對工程量和工程資料進行修正。以此，來達到施工管控的目的。可視化調試后，想要查看任意斷面的結果，就可以截取其中一個斷面。特別是在某些大型的暖通項目中，采用可視化的演示形式，可以節省很多的工期和管理時間。

2.1.2 可視化設備監控、查詢、定位管理

傳統的運營管理方式，設備難以做到精確的定位，而BIM技術和網絡技術的結合，就能輕易地解決這一問題?，F代空調供暖系統的運營管理是以BIM技術為基礎，將所有的房間與空間進行了分區，并在各個分區上做了細致的標識。該系統能夠根據維護人員的手機，采集設備的位置和各項指標，在監控中心的全程監控下，可以與改層面的技術指導進行協作，實現實時監控，隨時查詢，方便定位的功能。

監控：以BIM技術為基礎的設備信息系統，可以徹底地替代目前的監控和錄像，它能完整地記錄整個設備的壽命。與前期設計人員、安裝人員的資料輸入、維護人員的標識與定位系統相結合，可以掌握資產從設計到施工到運營的全部情況，同時還可以進行智能化的歸類，便于查詢。當發現沒有標識牌的員工移動或停車時，監控中心會發出警報，并自動將建筑物的位置轉換到報警區域，便于管理員進行查看和判斷。

查詢：不但可以了解設備從設計到施工到運行過程中的全部情況，還可以對設備的溫度、濕度進行查詢，便于管理者根據室內的流量，對其進行自主的調節，使室內的空氣更適合人體的舒適。

定位：實時地掌握被監控設備的位置和使用狀況，通過RFID標簽或者專家提供的信息對其進行分析，并根據分析的結果對被監控設備的工作進行調節，確保設備始終處于最佳的工作狀態，既能防止意外，又能延長設備的使用壽命。

2.1.3 設備運行和控制

BIM軟件可以直觀地顯示出所有的設備的工作狀態，設備正常工作與非正常工作之間的顏色狀態會發生改變。正常時設備不會有預警，但是一旦出現故障，RFID標簽就會做出預警反應，將問題反饋到BIM控制中心。技術人員接到問題的反饋之后，就可以在可視化的數據基礎上，對相應的管道進行排查，做出專業的判斷。

同時，通過引入 BIM技術，進一步優化了現有的管理流程，以解決傳統控制方式下的暖通空調各施工工作不能達到協同、共享的問題。①在 BIM系統中選取，使用中央文件創建本地檔案。在局域網服務器里面，暖通空調工程的模型文件被打開，然后在顯示界面里面選擇“新的本地文件”，建立一個本地文件，然后將它保存在本地。②在接口中建立一個新的工作集合，并把它當作一個有效的工作集合。然后，將需要安裝暖通系統的建筑圖紙拷貝一份，粘貼在暖通專業的平面上，然后修改成暖通專業的特殊視圖模板。③以上控制工作的設計，都是在相應的熱通量方案中進行的。因為在實際的管理中，每個專業都是在一個中心文件中進行的，所以所有的專業信息都會被納入到這個系統中，而要想準確地顯示出圖元，就必須要靈活地利用對視圖的可視性來控制這些不需要的元素。通過這種方法，可以有效地提高模型中的圖元信息的使用價值，并提高了控制的有效性[3]。

2.1.4 可視化資產安保及緊急預案管理

BIM控制中心的建筑資訊與因特網無線射頻技術的完美結合，可以讓人們更好地掌握大樓的安全要害，即便是外行人士，或是對大樓一無所知的企業員工，也能在第一時間做出相應的安全防范。在發生火災、滲漏等突發事件時，BIM控制中心的管理員最需要做的就是保障周圍人員的安全問題，盡快在最短時間將所有人員進行安全隔離。并根據建筑物的管線走向和閥門的位置，將主閥門的位置信息通過移動終端發送到維護人員的手中，并在第一時間切斷所有的電力、水、暖、氣等。這樣既能避免人員傷亡，又能使維護人員迅速發現隱藏部位的氣門位置，從而降低意外造成的額外損失。

2.2 在施工管理與維護中的應用

暖通空調系統的維修與管理，主要是圍繞著設備的采購、啟用、運行、運行等各個環節，通過BIM和網絡，將設備的各項基礎信息全部輸入到系統中，不但能實時查看設備的使用情況，而且還能根據RFID資產的標簽和專家移動終端傳輸的數據，掌握設備的運行情況，以便在設備出現故障之前對其進行維修和更換。利用BIM技術對暖通空調器的大型設備進行操作與管理，可以實時了解設備出廠、安裝、運維的全部情況，并能在計算機終端及維修人員的手機上對設備進行自動提醒、保養、設備的計劃維護等操作。

2.2.1 設備信息查詢

暖通空調運行管理是以BIM與Internet為基礎，實現對設備的檢索、查詢、定位、共享等功能的綜合管理。通過BIM單機設備，可以查詢到設備的全部資料。通過查找管理界面中的設備名稱、制造商、或其它描述域，可以在計算機建筑信息模型中查找出對應設備的精確位置；同時，BIM控制中心的高層和經理們，也可以在任何時候使用3D模型，對模型中的設備進行實時的瀏覽和查看。此外，用戶還可以輸出和共享設備的全部數據，使用起來十分方便。

2.2.2 3D渲染設計方案

通過BIM技術，實現了二維平面造型的轉換，實現了實體材料的渲染，從而確保了模型的真實和客觀。同時，在工程實施之前，對工程的三維技術進行了詳細的技術交底，明確了施工的質量控制要求，并參考工程的三維建模和模面圖來指導施工。但由于建筑物的空間比較復雜，需要從多個角度對模型進行觀測，確定管道的走向和操作流程，然后再組織安裝。

2.2.3 模擬施工過程

基于BIM技術對暖通空調施工項目采用可視化和仿真軟件，對項目的建設過程進行仿真，在正式建設之前，對施工方案進行調整，對原有的工藝進行調整，并對各個系統的安裝工作進行協調。在此基礎上，建筑企業首先制定了工程進度計劃，并將其引入到信息系統中，使其與工程進度計劃相互聯系，從而達到三維建模和施工進度協調的目標。管理者可以隨時查閱工程進度表，根據各主要節點的進度和實際進度的差異，找出偏移原因，優化施工方案，實現工程資源曲線的自動生成，從而為施工現場的精細化管理奠定基礎。

2.2.4 統計施工材料

工程量的統計和管理是有效控制工程造價的重要依據，而BIM模型包含了工程的所有相關信息，可以實時反映施工實際狀況，準確地統計構件，并將工程量信息與各個施工階段的數據進行實時關聯。根據應用程序的不同，使用Revit中的列表表的族類函數，創建詳細表的模板。

2.2.5 設備的報修

在暖通空調的維護管理中，維護是最基礎的工作，一般都是由一名例行的檢查員來完成，在手機終端上填寫一份維護申報單，上面不但有申請人的姓名、報修日期、批準者等信息，還要把維修點的位置和RFID的標簽填進去，這樣的話，維修表的報修工作就會交給項目經理，并將報告的內容通過手機終端發送到申請人和管理者的手中。同時，系統還會將整個維護周期記錄在暖通空調系統的維護記錄中。

2.2.6 計劃性維護

計劃維修與設備維修是相互補充的，只是計劃維修是由使用者根據年、月、日等不同的時間節點自行設置的規律進行的。在設備的維護周期達到一定的時間后，系統會發出警報，并將所有的數據都發到維修人員的收集器中，并在相應的維修人員的手機終端上顯示工作進度提示，以保證日常的維護工作。

根據設備的使用年限、使用狀態、使用數量等數據，對設備的維修計劃進行了自動的分析，并對維修計劃的工作進行了詳細的劃分。每年的維修方案有一半是根據地區來的，每月的維修方案是詳細的，而在更詳細的維修方案中，除了要確定維修的是哪一種設備，還需要標明維修人員和維修時間。通過這種逐步細化的方式，暖通空調系統的運行管理員只要編制一份年度的維修方案，將維修內容錄入到計算機中，系統就會根據維修區域和維修人員的要求，將維修內容通過手機終端傳輸到維修人員的手機上，維修報告也會被傳輸給BIM公司的高層。該靈活的配置模式能全面、定時地檢測設備的工作狀況，確保暖通空調系統的正常工作。

3 結束語

總之，BIM技術對建筑行業的科學發展起到了良好的推動作用，即使是在復雜的建筑房屋中也能夠利用可視化數據處理形式達到暖通空調的施工與管控，做到節能減排的目標。BIM技術在暖通施工中具有多種優勢特征，在本文的論述中也足以體現其應用價值。其中，對其施工質量以及施工成本的有效控制是最方便的。作為管理者，可以將工程信息整合到BIM和管理平臺中，并根據項目信息的采集和分析，對整個項目的生命周期進行監測，從而推動建筑行業的發展和進步。

因此，BIM技術若能在工程建設中得到有效的運用，將會在前期的設計和建模過程中起到很好的促進作用。同時，利用BIM技術，可以將數據信息進行共享，充分利用BIM技術的價值，對施工項目進行了全面的監控和管理。