BIM技术在暖通空调系统安装施工中的应用

2020-11-25项锟罗田野

中国设备工程 2020年22期

项锟，罗田野

（武汉建工安装工程有限公司，湖北武汉 430000）

BIM（Building Information Modeling）简单地说，就是以建筑工程中各个相关信息数据为基础，对建筑工程进行数字化仿真模拟，代表着一种新的建筑设计、施工、维保、运营管理等过程的综合性管理理念，对现代绿色建筑的发展具有变革性的影响。以建筑暖通空调系统为例，改系统设计、施工和运维的优良与否直接决定了建筑采暖、通风、空气调节等功能使用的舒适度和整体功能实现效果。本文采用案例分析的研究方法来浅析BIM技术在暖通空调系统安装中的应用情况。项目案例为国家网络安全战略的重点项目，含有教学实验楼、培训宿舍、中心机房、学生食堂配套、能源站及室外综合管沟（地下管廊），工程范围包括建筑给水工程系统、排水工程系统、电气工程和暖通空调工程系统。其中，在暖通空调系统的设计和安装过程中充分运用了BIM技术，也取得了丰富的应用经验。

1 对现代绿色建筑发展理念的回应

现代绿色建筑理念对现代建筑设计、建设和使用等方面具有深远的影响，对建筑暖通空调系统产生了非常直接的影响。从建设项目立项环境评估到对建筑竣工使用过程中温度、湿度、空气质量、自然通风等方面的关注，已经深深影响着建筑通空调系统工程的各方面。这也对传统建筑暖通空调系统工程建设提出了巨大的挑战。因此，需要借助和运用BIM等新技术实现整个建筑暖通空调系统工程建设的系统变革。可以说，BIM技术的应用为暖通空调系统工程建设提供了必不可少的技术保障。

2 有利于节约成本和降低资源损耗

现代绿色建筑理念下节约建设成本和降低资源损耗在一定程度上成为工程建设项目本身以及各参建单位都要考虑的核心问题。案例项目在建设过程中综合运用Autodesk Revit 2016和Navisworks 2013等BIM技术软件对各专业建设信息进行三维立体数据建模和综合管线布局碰撞测验。BIM技术的运用实现了设计、土建、结构、安装等众多施工单位的施工图纸信息（比如，建筑面积、各部件标高、长度、宽度等方面的要求和信息）在设计阶段就进行汇集、整合和综合优化，有效打破了众多参建单位各扫门前雪的局面，也有效减少或避免了暖通空调系统与电气、给排水、消防等多专业交叉作业碰撞情况的发生。也就是说，运用BIM技术的数据建模有效实现了最佳施工流程，减少了因各参建单位因缺乏协调性和各专业交叉施工发生碰撞带来的返工、窝工、材料、机具设备（特别是贵重能源设备）以及设计变更所带来的成本、资源损耗。案例项目在能源站建设过程中充分运用BIM技术，有效整合了设计、土建结构、设备安装等多家参建单位的施工信息，构建了流畅的施工流程，优化了各专业管道的综合布局，取得了非常好的设计效果和施工成果（如图1、2所示）。

图2 能源站局部实际施工成果示意图

3 有利于实现施工过程精细化管理

BIM技术对暖通空调系统安装施工的有利影响主要体现于保障施工过程的流畅性、有效地深化设计与更加全面的技术交底、施工过程中重难点的精准把控三个方面。

3．1 有利于保障施工过程的流畅性

如前所述，BIM三维建模的运用有利于众多施工单位施工信息的优化整合，有助于从施工准备阶段时开始就起到规范和统筹整体施工流程的作用，在细节上对施工工序做出反应，从而减少或者有效避免交叉碰撞的发生。特别是在重要暖通空调设备设施的建设施工方面进行综合布局和事前规划。如图1和图2所示能源站冷热水能源设备的BIM设计与施工，有效统筹了土建结构、消防、电气等专业管线的综合布局，既保证了各专业管线对绝对净空高度和水平面积的要求，也顺利解决了设备的进场与安装空间受限的问题，实物质量也更加具有亮点和特色。

3．2 有利于实现施工图纸的优化设计

在暖通空调系统设计阶段，设计单位一般较缺乏安装施工的实际经验，这就容易导致设计图纸存在很多不完善或者与施工实际不相符。这是就需要施工单位从更加专业的施工角度倒逼设计单位进行设计变更和优化设计，在此过程中，很有可能引起不必要的返工、窝工、管线碰撞，甚至资源浪费现象。针对这种情况，可以充分运用BIM技术在施工策划阶段对图纸进行有针对性且形象的优化设计和技术交底，化不利为有利。如图3、4所示，案例项目通过BIM深化设计，有效进行了暖通空调等管道综合布局，取得了很好的实际施工效果。

图3 暖通空调等管道BIM综合布局设计效果示意图

图4 暖通空调等管道BIM综合布局实际施工成果示意图

3．3 有利于精准把控施工中的重难点

暖通空调系统安装施工的重难点在于对冷热载荷的测算、设备参数的计算分析以及中央空调等空调系统设备、新风及送排风机等通风设备，特别是热水锅炉等能源供热等设备施工难度大的问题。BIM技术的介入有利于实现对上述施工重难点在构件布局、安装定位、设备材料采购、资金安排、施工周期、施工方案编制以及施工机具设备和劳动力安排等方面的要求，从而实现对施工重难点的精准把控。