BIM技术在暖通空调系统安装施工中的应用

赵友军

（北京京投兴檀房地产有限公司 北京 101500）

前言

现阶段，人们对建筑行业的要求越来越高，建筑行业也在不断开发新的技术来减少暖通空调的能源损耗。BIM技术作为一种建筑信息模型技术，对暖通空调的安装施工有着重要作用。随着人们环保意识的逐渐增强，人们也越来越重视暖通空调能源耗费的问题，因此，相关施工人员在暖通空调的安装过程中积极应用BIM技术来降低能源消耗，提高施工水平，加大经济效益和社会效益。

1 BIM技术的概念

BIM技术是一种建筑信息模型技术。BIM技术以三维数字技术为基础，并且与各种建筑工程相关项目数据相结合。工程设计、建筑施工以及工程管理等多个领域都应用了BIM技术，该项技术对减少建筑成本，提高工程效率有着重要作用。与此同时，BIM技术比CAD制图技术和建模技术具有更明显的优势因此得到了建筑领域的广泛应用。

BIM技术具有明显的信息集成化的特点。在设计和信息收集的过程中，信息模型为信息集成提供了很大的便利。从建筑信息模型的角度来说，这一模型这使得各个工序的设计人员都能参与到设计过程中，加强了各个工序之间的联系性，为工程设计过程的集成化提供了保障。BIM技术的应用使得数据资料更加丰富，提高了建筑工程处理的科学合理性。BIM技术充分应用三维模型技术，为协同设计提供了强有力的知识，缩短了设计周期，减少了成本投入，明显提高了设计过程中的经济效益[1]。

2 在暖通空调系统中应用BIM技术的优势

BIM技术是一种贯穿于工程建设生命周期的技术模式，可以有效提高工程建设管理水平，提升整体工程经济效益，与机房现场安装相比，可以提升安装效果。一般来说，BIM技术在施工阶段的价值主要体现在以下几个方面：

2.1 三维渲染

可以直观演示三维效果，将信息模型和三维建筑集成到建筑物施工信息系统中，根据建筑平面图提供的信息，能够直观显示管道位置和大型设备的布置情况以及复杂节点的施工潜存问题，并对施工方案和施工顺序进行4D仿真，比较和选择不同施工体系。三维渲染的内置信息模型能够有效提高渲染效率，为业主提供更直观的三维显示，进而促进施工单位测量的准确性。

2.2 计算精度高

通过建立与6D相关的数据库和BIM数据库，可以快速、准确地计算工程量，为工程建设管理提供所需信息，有效提高工程建设管理质量和效率。同时，利用BIM模型计算材料设备消耗，能够控制和预测成本。

2.3 减少浪费

在工程施工期间，如果无法快速准确地获取大量工程数据来规划和整合资源配置，就会导致施工难度变大，而IBM技术的出现可以使施工企业快速、准确地获取施工现场第一手数据信息。BIM技术在暖通施工中可以模拟整个过程，包括工程建设中的劳动力、机械、材料、项目规划、成本预算和场地布置等，通过动态演示的方式，模拟整体施工的全过程，在模拟过程中可以发现施工预期效果以及施工中可能存在的问题，针对问题分析后进行设备的选型及布置，建立预加工模型进行虚拟分割，形成预加工输出三维构件加工图和安装图，在提升施工效率的同时，可以实现指导现场施工。BIM最直观的特点是三维可视化，在项目初始阶段，可以使用3D技术对管道系统进行碰撞检查，有效减少管道系统在设计和施工过程中的碰撞，提高设计方案的可操作性。同时也可以从建筑空间上进行高效的超限操作，并根据施工进度对人力资源和环境进行评价，充分了解项目实施进度，如果出现质量、进度、成本等问题，则可以进行动态的成本管控，进而提高建设项目的管控能力[2]。

3 BIM技术在暖通空调系统安装中的具体应用

某办公实验楼项目建筑高度为24 m，地上6层，地下1层，总建筑面积为10 000 m2，地上主要用于办公室和展厅，地下为实验室与停车场。因所选项目暖通施工内容繁杂，本次分析只针对暖通专业通管与水管进行。该项目BIM应用要点如下：

3.1 管线综合深化设计

3.1.1 导出暖通专业设计模型文件，保存为NWC格式文件，打开Navisworks操作界面与附加的NWC文件。

3.1.2 采取适宜的配色基调方法，为建筑模型进行着色，如图1所示。该工程应用漫游展示软件Fuzor与Revit对接，导入三维模型，多维度查看各构件属性，全面掌握项目结构与特征信息，对错漏问题进行排查，论证给排水、暖通、电气专业管线布设的合理性。

图1 建筑信息模型整合并着色

3.1.3 为方便施工管控，可任意调取模型部件，需采取差异化管理策略，对暖通系统中各管件的安装位置与具体型号。

3.1.4 应用BIM技术对各专业模型进行整合，有效指导管线综合整理。该工程技术人员先将BIM模型导入Navisworks，在Navisworks进行碰撞检查，并对碰撞进行分门别类，自动生成碰撞报告，依此对施工方案进行优化。同时，BIM信息管理系统详细记录了所有碰撞点信息，每一个碰撞点均用图片展示，并展示位置与ID，便于施工人员快速定位碰撞点，以减少碰撞问题发生的可能性，该工程优化率如表1所示[3]。此外，技术人员对优化后的三维模型进行尺寸标注，导出CAD图，提交给施工管理负责人，指导现场作业。

表1 BIM模型优化前后碰撞数量统计

3.2 在施工管理中的应用

3.2.13 D渲染设计方案

该工程采用BIM技术将二维模面设计转变为三维模型，对实体材质进行渲染，保证建筑模型信息的客观真实。同时，在施工前进行三维技术交底，明确施工质量管控要求，并参照实体三维模型与施工模面图指导施工。但因该建筑空间较为复杂，需多维度观察模型，确定管线的走向和作业流程，后组织暖通设备安装。

3.2.2 模拟施工过程

该工程利用Navisworks软件模拟项目施工过程，在正式施工前对施工方案进行调整，调节原有工序，协调各系统安装任务。对此，施工单位先编制了施工进度计划，将其导入信息管理平台，将三维模型中构件与施工进度计划相关联，确保三维模型与施工进度协同目的的实现。管理人员可随时查看工期计划，针对关键节点的计划进度与实际进度偏差进行分析，并明确偏差成因，优化施工方案，自动生成施工资源曲线，快速掌握施工资源配置情况，为施工现场的精细化管理奠定基础[4]。

3.2.3 统计施工材料

工程量统计与管理是实现工程成本有效管控的基础，而BIM模型中涵盖工程项目的各项信息，可反馈施工实际状态，对构件进行精确统计，实现工程量信息与不同施工阶段的同步关联。该项目中各管件、管道与设备均按照规定要求进行三维实体建模。在各施工阶段，利用Revit中明细表的族功能，按照应用阶段的不同创建明细表视图样板，生成相匹配的明细表，保存对电子表格，支持文件编辑、筛选、过滤与随时导出。对此，施工单位能精确统计施工所需材料使用量。

4 结语

综上所述，BIM技术的科学应用是建筑工程管理的现代化转型的必要手段，适用于施工内容繁杂、材料设备类型众多的工程项目。本文以暖通工程为例，就BIM技术在暖通施工中应用的必要性进行分析，结合实例对BIM技术应用要点进行总结，论证BIM技术应用优势，对于暖通施工质量、进度与成本管理有所助益。同时，作为管理人员，可通过BIM模型或管理平台实现对工程信息的集成化管理，基于工程信息获取与分析对施工过程进行全寿命周期监控，以促进暖通工程的发展与进步。