BIM技术在暖通空调施工中的应用对策探讨

文／徐艳峰 上海裕健建设发展有限公司 上海 201103

引言：

随着当前建筑工程结构复杂化、功能多样化的发展，传统管理手段与技术应用难以保证暖通空调施工的顺利开展，甚至因诸多问题的存在导致施工频繁出现变更、返工等问题。而得益于我国工程技术的持续创新发展，BIM技术在暖通空调施工领域得到广泛应用，通过对暖通空调工程施工全过程的贯穿，依托于数据的采集与分析构建信息模型，可在促进暖通空调施工设计优化的同时，为施工作业的规范化开展提供指导。正因此，探讨暖通空调施工中BIM技术的应用，对提升暖通空调施工水平有着重要影响。

1、暖通空调工程特点分析

现阶段暖通空调工程已然成为建筑工程项目建设的必要环节之一，立足于系统功能而言，暖通空调系统可在建筑运行期间做到对空气品质的优化控制，并结合相关保障技术来改善建筑室内湿热环境。尽管在建筑主体结构中暖通空调系统仅作为辅助性工程，但在民众日常生活中发挥着不可替代的作用。相较于其他项目而言，暖通空调工程特点主要表现为：

1.1 线路复杂

为保证暖通空调系统可发挥出应有功能与作用，通常需在建筑主体结构内分布大量线路，再加上施工质量要求较为严格，使得暖通空调工程施工难度增大。同时，工程设计阶段要求设计师做到对建筑空间与管线空间的合理把控，并重视通过线路布局的优化来提升空间利用率[1]。而以往设计方法应用只能做到以二维图的形式来呈现出暖通空调的线路布局与位置关系，若后续施工阶段受到某些因素影响出现管线碰撞、管道冲突等问题，需通过设计变更来保证后续施工的顺利进行，并且因二维图纸表达不全面，极易增大出现工程返工的可能。

1.2 结合建筑特点设计

二维图纸应用难以做到对暖通空调工程细节的全面体现，对于设计问题、漏洞无法直观化展示，尤其是针对线路复杂的暖通空调工程而言，需在设计阶段依据建筑特点的全面分析来设计方案。若暖通空调设计未契合建筑实际类型与特点，极易在施工阶段出现工程变更与调整，不仅影响到暖通空调施工的成本控制，甚至因反复变更、调整而影响到施工进度控制[2]。

1.3 管线设计高要求

为保暖通空调系统可在运行阶段发挥出应有作用，需要以图纸方案的合理设计为前提。若设计阶段相关人员未做到与其他专业人员沟通交流，或者是未按照标准要求进行暖通空调施工方案的合理设计，极易出现暖通空调施工不符合预期要求的现象[3]。例如在实际设计期间，相关人员未结合实际情况进行施工空间的合理利用，或者是在设计阶段仅凭借自身经验认知进行设计，会增大出现项目返工、停工问题的可能。因此，要想进一步提升暖通空调施工的合理性，亟需借助BIM技术来优化项目设计与施工。

2、BIM技术应用优势

2.1 直观可视，全面掌控

大型建筑中暖通空调设计多存在结构异形、管路复杂等特点，借助二维图纸难以帮助施工人员全面掌握设计意图。为此可依托于BIM技术应用，在全面录入相关数据信息后构建三维信息模型，以做到对暖通空调构造、模型、空间关系的可视化展示。同时，在设备状态信息可视化展示时，可利用不同图案、颜色进行设备信息的全方位表达[4]。另外，BIM技术应用还发挥出维修状态、设备运行情况、合同纠纷等的三维可视化展示，以帮助施工人员明确暖通空调施工的各细节要点，以模型的形式直观展示出暖通空调的空间关系，通过对设计信息的精准性、完整性传达，为后续施工提供重要帮助。

2.2 模拟优化，协同联动

暖通空调施工期间，相关人员可充分借助BIM技术进行施工方案、工艺技术、节点构造等的模拟，以帮助人员掌握工程施工可能存在的问题与难点，并制定针对性措施来规避返工现象出现。以BIM技术为载体对暖通空调施工方案进行模拟分析，可做到对各安装环节工序、节点的直观体现，通过方案优化来提升施工质量控制[5]。同时，可在BIM技术应用时融合时间轴，实现以4D施工模拟来判断施工计划、方案实施是否符合实际需求，通过计划优化来提升暖通空调施工的合理性。另外，BIM技术的应用还可为各专业构建协同、沟通的平台，设计人员可利用BIM平台与其他专业工程师进行交流，对施工可能存在的冲突问题及时调整，以避免管道冲突问题的出现影响到施工效率。此外，BIM技术为业主、施工单位、设计单位等的信息共享创设平台，以期通过各方有效互动来消除安全、质量问题，实现以更快的效率完成暖通空调工程的高质量施工。

2.3 进度控制，成本缩减

结合对暖通空调施工进度与成本控制要求的分析，依托于BIM技术的模拟工程，可实现在施工期间帮助单位进行进度计划的优化，通过数据分析、计算进行施工流程简化，进而将施工周期控制在预期要求内[6]。同时，BIM技术应用还可发挥出成本控制的作用。如以BIM平台为载体进行相关数据信息的导入，通过计算分析来确定各施工环节所需的材料规格、数量、型号等，并以此为指导来优化采购方案编制，通过消除资源浪费问题来提升成本控制水平。

3、暖通空调施工中BIM技术应用对策

3.1 设计阶段应用

为保证暖通空调设计符合预期要求，可借助BIM技术构建契合工程实际的三维模型。通常情况下，暖通空调工程中模型设计需体现为四个视图，具体包括用于校对审核的查看视图，用于暖通空调专业设计的设计视图，用于相关提资处理的提资视图，用于图面标注整理的出图视图。同时，出于对提资专业、前期方案配合等因素的考虑，需结合实际情况进行机房与井道的辅助模型构建。

例如在设计期间依托于Revit软件，结合鸿业插件进行暖通空调工程建模，可在实现高效率制图的同时，可通过模型切割的形式来达到剖面图出图的目的[7]。若后续施工出现设计变更问题，则可视情况进行设计视图修改，通过图纸与模型变革来实现合理调整。另外，需强调在设计期间将BIM技术贯穿于各个步骤，具体表现为：（1）方案配合。即在设计阶段针对机房管井位置的确定可利用BIM软件辅助完成，并优化消防问题解决，制定契合实际施工需求的方案。（2）深化方案设计。设计师以BIM软件为载体，通过轴网文件构建进行方案设计，形成大于800mm的柱、梁分布和降板视图，为机电管线路由方案的制定提供参考。

3.2 施工阶段

3.2.1 冷热源与负荷计算

冷热源计算是否合理与暖通空调系统功能发挥之间存在密切关联，所以需充分利用BIM技术的功能优势来优化冷热源计算[8]。通常情况下，冷热源设计算需要以区域化设计方案的构建为前提，即在明确整体结构设计方案的基础上，充分考虑到建筑区域划分以及不同区块需求的同时进行冷热源针对性计算。而得益于BIM技术应用，可实现对冷热源具体应用范围、要素的全面监管，并以一致性的形式进行热源与冷源处理过程控制，依托于BIM模型构建，确保其制热、制冷方式的选择符合建筑实际运行需求[9]。

此外，为了进一步发挥农田水利工程的灌溉效益，提高水资源利用效率，还应该重视对基础水利设施的建设和保护，要进一步划分责任，明确责任方，确保农田水利工程运行完好，不存在开裂渗透现象。同时，还应该进一步对照大规模的灌溉区域，实行统一化的管理，实现农户之间的有效监督，避免各自为政，使得先进的节水灌溉技术难以在广大基层地区推广应用。

另外，暖通空调工程建设的主要目的在于冬季控制、夏季降温，而在暖通空调系统运行期间，多方面因素的影响下极易导致系统运行负荷增大，并且在冷热负荷的持续交替作用下极易造成暖通空调系统运行失效。为此，可依托于BIM技术进行暖通空调系统的监管，通过对平衡化监管模式的打造来促进系统稳定运行。即借助DEST软件，对运行期间暖通空调系统的各项信息数据进行采集，并通过计算来确定各位置的实际负荷情况。同时，可通过Dest软件进行系统最高负荷位置的计算与定位，在此基础上通过方案优化来促进暖通空调系统的稳定运行。

3.2.2 碰撞检查

通常情况下，暖通空调专业与机电、土建等专业之间存在密切关联，若施工期间各专业间未做到信息有效沟通，或者是在施工时频繁出现设计冲突问题，轻则影响到施工效率的控制，重则因冲突碰撞问题的出现影响到建筑工程整体建设水平。纵观以往暖通空调工程施工，其中管线碰撞现象的出现较为频繁，受到沟通不到位、设计不合理等方面的影响，导致施工阶段时常出现管道与其他专业管线或者是建筑结构碰撞冲突的现象。对此，可充分利用BIM技术来消除管线碰撞问题，在实际施工中，相关人员可以三维模型为载体，进行机电、土建等专业图纸数据的导入，依托于Revit软件自带功能完成碰撞检测，实现在施工前挖掘出隐藏的碰撞点，并以检查报告的形式为后续工程施工提供支撑[10]。同时，三维模型的构建还支持碰撞点位、频次标注的功能，以此为暖通空调工程施工优化提供指导。为保证碰撞检查发挥出应有作用，需充分遵循以下流程：结合相关数据构建不同专业三维结构模型→观察、分析模型是否存在问题、漏洞并及时修改→依托于软件自带功能开展碰撞检测与测试→多次检测来验证结果→生成检查报告。

3.2.3 3D技术交底

暖通空调工程施工水平受到技术交底开展的直接影响，而纵观以往技术交底开展，二维图纸的应用虽然可帮助人员大致了解设计要求，但人员难以通过图纸来深度掌握设计意图，再加上对各个细节部位的设计掌握不到位，极易在后续施工阶段出现错误施工行为。为此，可借助BIM技术来开展3D技术交底，即在施工前通过数据信息全面导入构建三维可视化模型，再经过渲染处理来为施工人员进行设计意图的直观化展示，帮助相关人员明确各细节部位的处理要点，并结合对相关工艺技术的掌握，进一步提升暖通空调施工的规范性。

3.2.4 精确算量与资源配置

3.2.5 施工模拟

借助BIM技术开展施工模拟，可为暖通空调工程的优化施工提供参考，例如在施工前借助Autodesk软件进行施工试验模拟，在全面录入暖通空调设计资料与数据的前提下，对实际施工过程进行动画演示，以此判断暖通空调施工时可能存在的问题或漏洞。同时，施工模拟功能还能做到以动画演示的形式来体现设备安装过程中、复杂构件预制过程等，一方面可帮助相关人员进行施工问题的预测，及时采取针对性措施加以解决，提升暖通空调工程施工的顺畅性。另一方面可依托于4D、5D模拟试验的开展，做到对项目施工造价、工期的科学预测，结合预测结果来促进工程进度与造价管控计划的优化。

3.2.6 三维动态漫游

暖通空调施工阶段可以BIM平台载体，借助三维动态漫游来优化施工，在实际施工过程中，以三维模型构建为前提，相关人员可导出模型视频用以建筑情况的观察与分析，或者是导出视频来达到漫游展示的目的。以Fuzor软件的应用为例，通过对接Revit进行漫游展示，在导入三维模型后人员可在施工阶段进行模型的全方位观察。同时，施工人员可采用点击查看的方式了解不同构件的具体属性参数。另外，三维动态漫游的应用，可支持相关人员对观看角度、路径的随意设置，且便于人员进行视角高度的随意操控，为后续工程施工提供参考。

3.2.7 质量与安全管理

为保证暖通空调工程施工质量与安全控制符合预期标准，可结合BIM技术应用进行模型构建，并通过现场实际情况比对来挖掘危险源，及时采取有效措施来控制安全与质量事故的出现。在实际施工中，结合对相关数据的录入构建预制加工模型与设计模型优化，并结合质量、安全控制计划进行施工安全设施配置模型的构建，施工人员可充分利用可视化功能来掌握建筑设计意图，并通过模型分析来掌握施工工艺、流程，并提前感知施工现场存在的危险源，依托于规范化、标准化工艺应用来促进暖通空调工程施工的顺利开展。同时，做到对现场施工情况的全面监管，并将现场产生数据及时更新至安全设施配置模型，并以建筑模型为载体，以视频、音频、图像的形式将质量、安全问题体现于模型对应的构建或设备上，以便于相关人员明确掌握问题成因，并采取针对性措施加以解决。

结语：

城市化进程持续推进背景下，建筑暖通空调工程建设面临更为严格的标准要求。作为建筑工程不可或缺的分项工程，暖通空调施工水平与建筑功能体现之间存在密切关联。鉴于此，为保证暖通空调施工达到预期标准，需在全面掌握暖通空调工程特点与性质的前提下，正确认知BIM技术所具备的直观展示、协同设计、模拟优化、进度控制、成本缩减等方面的优势，在此基础上充分借助BIM技术来提升暖通空调设计水平，并结合对3D技术交底、精确算量与资源配置、施工模拟等措施开展来提升暖通空调施工的规范化、高效性，进而为暖通空调工程作用与功能的发挥提供保障。