关于暖通空调施工中BIM技术的应用

关于暖通空调施工中BIM技术的应用

阐明了BIM技术的含义及其应用价值，并结合深圳来福士广场项目机电工程的BIM技术应用情况，从暖通空调设计的角度出发，对BIM技术的应用做了阐述，有利于BIM技术的进一步推广应用。

BIM技术，暖通空调，设计，应用

1 BIM技术及其应用价值

1975年，Chuck Eastman(BIM之父)提出了Building Description System理论，建筑模型的研究正式拉开了帷幕。2002年由Autodesk公司正式构建了建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)，对建筑设计进行了一大创新。进入21世纪，BIM技术的研究和应用得到了突破性的发展，一系列BIM软件呼之欲出，其中以Autodesk，Bentley，Nemetschek Graphisoft,Gery Technology Dassault出品的尤为突出，如奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程、香港地铁工程等。

建筑信息模型(BIM)是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目中各种相关信息的工程数据模型，它对相关信息有很详尽的表达；同时，它又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，集成管理建筑工程诸多方面，使之提高效率、减少风险。BIM技术的出现，掀起了建筑业的信息革命。它抛弃了传统CAD建模，开始往3D建模(涉及REVIT等软件)、4D计划及动态模拟(Navisworks等软件)，乃至5D造价管理(Innovaya等软件)发展。建筑工程设计是一个多工种系统性工程。以暖通设计为例，计算负荷时需要建筑几何信息、热工信息，布置设备管线时需要建筑、结构、给排水、电气的空间位置，以免碰撞。同时也要给建筑提供空间布置，给结构提供设备荷载，给电气提供负荷。此时，BIM技术在设计中做到了数据的互用，系统的集成。

2 BIM技术的实践探索

笔者有幸参与深圳来福士广场项目(见图1)。该项目总建筑面积约21.7万m2，包括地下4层，裙房4层，两座塔楼(均为6层～23层，建筑高度约为100 m左右)，是一个综合体项目，同时也为中建五局在深圳片区的BIM应用示范点项目。其机电专业包括强弱电、给排水、暖通、消防、燃气等，针对暖通专业需要做中央空调系统的设计。本项目机电设备数量较多，参数复核工作量大。就暖通专业来说，前期需水力计算的风机有664台，空调机组有354台。参数复核工作是前期物资招标阶段保证工程质量需完成的重要工作。可以看出，工程量庞大，同时涉及到系统的深化设计、图纸综合、参数复核、物料报审又需要在一定时期内完成，此外专业交叉施工面广。因此，运用BIM技术，协调各方关系，实现资源优化。项目上针对BIM技术主要采用了Revit2014系列，Navisworks，AutoCAD以及3Ds MAX，lumion pro 等等正版软件。BIM技术在深圳来福士广场项目中的管理之所以发挥了举足轻重的作用，是因为凸显了它的四大特点：1)全面性，BIM技术不仅应用于各专业，而且也涵盖了整个设计—建造—运营的周期；2)实现了施工的现场管理；3)数据共享，达到一定的广度与深度；4)直观立体地呈现各专业的协作性，达到了系统集成。

BIM应用思路是首先根据目标进行建模；其次根据模型进行机电综合管网排布；再次对模型进行多维度应用的拓展；最后根据运维管理平台的开发，达到总体目标。针对于暖通空调设计而言，其主要体现在初期建模和机电综合管网排布的应用当中。深圳来福士广场项目中，中央空调设计在初期建模中，建立了系统的设备产品库，在3D建模中体现得非常好，并且为接下来的参数复核、管道碰撞检查、净高检查、设备通道校核、检修空间校核工作奠定了基础。根据各方面检验校核的数据，我们对碰撞点进行修改，利用工作集同步协作绘制出BIM综合图。

机电管线综合排布是暖通空调在BIM技术应用中的关键。以深圳来福士广场项目当中管线碰撞检查为例，利用BIM的可视化及数据表单化功能进行管线的碰撞检测，将碰撞点尽早地反馈给设计人员，提高图纸核对工作效率，同时也在第一时间尽量减少现场的管线碰撞和返工现象，以最实际的方式体现降本增效，节能施工的理念(见图2)。

因为暖通专业在这个综合体项目中需要考虑中央空调的系统设计，因此首先就必须跟其他专业达到良好的协作。设计计算负荷时，需要建筑专业提供房间几何信息，以及围护结构热工参数；设备选型、布置管网时要给能耗模拟软件提供数据；布置管线后需要其他专业提供管线梁柱几何位置进行碰撞检查；设备、构件种类繁多，需要借助Revit的“块、族”概念。但是，在施工过程中，发现BIM技术还不够完善。主要表现在三方面：1)应用平台的局限，BIM软件对电脑配置要求非常高，同时软件的普及应用还需要时日；2)软件表达MEP(风水暖等设备层，即通常所说的设备层)深度不够；其自带的“族”很少，一些通用的族还需要建立，使得作图繁琐；3)BIM技术研究分散，还不能在整个周期内连续应用。BIM技术的拓展应用，主要集中表现在安装模拟、机房标准化建设、模型管控现场、可视化渲染、异形构件预制化、成本管理。虽然这些拓展能够有效的减少成本、查漏补缺，达到施工要求，但是还不够完善。因此，继续推进落实BIM技术拓展应用势在必行。同时还需要构建一个操作平台框架，开发集成软件，对软件的整合功能及效果进行研究，提出优化方案。

3 BIM技术应用的思考

综合上述，暖通设计软件在应对能源、环境问题上还需与能源化软件、绿色节能软件集成。同时可计算动态负荷，使模拟走向设计，达到合理统一的性能化设计。此外，在暖通设计中，协调各参与方，把握流程，使之能够在合理的时间得到合理的信息。最后，还需要建立一个标准化的三维参数设备产品库，结合“族”达到设计的优化。在实际工程当中，项目应当充分利用BIM技术系统集成性的优势，尽可能多的拓展BIM技术应用渠道，进一步完善BIM技术的设备、构件产品库。

[1] 朱怡津.BIM技术在暖通空调设计中的应用[J].应用技术，2014(10)：226.

[2] 王一帆，赵志安.基于BIM技术的暖通设计软件对比研究[J].土木建筑工程信息技术，2013，5(5)：71-74.

The application of BIM technology in HVAC construction

Chen Xinru1Hu Anjun2Xiong Wei2Zhang Juncheng2

(1.HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411104,China; 2.CCFEBIndustrialEquipmentInstituteCo.,Ltd,Changsha410004,China)

The paper illustrates the definition and application value of BIM technique, indicates its application from the HVAC design by combining with its application in mechanic project of Laifushi Square project in Shenzhen, so it will enhance the application of BIM technique.

BIM technique, HVAC, design, application

2015-02-05

1009-6825(2015)11-0127-02

陈歆儒(1982- )，男，硕士，讲师； 胡安军(1983- )，男，工程师

陈歆儒1胡安军2熊 威2张俊成2

(1.湖南工程学院，湖南 湘潭 411104； 2.中建五局工业设备安装有限公司，湖南 长沙 410004)

TU831

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