王碩

（中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司，北京 100000）

0 引言

從暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展的前景來看，發(fā)展方向、發(fā)展速度與新興技術(shù)的應(yīng)用密不可分。在現(xiàn)階段，在加快暖通空調(diào)施工管理方面的迅速發(fā)展中，BIM技術(shù)作為中流砥柱的力量，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。近年來行業(yè)頂尖人士對(duì)BIM技術(shù)的不斷完善也成為社會(huì)關(guān)注的主要看點(diǎn)。本文首先對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，然后通過BIM技術(shù)在暖通空調(diào)工程的安裝以及施工方面的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，逐漸出現(xiàn)了很多較為先進(jìn)的繪圖技術(shù)，BIM技術(shù)是應(yīng)用范圍最廣泛的一種，其全稱為建筑信息型技術(shù)，指的是在設(shè)計(jì)工作時(shí)，根據(jù)實(shí)際需求，收集大量信息數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建出相應(yīng)的三維模型。從本質(zhì)上來說，就是在整個(gè)施工周期內(nèi)，通過數(shù)字化的方式對(duì)其管理，為各階段施工活動(dòng)的進(jìn)行提供幫助[1]。應(yīng)用這一技術(shù)之后，能夠清晰地展示出整個(gè)施工流程，將實(shí)際情況動(dòng)態(tài)地展示出來，引導(dǎo)施工活動(dòng)的開展，防止返工現(xiàn)象的出現(xiàn)，不僅保證了工程的進(jìn)度，而且還降低了投入成本，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)具有重要意義。

1.2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）可視化（Visualization）。對(duì)建筑行業(yè)而言，可視化功能可以發(fā)揮積極的作用。建設(shè)單位拿到施工圖紙以后，需要使用線條在圖紙上勾勒出每一個(gè)構(gòu)件的信息，要求工作人員能夠從自己的腦海中想象出建筑工程的立體模型，這是一項(xiàng)比較抽象的工作。在暖通空調(diào)工程施工時(shí)，使用BIM技術(shù)能夠創(chuàng)建三維立體可視化模型，使用專業(yè)化的技術(shù)手段對(duì)施工模型和施工管理等BIM參數(shù)信息實(shí)施精確核對(duì)，使用模型展現(xiàn)管道和設(shè)備的實(shí)際情況，為施工人員開展工作提供基礎(chǔ)。

（2）強(qiáng)化施工管理。設(shè)計(jì)暖通工程時(shí)，因各個(gè)部門的設(shè)計(jì)師之間缺少必要的溝通導(dǎo)致專業(yè)碰撞。例如在布置暖通工程的管道時(shí)，設(shè)計(jì)師各自在自己的施工圖紙上繪制，導(dǎo)致實(shí)際施工時(shí)管線布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)梁等構(gòu)件之間發(fā)生沖突。使用BIM技術(shù)以后，可以模擬整個(gè)施工過程，科學(xué)地布置管線，將施工過程中的重難點(diǎn)提前反映出來，高效管理關(guān)鍵部位和細(xì)節(jié)位置的具體施工情況，避免多家施工單位平行施工而導(dǎo)致的交叉問題。

（3）縮短施工周期。在暖通空調(diào)工程施工的過程中，施工成本和施工質(zhì)量受進(jìn)度的影響非常明顯。使用BIM技術(shù)通過虛擬模型模仿施工過程可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，從而不斷提升質(zhì)量和安全，大大縮減施工周期。

（4）減少施工成本。在建筑市場(chǎng)快速發(fā)展的進(jìn)程中，人員工資和建筑材料的費(fèi)用逐年上漲，人工費(fèi)和材料費(fèi)在暖通空調(diào)安裝施工中占據(jù)較大比例，降低了工程的經(jīng)濟(jì)收益，應(yīng)當(dāng)采取合理的方式控制成本。BIM技術(shù)可以仿真模擬具體的施工情況，調(diào)整施工管理工作的人員布局，將人工費(fèi)用支出降到最少，從而使施工成本投入得到科學(xué)的管控。

2 暖通空調(diào)

暖通空調(diào)指的是集采暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)功能于一體的空調(diào)器。設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的根本目的是有效調(diào)控環(huán)境溫度，從而為人們的生活提供更加舒適的環(huán)境。暖通空調(diào)與普通的空調(diào)不同，普通空調(diào)只能解決冷暖問題，無法處理空氣，而暖通空調(diào)屬于分戶的中央空調(diào)，可以營(yíng)造出更舒服的室內(nèi)環(huán)境，且暖通空調(diào)增加了電子除塵器以及加濕設(shè)備，可以過濾空氣當(dāng)中的細(xì)菌、病毒，同時(shí)也可以增加室內(nèi)的濕度[2]。暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)涉及了熱力學(xué)、流體機(jī)械以及流體力學(xué)等學(xué)科，常用空調(diào)水系統(tǒng)變頻變流量技術(shù)、區(qū)域冷熱電聯(lián)供和分布式能源技術(shù)、地源熱泵等舒適節(jié)能空調(diào)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。

3 BIM技術(shù)在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 在準(zhǔn)備中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以貫穿于暖通空調(diào)施工全過程，各環(huán)節(jié)都可受到影響。準(zhǔn)備階段，BIM技術(shù)可以將準(zhǔn)備工作完善起來，降低后續(xù)施工的難度，促使著相關(guān)的準(zhǔn)備更加到位。施工模型建立后，以一種三維立體化的立體圖像呈現(xiàn)出來，圖像中完整的反映出安裝管道和管道安裝可行性路徑等細(xì)節(jié)，相關(guān)人員可以及時(shí)做好規(guī)劃，對(duì)于相關(guān)的模型進(jìn)一步分析，將一切準(zhǔn)備工作落到實(shí)處，制定出完整的施工計(jì)劃，促使后續(xù)的項(xiàng)目進(jìn)展科學(xué)可靠。通過在準(zhǔn)備階段融入BIM技術(shù)，使得相關(guān)工作的開展擁有了先決條件，這也是BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之處。

3.2 熱冷源設(shè)計(jì)

對(duì)學(xué)校暖通系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先，可以采用多臺(tái)聯(lián)機(jī)制冷的方式，即在高溫的環(huán)境內(nèi)，增加相應(yīng)的冷負(fù)荷，之后對(duì)鍋爐房進(jìn)行管理，加強(qiáng)對(duì)二次過水的控制，使其能夠循環(huán)利用，這些水流過高溫環(huán)境時(shí)，將會(huì)對(duì)熱量進(jìn)行吸收，提升了回水的溫度，當(dāng)其處于相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，在傳喚器的作用下，對(duì)回水進(jìn)行處理，使其處于所需要的溫度下，以達(dá)到暖通的目的。同時(shí)，暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，還能夠應(yīng)用太陽能，即選擇樓頂適當(dāng)位置，安裝特定的太陽能裝置，通過該裝置的運(yùn)行，對(duì)太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成建筑所需求的熱能，并將其存儲(chǔ)起來，用于室內(nèi)溫度的調(diào)控。此外，在人流量較大的地區(qū)，如教室等，應(yīng)安裝冷熱源，利用這些冷熱源向室內(nèi)傳遞熱量，以使其溫度逐漸提升。

3.3 BIM技術(shù)在圖紙繪制中的應(yīng)用

圖紙繪制是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員不僅需要繪制暖通空調(diào)的水泵，也需要繪制空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行圖，難度相對(duì)較大，因此設(shè)計(jì)人員就可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行圖紙繪制[3]。在繪制圖紙之時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以利用與BIM模型相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫查詢暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的各種參數(shù)以及性能相匹配的原件，從而提高繪制圖紙的效率。同時(shí)，在繪制圖紙時(shí)，設(shè)計(jì)人員也可以根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)需求利用BIM技術(shù)調(diào)整設(shè)計(jì)模型，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。此外，設(shè)計(jì)人員還可以利用BIM技術(shù)檢查設(shè)計(jì)模型的任意剖面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，明確問題出現(xiàn)的原因之后，積極找出解決問題的方法，從而減少施工中的錯(cuò)誤，提高施工效率。

3.4 繪制方法

在二維設(shè)計(jì)中，為了詳細(xì)表達(dá)設(shè)備和管線位置，需要使用大量的文字加以說明。使用BIM技術(shù)后，管線和設(shè)備的位置表達(dá)變得非常具體、清晰，同時(shí)將點(diǎn)和面等元素應(yīng)用其中，使暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作具有超強(qiáng)的真實(shí)性和全面性，最大程度上彌補(bǔ)了以往表達(dá)方式的缺陷。

3.5 節(jié)能及成本控制

在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過BIM技術(shù)可以提前模擬施工設(shè)計(jì)中對(duì)各類資源的需求量，進(jìn)而為施工成本控制方案制定及后續(xù)施工成本控制提供重要約束及參考，避免施工中可能會(huì)存在的各類資源浪費(fèi)問題。通過BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)工作者根據(jù)學(xué)校暖通系統(tǒng)工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)多套暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)多套方案進(jìn)行匹配對(duì)比分析，從中找出性價(jià)比最高、最符合學(xué)校實(shí)際的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)綜合成本的有效控制的同時(shí)，加強(qiáng)暖通系統(tǒng)空間功能的優(yōu)化及利用，最大限度發(fā)揮出暖通系統(tǒng)應(yīng)用效果。另外，可以根據(jù)當(dāng)前節(jié)能環(huán)保要求，優(yōu)先選用節(jié)能環(huán)保材料，并通過BIM技術(shù)來合理調(diào)整材料的應(yīng)用位置，促使節(jié)能環(huán)保材料作用的有效發(fā)揮的同時(shí)，有效控制暖通系統(tǒng)施工成本。節(jié)能的變頻技術(shù)是空調(diào)未來發(fā)展的方向，這與國(guó)家所提出的節(jié)能減排政策相符，未來我國(guó)肯定在空調(diào)行業(yè)將在變頻技術(shù)上開發(fā)更先進(jìn)的功能：①變頻技術(shù)讓暖通空調(diào)在最少的耗能情況下能最大化地發(fā)揮作用，解決了在因在用電高峰時(shí)間段里出現(xiàn)電壓低與暖通空調(diào)超負(fù)荷工作的矛盾所帶來的設(shè)備不安全等因素。②暖通空調(diào)的變頻技術(shù)很好地解決了我國(guó)地域差異大，部分地區(qū)氣候變化大的問題，能很好地解決了因氣溫變化大給人們帶來的不適問題。對(duì)人們的生活、工作場(chǎng)所進(jìn)行合理的溫度調(diào)節(jié)，科學(xué)地在冷熱交替中保持空調(diào)高效能、合理化地運(yùn)轉(zhuǎn)。③暖通空調(diào)變頻技術(shù)不但很好地解決了季節(jié)、早晚溫度的差異給人帶來不適的問題，將它應(yīng)用于人口密集的商場(chǎng)、車站，還能通過人流量的變化空調(diào)自動(dòng)執(zhí)行最合理、最大化、最節(jié)能的運(yùn)行方案。

暖通空調(diào)變頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就在于能通過智能化對(duì)環(huán)境氣溫的變化感應(yīng)，自動(dòng)執(zhí)行空調(diào)最節(jié)能、氣溫最優(yōu)化的運(yùn)轉(zhuǎn)方案，保證氣溫的平衡，確保設(shè)備正常工作狀態(tài)和保持暖通空調(diào)工作效能達(dá)到最佳狀態(tài)，為人們的工作、生活提供一個(gè)舒適的環(huán)境。暖通空調(diào)變頻技術(shù)的運(yùn)用是我國(guó)空調(diào)設(shè)備走向智能化的一大體現(xiàn)，很好地解決了空調(diào)高耗能與環(huán)境保護(hù)的矛盾，減少設(shè)備使用的資金投入，所以空調(diào)變頻成為廣大空調(diào)用戶的首選。

3.6 BIM技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用范圍較為廣泛，其不僅能夠應(yīng)用在冷熱源設(shè)計(jì)、圖紙繪制以及方案輔助設(shè)計(jì)當(dāng)中，也可以應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)當(dāng)中。①設(shè)計(jì)人員可以利用CDF軟件對(duì)建筑的施工布局、施工環(huán)境以及空調(diào)裝配施工等各個(gè)方面進(jìn)行模擬，從而更好地開展設(shè)計(jì)工作。②設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)暖通空調(diào)的實(shí)際設(shè)計(jì)需求，利用BIM技術(shù)優(yōu)化建筑的暖通設(shè)計(jì)，確保主要功能房間無論在哪個(gè)季節(jié)都具備良好的通風(fēng)以及取暖條件，這樣不僅可以降低空調(diào)的損耗，也能夠充分滿足使用者對(duì)室內(nèi)溫度以及空氣的需求。此外，設(shè)計(jì)人員也可以利用BIM技術(shù)模擬每一個(gè)季節(jié)中暖通空調(diào)的動(dòng)態(tài)負(fù)荷情況，這樣設(shè)計(jì)人員就可以在掌握空調(diào)負(fù)荷的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提高空調(diào)的運(yùn)行效率，減少能源消耗與浪費(fèi)。

4 BIM技術(shù)嘗試

作為當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)手段，BIM技術(shù)的出現(xiàn)，為整個(gè)建筑領(lǐng)域的發(fā)展帶來了更多的機(jī)遇，有利于整個(gè)建筑領(lǐng)域更好的發(fā)展，但與此同時(shí)，還帶來了諸多挑戰(zhàn)，即在BIM技術(shù)背景下，如何快速的完成轉(zhuǎn)型工作。對(duì)于一些建筑企業(yè)來說，對(duì)這一內(nèi)容產(chǎn)生了較高的重視程度，并以此為基礎(chǔ)，開展了相關(guān)工作，加強(qiáng)了員工的培訓(xùn)力度，以符合BIM設(shè)計(jì)的要求，但實(shí)際當(dāng)中，遇到了很多問題，如經(jīng)營(yíng)模式不符合要求等，導(dǎo)致BIM技術(shù)并未得以有效應(yīng)用。另有一些建筑企業(yè)，特別是部分小型企業(yè)，因企業(yè)資金不足，無法引進(jìn)BIM技術(shù)，未能將BIM技術(shù)應(yīng)用到企業(yè)當(dāng)中。暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，若想要有效對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，必須要先選擇相應(yīng)的項(xiàng)目作為試點(diǎn)，驗(yàn)證該技術(shù)的具體情況，之后，在逐漸將其他拓展至整個(gè)企業(yè)當(dāng)中，以保證企業(yè)正常經(jīng)營(yíng)的同時(shí)，能夠有效進(jìn)行轉(zhuǎn)換[4]。BIM對(duì)暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，需要相應(yīng)的軟件完成，最為常見的有Revit等，合理應(yīng)用這些軟件，將會(huì)提升整個(gè)設(shè)計(jì)效果。此外，在學(xué)校當(dāng)中，不同的區(qū)域具有不同的功能，側(cè)重點(diǎn)略有差異，使得每個(gè)區(qū)域的設(shè)計(jì)方案也略有不同，但從本質(zhì)的角度來說，暖通方式基本相同，包括散熱器、多聯(lián)機(jī)空調(diào)等方式。

5 基于BIM技術(shù)的暖通空調(diào)施工設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別

（1）效率不同。傳統(tǒng)的管通管線設(shè)計(jì)是利用二維平面，根據(jù)管線的粗細(xì)和各種參數(shù)來進(jìn)行管通管線的設(shè)計(jì)，可以體現(xiàn)出設(shè)備情況給予管線的交匯情況。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，通過三維模型的搭建，讓施工人員可以直觀地看到施工進(jìn)度和注意事項(xiàng)，通過對(duì)管線的全面模擬，可以將設(shè)計(jì)中點(diǎn)與點(diǎn)的關(guān)系轉(zhuǎn)化為點(diǎn)與面的關(guān)系，從而讓施工人員可以更好地掌握施工進(jìn)度。

（2）表達(dá)方式不同。傳統(tǒng)的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)一般是通過“線”進(jìn)行二維設(shè)計(jì)，讓線與線之間進(jìn)行重疊，反映設(shè)計(jì)的情況和各種參數(shù)水平。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以將暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的各種詳細(xì)參數(shù)表達(dá)出來，這樣施工人員在施工過程中，就不需要進(jìn)行人工的參數(shù)標(biāo)注工作，節(jié)省了施工時(shí)間及人力成本。傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，采用的是點(diǎn)與線的結(jié)合，讓設(shè)計(jì)充滿不確定性。通過BIM技術(shù)進(jìn)行的三維模型設(shè)施，可以通過對(duì)設(shè)備、管線的精確構(gòu)建，并可以將各種施工參數(shù)加以標(biāo)記，可以明確地規(guī)定施工的材料和管線型號(hào)。

（3）繪制內(nèi)容不同。一般而言，二維構(gòu)圖是利用平面圖來區(qū)分空調(diào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部輪廓。而BIM技術(shù)可以構(gòu)建更加直觀的結(jié)構(gòu)圖，包括連接方式、管道型號(hào)、管道尺寸以及其他詳細(xì)的參數(shù)信息，為管道施工工作提供了極大的便利。建筑人員可以構(gòu)建詳細(xì)的信息庫，方便后期對(duì)于管道的管理與維護(hù)。與傳統(tǒng)的二維圖紙相比，三維模型的搭建可以滿足新時(shí)期暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，可以滿足新時(shí)期建筑施工的要求。

6 結(jié)語

綜上所述，相對(duì)于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式來說，BIM技術(shù)具有非常多的優(yōu)勢(shì)，如設(shè)計(jì)方案更加直觀，圖紙可以動(dòng)態(tài)變換與調(diào)整，縮短施工周期，減少工程投入，對(duì)整個(gè)工程的建設(shè)具有重要意義。所以，現(xiàn)代暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的重視程度，并加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用力度，通過該技術(shù)，更好地完成暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，為施工活動(dòng)的開展奠定良好基礎(chǔ)。