淺析BIM 技術(shù)在通風(fēng)與空調(diào)工程的應(yīng)用

張靜

（北京建工建筑產(chǎn)業(yè)化投資建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 101300）

BIM 是當(dāng)前工程建設(shè)行業(yè)中炙手可熱的技術(shù)，正以勢(shì)如破竹之勢(shì)席卷工程建設(shè)行業(yè)，引起一場(chǎng)信息化數(shù)字熱潮。BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)與空調(diào)工程場(chǎng)地施工規(guī)劃、創(chuàng)建三維模型、進(jìn)行碰撞檢查、直觀精確地交底，為通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)營(yíng)維護(hù)提升了增值服務(wù)。

1 BIM 技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 BIM 技術(shù)概論

BIM 的全稱是Building Information Modeling，即建筑信息模型，BIM 是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型是對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)。是一個(gè)完善的信息模型，能夠連接建筑項(xiàng)目生命期不同階段的數(shù)據(jù)、過(guò)程和資源，是對(duì)工程對(duì)象的完整描述，提供可自動(dòng)計(jì)算、查詢、組合拆分的實(shí)時(shí)工程數(shù)據(jù)，可被建設(shè)項(xiàng)目各參與方普遍使用。

1.2 BIM 技術(shù)特征分析

從BIM 技術(shù)在建筑空調(diào)工程中的應(yīng)用情況來(lái)看,它具有一定的優(yōu)越性和實(shí)用性。BIM 技術(shù)是體現(xiàn)項(xiàng)目可視性、模擬性和可出圖性的重要技術(shù)。以下我們將對(duì)這些特性進(jìn)行更深入的探討和分析。

（1）可視性。利用BIM 技術(shù)的可視性特點(diǎn),在建筑施工過(guò)程中不僅可以用來(lái)效果圖的展示及相關(guān)數(shù)字表的生成，更重要的是項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段、施工階段、運(yùn)行維護(hù)階段中溝通討論決策，都是在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行的，極大地提升了項(xiàng)目管控的科學(xué)化水平。有效地運(yùn)用BIM技術(shù),為工程建設(shè)提供增值服務(wù)。

（2）模擬性。BIM 技術(shù)最顯著的特征是模型化。通過(guò)BIM 仿真,不僅可以模擬出建筑物模型，還可以模擬出日照、熱能傳導(dǎo)等。在通風(fēng)空調(diào)工程中應(yīng)用他的模擬性能夠?yàn)榫幹剖┕し桨?、進(jìn)行模擬施工、進(jìn)行管線碰撞檢查等提供支持，不斷地為成為最優(yōu)項(xiàng)目的目標(biāo)提供改進(jìn)優(yōu)化幫助。

圖形表達(dá)方式主要體現(xiàn)在內(nèi)部表現(xiàn)力及描述詳細(xì)度。傳統(tǒng)的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)圖紙是利用CAD 軟件繪制，繪制完成的圖紙得到的是平面布局。我們只能通過(guò)設(shè)計(jì)的平面圖、系統(tǒng)圖、大樣圖結(jié)合通過(guò)平面圖來(lái)界定管線、設(shè)備、閥門(mén)附件的輪廓、尺寸大小和位置并輔助文字描述后才能在大腦中建立模糊的系統(tǒng)立體排布圖。利用BIM 技術(shù),可以將傳統(tǒng)CAD 繪制的平面圖、系統(tǒng)圖、大樣圖、文字說(shuō)明在BIM 建立的模型中更直觀地將連接方式、管道類型、管道尺寸等細(xì)節(jié)信息長(zhǎng)時(shí)間、直觀準(zhǔn)確的展示出設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖，從而在根本上改變?nèi)藗円揽糠?hào)文字形式圖樣進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理的工作方式，實(shí)現(xiàn)在BIM技術(shù)應(yīng)用下的建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的目標(biāo)。

2 利用BIM 技術(shù)在通風(fēng)與空調(diào)工程應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1 BIM 技術(shù)在通風(fēng)空調(diào)深化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員通過(guò)BIM 運(yùn)維界面的渲染即可以清楚地了解系統(tǒng)風(fēng)量和水量的平衡情況及各個(gè)出風(fēng)口的開(kāi)啟狀況。在進(jìn)行管路維修時(shí)，運(yùn)維人員也無(wú)須為復(fù)雜的管路發(fā)愁，BIM 系統(tǒng)清楚地標(biāo)明各條管路的情況，為維修提供了極大的便利。除此之外，隨著建筑使用年限的增加，運(yùn)維人員的頻繁更換，運(yùn)行維護(hù)人員對(duì)運(yùn)行線路的了解狀況逐漸陌生。通過(guò)電子化保存下來(lái)的三維圖紙，可以幫助新來(lái)的運(yùn)維人員快速熟悉工作環(huán)境。

式中，ΔS為平面較差，m；ΔZ為高程較差，m；b為像片基線，mm；M像為像片比例尺分母；f k為相機(jī)焦距，mm。

2.2 BIM 技術(shù)在通風(fēng)空調(diào)施工方案及技術(shù)交底中的應(yīng)用

（3）在材料加工中的應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)模擬應(yīng)用后在風(fēng)管及部件制作中通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)工程師利用BIM 技術(shù)，將項(xiàng)目中通風(fēng)空調(diào)工程按照系統(tǒng)類型、尺寸，集成統(tǒng)計(jì)材料總量，如風(fēng)管的長(zhǎng)度（如圖2）。用BIM 模型精確測(cè)量加工風(fēng)管等材料的尺寸，導(dǎo)出風(fēng)管相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行匯總。項(xiàng)目專業(yè)工程師按照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)增加損耗系數(shù)后，可直接向風(fēng)管加工廠下單定做，實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制和模塊化安裝。利用智能化的工作方式可以提高工作效率，降低風(fēng)管漏風(fēng)量及變形量的問(wèn)題，同時(shí)能夠使設(shè)備材料進(jìn)場(chǎng)、勞動(dòng)力配置等各項(xiàng)工作的安排變得更有效、更經(jīng)濟(jì)。

（2）在技術(shù)交底中的應(yīng)用。技術(shù)交底分為方案交底、作業(yè)交底和安全交底。為實(shí)現(xiàn)直觀精確的施工方案交底和作業(yè)交底，將施工流程以三維模型及動(dòng)畫(huà)的方式直觀立體展示出。使管理人員、作業(yè)人員更直觀準(zhǔn)確地理解交底意圖、降低質(zhì)量通病的發(fā)生，提高交底效率，為后期施工質(zhì)量提供保障。通過(guò)BIM 技術(shù)提前模擬現(xiàn)場(chǎng)施工狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)源、安全隱患、消防隱患等提前預(yù)警，虛擬實(shí)現(xiàn)可視化安全交底。

除了翻譯觀念的轉(zhuǎn)換，還可以從他的文獻(xiàn)中了解到：影響翻譯翻譯活動(dòng)動(dòng)的因素是多種多樣的，但是我們應(yīng)該承認(rèn)“任何一種翻譯活動(dòng)，都受到一定的動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)，都為著一定的目的去進(jìn)行?！盵3]這和“目的論”有一定的共同之處，它們普遍認(rèn)為譯文取決于翻譯的目的，至于目的到底是什么，要根據(jù)翻譯當(dāng)時(shí)的社會(huì)歷史文化背景，以及譯者本身想要達(dá)到的目的去思考。

2.3 BIM 技術(shù)在通風(fēng)空調(diào)施工過(guò)程中的應(yīng)用

（4）在安裝時(shí)應(yīng)用。利用BIM 技術(shù)，工程師在模型上詳細(xì)標(biāo)注專業(yè)管線的名稱、標(biāo)高與位置，出具相應(yīng)的模型圖片和二維圖如圖3、圖4。直觀地體現(xiàn)施工的界面、施工的順序，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工人對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及部分復(fù)雜節(jié)點(diǎn)施工一次性安裝到位。幫助縮短了現(xiàn)場(chǎng)工作人員熟悉施工的內(nèi)容、方法的時(shí)間，避免了重復(fù)拆改情況的屢次發(fā)生，減少了現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤施工導(dǎo)致的時(shí)間成本和資金成本，能夠大大提高通風(fēng)空調(diào)工程的安裝工作效率。

同一品種水泥在相同的配合比下，存在著外加劑最佳摻量的問(wèn)題，因此在摻拌之前一定要通過(guò)試驗(yàn)確定最佳摻量。摻量對(duì)混凝土的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果影響很大，摻量過(guò)大或過(guò)小都可能造成質(zhì)量問(wèn)題。

圖1 設(shè)備機(jī)房

（1）在施工方案中的應(yīng)用。無(wú)論是設(shè)備吊裝、落地安裝、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)做法等都可以在模型中直觀地進(jìn)行分析，將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化、透明化。方案中編制的施工進(jìn)度安排中對(duì)涉及的風(fēng)管系統(tǒng)安裝、風(fēng)機(jī)與空氣處理設(shè)備安裝、風(fēng)管與設(shè)備防腐、風(fēng)口安裝時(shí)選擇最優(yōu)路線，增強(qiáng)施工過(guò)程的控制能力，識(shí)別工程施工中的重點(diǎn)難點(diǎn)，滿足連續(xù)均衡的施工要求。在利用BIM 技術(shù)的可視性特點(diǎn)、在編制通風(fēng)空調(diào)工程施工方案時(shí)，就可以看到施工過(guò)程和結(jié)果展示，對(duì)施工方案施工工序合理排布，有利于方案的專項(xiàng)性與合理性。規(guī)避施工中的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，具有指導(dǎo)性意義。通風(fēng)空調(diào)能否在施工時(shí)順利的實(shí)施，離不開(kāi)有效的施工方案。

（2）在現(xiàn)場(chǎng)模擬應(yīng)用。在工程還沒(méi)實(shí)際進(jìn)行前，利用BIM 技術(shù)創(chuàng)建出三維模型。根據(jù)工程涉及的送排風(fēng)、防排煙、空調(diào)系統(tǒng)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜情況、施工難易程度，從機(jī)房出發(fā)沿主管、支管、末端風(fēng)口預(yù)排布走向逐個(gè)查看。針對(duì)設(shè)備機(jī)房（圖1）、機(jī)電管線排布密集等施工難度大技術(shù)含量高的關(guān)鍵部位和關(guān)鍵線路，結(jié)合碰撞檢測(cè)報(bào)告，會(huì)同各專業(yè)工程師進(jìn)行優(yōu)化討論出具模型調(diào)整優(yōu)化方案。經(jīng)各方評(píng)審和論證后再根據(jù)最優(yōu)方案，修改三維模型，確定各工序間的施工順序、施工工序、技術(shù)要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到施工要求。

圖2 材料總量

（1）在場(chǎng)地布置中的應(yīng)用。通過(guò)利用BIM 技術(shù)布置的三維施工場(chǎng)地及立體施工規(guī)劃能夠根據(jù)系統(tǒng)安裝位置就近存放，就近取料，幫助施工方減少風(fēng)管、水管、閥部件、風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)組等材料及設(shè)備二次搬運(yùn)的時(shí)間成本及人工費(fèi)用支出，同時(shí)解決了項(xiàng)目工期緊、現(xiàn)場(chǎng)平面布置難度大的問(wèn)題。

圖3 指導(dǎo)施工的圖紙

圖4

2.4 BIM 技術(shù)在通風(fēng)空調(diào)調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中的應(yīng)用

在軟件中把圖紙里需要調(diào)試的房間設(shè)置為封閉的功能房間，對(duì)封閉房間進(jìn)行空間命名后依據(jù)設(shè)計(jì)提供的參數(shù)在冷負(fù)荷、熱負(fù)荷處輸入相關(guān)數(shù)據(jù)信息。利用軟件對(duì)風(fēng)口風(fēng)量測(cè)定計(jì)算公式導(dǎo)入至BIM 三維模型，通過(guò)軟件完成對(duì)各個(gè)風(fēng)口風(fēng)量比值的科學(xué)準(zhǔn)確計(jì)算，以此對(duì)基準(zhǔn)風(fēng)口做出快速精準(zhǔn)確定，基于此完成風(fēng)量調(diào)整，使調(diào)試工作更加高效精確。

2.5 BIM 技術(shù)在通風(fēng)空調(diào)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中的應(yīng)用

利用BIM 繪制通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的三維圖像，取代二維平面圖紙，可以協(xié)助完成通風(fēng)空調(diào)安裝部分的深化設(shè)計(jì)。包括通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在內(nèi)的綜合布管圖、綜合布線圖的深化以及通風(fēng)空調(diào)機(jī)房設(shè)備管線的深化。根據(jù)有關(guān)專業(yè)的工程資料,結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際,采用BIM 技術(shù),進(jìn)行專業(yè)系統(tǒng)的深化和管道的整體布置,確保工程的高度,避免“碰撞”。同時(shí)，解決機(jī)電各專業(yè)間管線、設(shè)備的交叉碰撞，優(yōu)化設(shè)計(jì)施工方案，為設(shè)備及管線預(yù)留合理的安裝及操作界面，減少占用使用空間。

3 傳統(tǒng)建筑與應(yīng)用BIM 技術(shù)中的不同

3.1 圖形表達(dá)方式的差異

（3）可出圖性。運(yùn)用BIM技術(shù)，除了能夠進(jìn)行建筑平、立、剖及詳圖的輸出外，還可以出碰撞報(bào)告及構(gòu)建加工圖紙。為指導(dǎo)管理人員、施工人員在通風(fēng)空調(diào)工程的方案交底、作業(yè)交底、安全交底、管線設(shè)備安裝中提供出圖依據(jù)。

3.2 技術(shù)交底中的不同

在大型復(fù)雜工程做通風(fēng)空調(diào)工程的技術(shù)交底時(shí)，工人常?？科矫鎴D形往往難以理解施工工藝方法、技術(shù)質(zhì)量的要求，因此，在方案交底、作業(yè)交底時(shí)，常常出現(xiàn)交底不清晰、交底不到位，造成在施工時(shí)質(zhì)量問(wèn)題頻繁出現(xiàn)。借助三維技術(shù)交底即整個(gè)三維模型進(jìn)行打印輸出圖形用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的施工，讓工人直觀地了解自己的工作范圍及技術(shù)要求、施工重點(diǎn)、難點(diǎn)部位，確保工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度。通過(guò)虛擬施工和實(shí)際工程照片對(duì)比三維模型方便現(xiàn)場(chǎng)的施工管理人員拿圖樣進(jìn)行施工指導(dǎo)和現(xiàn)場(chǎng)管理。

政策質(zhì)量評(píng)價(jià)能夠得到廣泛應(yīng)用，除了它所具有的科學(xué)性以外，使用規(guī)范化的方法也是重要條件。政策質(zhì)量評(píng)價(jià)的規(guī)范化方法，構(gòu)成了政策質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和基本內(nèi)容，如政策質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系每個(gè)指標(biāo)的內(nèi)涵、考核范圍和計(jì)算方法，評(píng)價(jià)參數(shù)的使用，不確定性分析的方法和指標(biāo)計(jì)算等。如果政策質(zhì)量評(píng)價(jià)人員在這些規(guī)范方法之外，使用自認(rèn)為可行的方法，就脫離了公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，也就無(wú)法判斷其結(jié)論的正確性。

3.3 預(yù)留洞口時(shí)不同

傳統(tǒng)作業(yè)中，機(jī)電管線預(yù)留洞都分散標(biāo)注在各個(gè)專業(yè)圖紙上，缺掉漏掉的情況很多，而且需要靠專業(yè)人員逐一查找。施工過(guò)程中，由于土建施工的誤差、設(shè)計(jì)變更的遲發(fā)等原因，不能保證預(yù)留洞口位置的準(zhǔn)確性，這使得后期現(xiàn)場(chǎng)安裝作業(yè)時(shí)出現(xiàn)缺洞少洞、洞口位置不準(zhǔn)等情況，對(duì)后期通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝工作造成了很大影響。利用CAD 軟件預(yù)留洞口