候召寧 胡世凱 劉寶新 郭二偉

摘要：本文基于BIM技術(shù)的可視化和協(xié)同設(shè)計方面的優(yōu)勢，敘述了其在實(shí)際工程中解決管線碰撞、提高設(shè)備運(yùn)營管理與設(shè)備保養(yǎng)和施工管理方面的極大優(yōu)勢，并對BIM技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；協(xié)同設(shè)計；建筑節(jié)能

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）08-0052-02

一、BIM技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢

1.集成性和聯(lián)動性及參數(shù)化設(shè)計。BIM技術(shù)是數(shù)據(jù)與圖形的結(jié)合體，是一個具有“生命”的模型，如果系統(tǒng)中一處進(jìn)行修改，整個體統(tǒng)都會有所變化，包括建筑中的門、窗、柱、梁、屋面以及建筑的附屬設(shè)備。而數(shù)據(jù)則包括幾何數(shù)據(jù)，比如墻的厚度、高度、長度。經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，比如建筑材料的費(fèi)用、構(gòu)件的費(fèi)用。附屬數(shù)據(jù)，比如采購材料的時間、廠商、聯(lián)系人等。BIM模型是一個綜合復(fù)雜模型，如圖1所示，給了人們一個模擬真實(shí)世界的三維模型。BIM模型之間的所有圖元和模型都是以參數(shù)化設(shè)計為基礎(chǔ)的，所有模型、線、面的建立都是以改變數(shù)據(jù)坐標(biāo)為依據(jù)，需要修改的地方只需要改變數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，見圖2參數(shù)化設(shè)計。

2.協(xié)調(diào)性和一致性。BIM模型里面一切建立在數(shù)據(jù)之上，一旦三維模型建立之后，每一個項(xiàng)目和模板就建立起來了，可以實(shí)現(xiàn)多種模型和數(shù)據(jù)形式的輸送，實(shí)現(xiàn)多個場地之間的信息共享。如果施工現(xiàn)場工程項(xiàng)目出現(xiàn)時間或空間上的差異，不必要出現(xiàn)一些誤差，可以提高工程項(xiàng)目的效率以及節(jié)約工程時間與資源。

3.協(xié)同合作。建筑的土建、暖通、水電、結(jié)構(gòu)、材料選購、場地、客戶等，BIM技術(shù)恰恰把各個參與方緊密聯(lián)系在了一起。該技術(shù)中建筑樣板、結(jié)構(gòu)樣板、機(jī)械樣板、項(xiàng)目明細(xì)、BIM5D等實(shí)現(xiàn)了每個參與者的高效合作，是他們相互交流的平臺，使得建筑也完全走向了信息化時代，使得建筑業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

4.可視化。該技術(shù)的最大優(yōu)勢之一就是可視化，在建好模型后可以做成真是建筑項(xiàng)目的樣子，做成圖片的格式，一是方便設(shè)計人員對其中的問題進(jìn)行修改，二是方便客戶對建筑進(jìn)行大致的了解，三是可以通過可視化技術(shù)發(fā)現(xiàn)建筑中管道線路的不合理之處。同時，發(fā)展建筑項(xiàng)目適應(yīng)某些功能而做的一些預(yù)留洞、樁等，避免不必要的返工，節(jié)約建筑材料，提高建造效率，以及最大化的使得建筑項(xiàng)目發(fā)揮其設(shè)計之處原本的功能與用途。

二、BIM在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）暖通領(lǐng)域的難題

1.管線碰撞。隨著社會的發(fā)展，人們對居住環(huán)境提出了更高的要求，在整個建筑大樓中，以往的傳統(tǒng)線路如供水、回水、排水管道、消防管道、空調(diào)通風(fēng)、除濕管道、強(qiáng)電線路、弱電線路等變得比以前越來越復(fù)雜，他們之間的走向按照一定的先后順序連接，難免會發(fā)生一些管線碰撞的問題。碰撞現(xiàn)象分為軟碰撞和硬碰撞，軟碰撞即管線本身不碰撞，但是其間距足夠小，使得管線本身的功能或質(zhì)量無法完成，硬碰撞即管線直接交叉，使其不能行使自己的功能。在二維CAD繪圖過程中由于只知道兩個緯度的聯(lián)系，難以弄清第三個維度（高度）之間的聯(lián)系。由于工期問題或者對設(shè)計者二維圖紙的理解不深刻以及在實(shí)際施工工程中施工人員的習(xí)慣做法，可能會對建筑項(xiàng)目的建造沒有完全按照設(shè)計者的思路進(jìn)行建設(shè)，勢必造成工程項(xiàng)目質(zhì)量的降低。

2.設(shè)備保養(yǎng)與運(yùn)營管理。保養(yǎng)問題歷來都是工程建設(shè)人員容易忽視的問題，隨著目前社會的發(fā)展，建筑管線數(shù)量與種類變得越來越多，其設(shè)備檢修保養(yǎng)的難度也隨之變得越來越大，成本也變得越來越昂貴。建設(shè)好的項(xiàng)目不重視保養(yǎng)后期修復(fù)，造成項(xiàng)目的壽命減小，使用功能隨著時間的增長逐漸喪失，同時設(shè)備在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中容易因時間信息差異造成設(shè)備的不準(zhǔn)確性，造成不必要的損失。在設(shè)備安裝過程中，眾多管線的干擾同時也會影響施工人員的安裝進(jìn)程與效率，嚴(yán)重的可能造成管線安裝的錯誤，使工程返工幾率大大增加。

（二）引入BIM技術(shù)帶來的效果

1.管線碰撞。適當(dāng)?shù)睦肂IM碰撞檢測可以優(yōu)先施工圖的質(zhì)量，可以檢測到管線與建筑結(jié)構(gòu)模板的碰撞和管線自身的碰撞，避免項(xiàng)目施工設(shè)計過程中管線碰撞問題的發(fā)生，在建模完成后直接進(jìn)行觀察相應(yīng)比較明顯的管線（水管、風(fēng)管、電橋架）碰撞現(xiàn)象，使得設(shè)計人員明白自己在設(shè)計過程中出現(xiàn)的錯誤，使得施工人員及時避免實(shí)際施工時出現(xiàn)碰撞（見圖3），以減少項(xiàng)目成本與返工幾率，使得項(xiàng)目中管線的功能得到發(fā)揮。技術(shù)中可以通過建立相應(yīng)的碰撞檢驗(yàn)報告（如圖4），生成的報告中具備了發(fā)生碰撞問題的管線名稱及詳細(xì)位置，這樣在人居生活水平顯著改善帶來的建筑管線數(shù)量與種類顯著提高的現(xiàn)在，可以方面設(shè)計施工人員快速查找碰撞目標(biāo)，及時解決問題，顯著提高了工程的效率及質(zhì)量。發(fā)現(xiàn)的管線問題通過管線優(yōu)化設(shè)計，對硬碰撞，如管線與墻直接穿過，必須進(jìn)行更改，如果發(fā)生硬碰撞，如管線之間間距過近，造成另外的管線無法安裝等，調(diào)整管線位置和方向即可。

2.運(yùn)營管理。設(shè)備信息系統(tǒng)，BIM模型中的設(shè)備信息隨著工程的進(jìn)度可以進(jìn)行實(shí)施的更新，在運(yùn)營階段，可以建立設(shè)備運(yùn)行維護(hù)信息庫，對設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行自動控制，管理人員也可以通過模型建立的信息建立在二維碼上，每臺設(shè)備都會貼上相應(yīng)的二維碼信息，上面需要記載設(shè)備的生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、設(shè)備型號、內(nèi)部構(gòu)造等基本信息，便于管理人員在數(shù)量與種類眾多的設(shè)備中及時查找設(shè)備維修保養(yǎng)信息。

遠(yuǎn)程質(zhì)量驗(yàn)收，通過利用該技術(shù)建立的項(xiàng)目模型和實(shí)際項(xiàng)目之間的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目與科研設(shè)計院所的遠(yuǎn)程質(zhì)量驗(yàn)收系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，專家在會議室就能對項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收工作，這極大地提高了工作效率。目前，全國正在由110多件項(xiàng)目進(jìn)行遠(yuǎn)程質(zhì)量驗(yàn)收系統(tǒng)的研究，相信在不遠(yuǎn)的未來，該技術(shù)必將為工程項(xiàng)目的效率做出更大的貢獻(xiàn)。

三、BIM在目前推廣的難度

（1）成本比較高，成本包括硬件成本和軟件成本，技術(shù)需要電腦的性能配置比較高，引入的技術(shù)授權(quán)費(fèi)昂貴。（2）專業(yè)人才稀缺。我國BIM技術(shù)方面的人才處于急需狀態(tài)。（3）CAD更便捷。CAD技術(shù)具有繪圖難度低、成本低、便捷的特點(diǎn)，BIM技術(shù)結(jié)合多個學(xué)科知識，制作難度也相應(yīng)的有所提高。（4）試錯成本太高。技術(shù)在運(yùn)行中，必然存在技術(shù)的失誤，而在利用技術(shù)的過程中，需要耗資巨大的硬件和軟件投入，以及人才的培養(yǎng)和招納，一旦技術(shù)失誤，損失重大。

四、總結(jié)

隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，將來會有更多的工程項(xiàng)目使用該技術(shù)，大小工程一體化將會成為發(fā)展的必然，未來將會有更多的綠色建筑利用該技術(shù)得以建造，最大限度的使建筑節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約材料、保護(hù)環(huán)境減少污染，使得更多的建筑與自然和諧共生。未來，“3DGIS+BIM+移動互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+云服務(wù)”必將結(jié)合在一起，為我們的生活增添更多便利與舒適，讓我們的地球真正成為與人和諧發(fā)展的家園。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧琬玫.BIM技術(shù)及其在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[D].天津大學(xué)，2013：9-10.

[2]萬晶晶.住宅園區(qū)地下管網(wǎng)BIM技術(shù)應(yīng)用研究[D].武漢理工大學(xué)，2015：18-21.