（湖北省建筑设计院 湖北 武汉 430212）
【摘 要】BIM技术有其独特的优势，它的出现是建筑工程行业的又一次巨大变革。本文简单介绍了BIM技术的特点，并结合本人亲自参与的实际工程案例，对BIM技术和暖通空调专业之间的技术融合作了一定的探讨。
【关键词】BIM技术；暖通空调；精准建模；三维模型；设计
【中图分类号】TU83 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）22-0201-03
随着社会科学的发展和城市化进程的推进，建筑功能越来越复杂，建筑内部机电管线也越来越密集。利用传统的CAD二维设计已经不能准确、清晰的反映机电管线的情况。随着数字化、信息化和智能化技术在工程领域的发展，BIM技术的优势越来越得到广泛的认可和体现，BIM三维设计取代CAD二维设计最终将成为一种必然。
1.BIM的概念提出及运用状况
BIM的英文全称是“Building Information Modeling”。国内较为一致的中文翻译为：建筑信息模型。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数字化的工具，通过参数模型整合项目的各种相关信息，在项目策划、设计、施工以及运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为参与单位在项目各阶段提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
BIM技术在国外运用的较为成熟，目前美国国家建筑科学院（NIBS）已组成了一个委员会牵头制定国家建筑信息模型标准（NBIMS）。目的是确立一个更为先进的规划、设计、建造、操作和维护的过程，在全过程使用标准化的计算机可识别的信息模型，并搜集全生命周期的所有相关可用信息。而我国起步较晚，2012年，中国建筑科学研究院牵头成立了“中国BIM发展联盟”，组织了147家企业进行了BIM标准、关键技术的研究。投入了千万元资金和上千人员进行BIM标准的研究。
2.工程案例中BIM技术在暖通空调中的具体应用
工程案例中BIM技术在暖通空调领域中的具体应用主要包括以下四个方面：（1）BIM技术辅助设计，（2）项目的协同工作，（3）BIM技术辅助施工管理，（4）运营维护中的应用。
（1）BIM技术辅助设计主要应用点
①项目设计表现可视化。BIM技术可以通过全专业的精准三维建模，各专业构件的形状、位置在模型中可视化体现，因而更加直观的表达出设计者的意图。
②系统校核。BIM技术可以把所专业图整合在一个模型上，方便各专业间的系统校核。
③管线综合。BIM技术对各专业设计图纸进行建模，将多专业的模型集成到统一的模型中，通过专业的BIM模型碰撞检查软件，可以很方便的在虚拟三维环境下进行快速、准确、全面的计算，并检查出图纸中的错误、遗漏及各专业管线之间及管线碰撞等问题，有助于在施工图设计阶段发现问题，解决问题，减少后期施工阶段的变更和修改。
④预留预埋图。在BIM模型的基础上，可以很容易得到所需要的平面图、立面图、预留预埋图及任意的剖面图，同时这些图是相互关联的，可以最大限度消除图纸的错改漏改现象的发生。
⑤室内净空分析。BIM技术可以通过全专业精细化建模，提供室内净空分析，合理安排管线、设备的敷设和安装位置。
⑥建筑性能分析及室内环境模拟。在设计前期通过BIM技术可以对建筑物周边环境进行分析，同时，在设计过程的不同阶段，可以对建筑对象进行分析。这些分析包括地形分析、日照分析、风环境分析、室内舒适度分析等。
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⑦施工图设计。BIM技术不是传统的CAD那样，将建筑信息存储在相互独立的成百上千的CAD文件中，而是用一个模型文件来存储所有的建筑信息。当需要呈现建筑信息时，无论是建筑平面图、剖面图还是门窗明细表，这些图形或报表都是从模型文件实时动态生成出来的，可以理解成数据库的一个视图。因此，无论在模型中进行任何修改，所有相关联的视图都会实时动态的更新，从而保持所有数据一致和最新。从根本上消除CAD图形修改时版本的不一致现象。
（2）项目的协同工作主要体现在：BIM技术的运用是基于办公平台的数据整合，是基于云技术的设计协同，施工现场协调。是将相关的规范和要求等集成到BIM项目的模板和族库当中，而各个专业通过项目模板和族库的共享，可以轻易实现项目的一致性。
（3）BIM技术辅助施工管理主要体现在：施工进度管理，物料管理，工厂化预制加工，辅助调试等方面。现以风管的制作安装为例对此作一简述。
首先，施工现场设置一个机器人全站仪（如美国天宝Trimble RTS 773+Tablet系统），结合BIM模型复核结构完成面，将结果反馈给深化设计与现场施工管理人员。深化设计人员和风管预制厂家根据反馈的BIM数据和国家相关规范预制出半成品风管，现场施工需严格按照BIM数据，高效，高精度完成管线及设备的定位及安装。最后，仍依靠机器人全站仪辅助施工验收，检查管线和设备安装水平度、垂直度、直线度等情况。整个工艺流程可实现可视化放样，规避现场环境变化造成的施工错误，减少返工，提高生产效率和施工质量。
基于二维码的物料管理系统功能为直接读写数据库，从生产、运输、入库、出库及安装进行可追溯性管理，以及后期与BIM进行数据交互实现全数字化物业运维管理。
另外，BIM技术还可以在工程量计算及项目成本等方面进行动态的管控。
（4）运营维护中的应用：运用BIM技术可以建立竣工模型和交付标准，借助BIM大数据平台为业主提供详尽数据和其它增值服务。
3.BIM技术在机电系统设计案例中的应用
案例一：永煤集团总医院病房楼
（1）工程概况：本工程位于河南省永城市，建设单位为永城煤电控股集团有限公司。该项目地下一层，地上二十三层。总建筑面积为31485.12平方米，建筑高度为99.90米。属一类高层公共建筑。该项目暖通专业共投入3名设计人员，本人主要参与地下室暖通专业设计并为该项目暖通专业负责人。
（2）设计简述
①合理调配人员，成立永煤医院病房楼BIM设计项目组，同时配置满足软件运行要求的电脑硬件和专门集中的办公地点。
②前期由建筑结构专业建立起来的三维模型，形成一个建筑结构专业的中心文件，各机电专业分别建立中心文件和本地文件，专业间文件相互链接模型，实现对比，协调配合，专业内部按照工作集方式进行工作，通过释放权限进行实时的调整。
③机电专业根据设计文件开始建立各自的三维模型。暖通专业主要进行机械设备、风管管道、水管管道的绘制；给排水专业主要进行给排水设备及给排水、喷淋及消防管道的绘制；电气专业主要进行变配电设备及强弱电桥架的绘制；工艺专业主要进行净化设备及管道，医用气体管道及物流设备管道的绘制。各机电设备形成各自的机电系统，并根据各系统制定的不同颜色对系统进行区分，同时根据生成的各子系统进行各类材料表的统计。
④碰撞检查：BIM设计中，所有区域的管线都已经直观显示在模型中，管线的交叉碰撞也一目了然。通过专业的BIM模型碰撞检查软件，首次检查结果共有5000多个碰撞点，并在图中一一做了标记。方便设计人员的修改。
⑤剖面和大样图的生成。三维模型的一个优势就是可以很方便的获取所需要的剖面图和大样图。而模型的任何调整也会实时的反映在相关的剖面图和大样图中，这样大大的节省了因平面调整而修改剖面和大样图的时间。
⑥明细表的生成。三维模型特有的信息化属性，使其拥有自动统计生成设备明细表的功能。生成的明细表不仅比常规的明细表更为精细，还可以根据模型的修改自动调整，从而提高设计的精准度。
⑦施工图的绘制，目前的施工图还是以二维蓝图作为出图标准，因此建立的三维模型要转换为二维平面图纸，同时设置符合符合出版要求的注释文字信息，即可按传统方式完成图纸打印。
案例二：省联投集团比利时科技园
（1）工程概况
该项目由湖北省联合投资发展有限公司投资，地点位于比利时新鲁汶市，总建筑面积119509平方米。一期将建成3栋多功能写字楼，享有达33370平方米办公及会议空间，1.1万平方米的公寓式酒店，1247平方米商业区和7180平方米的停车场。项目设计追求节能环保，追求科技与环境的融合。项目设计方为比利时BAEV建筑事务所，施工方为比利时MATRI 公司，本人作为省联投集团设计咨询工程师，参与该项目的暖通专业设计咨询工作。
（2）设计简述
该项目办公区域冷、热源（空调主机）采用地源热泵系统+冷却塔+燃气锅炉。末端采用吊顶辐射板。酒店和商业区供暖供冷设备采用VRV空调，酒店的热水由天然气锅炉提供。据比利时设计方介绍，他们是采用BIM三维建模设计，因此在如空调机房、房间走道等管线较多且复杂的地方可以做到精准设计。其最后出的蓝图如二维平面图、剖面图、大样图等也是由三维BIM图转换过来的，一张图纸里同时有平面图、大样图、剖面图和三维图。施工人员读图和施工非常直观方便。而且还可以通过BIM技术漫游模拟解决机房检修通道、功能区等问题。
4.结语
运用BIM技术进行项目建设，特别是机电专业有着巨大的益处，在设计、施工及运维阶段，BIM技术的使用不但能够得到比较详细的数据，并且在项目的生命周期中，通过有效的运营能够延伸这项技术的长远价值，并且系统化的程序关键是可以节约成本，减少经费预算。随着互联网+、BIM技术推广普及，对提高整个行业的生产效率和设计精度会有巨大帮助。
参考文献
[1]董大纲，蔡悠笛，张杰，李德英.BIM技术在暖通空调设计中的应用初探[J].暖通空调，2013(12):3-5.
[2]黄建军.试论BIM技术在暖通空调设计中的应用[J].江西建材，2015(17):31-32.
论文作者:刘晓炯
论文发表刊物:《建筑知识》2017年22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：模型论文; 技术论文; 专业论文; 管线论文; 项目论文; 建筑论文; 剖面图论文; 《建筑知识》2017年22期论文;