王奕
深圳市同济人建筑设计有限公司 518000
摘要：本文结合BIM技术暖通信息模型，进行管线综合设计及相关的性能化分析。此文以深圳某办公园区地下车库为例。
关键词：BIM：管线综合
建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。管线综合为施工前，在图纸对各专业的管线安装位置进行协调，以避免施工过程中的返工，浪费及安全隐患。对于暖通专业，由于管道尺寸大，对净高影响大，且施工后不易修改管线走向等，管线综合对于暖通专业实施有重要的意义。
BIM管线综合需要依托于BIM软件。软件的主要功能为在空间真实显示管道、设备、门窗、墙、梁、柱的位置及尺寸等。并能进行碰撞检查、以多种方式显示碰撞位置、输出设备管线综合平面图、对模型进行三维漫游并输出动画等。同时，依托于不同的软件可建立更加丰富的构件信息，并发挥BIM的模拟性、优化型等优点。
一、工程概况
本工程为深圳某办公园区地下车库。该办公园区用地面积为63233㎡，地下车库总建筑面积约53350㎡，主要功能为汽车库、非机动车库及设备用房。暖通专业主要设计内容为车库，设备用房的通风、排烟。舒适性集中空调系统，其特点有：面积大、净高变化复杂、管线多、综合难度大。
二、该工程暖通BIM技术在地下室管线综合中的应用
（一）准备工作
根据项目特点，结合项目团队的使用软件习惯，及与其他软件的交互性等，本项目选取REVIT2014作为主要建模及碰撞检查软件，并辅之Naviswork及MagiCAD等软件。根据项目目标与周期，本次BIM建模的范围为设备用房外的管线，且省略尺寸不对管综结果造成影响的管线及管件（如管径小于DN50的喷淋管）。BIM建模前，先于二维平面图纸上对各专业管线进行初步管综配合，并拟定各专业基本建模原则。
（二）如何建模
机电BIM模型后于土建BIM模型建立。各机电专业将土建建模型外部引用至本专业中心文件，并导入各自施工图CAD图纸，再根据需求，按系统定义颜色及连接方式等。如暖通专业按排风、排烟、送风等建立不同的风管系统，并定义默认的弯头、三通、四通等的形式。为保证净高，设置风管连接时为顶平连接。对于不影响管综的管件，阀件及设备，建模时可选择的进行减免。以暖通专业为例，可认为风管阀件，侧送风口等在空间上基本能由风管本身代替，故在建模时并未建立以上部件。
（三）碰撞及调整
在各专业BIM模型基本完成后，开始碰撞检测及调整。本次项目初始拟定的三次碰撞的阶段性目标如下：解决各机电专业与土建专业的碰撞，解决本专业自身内部碰撞；解决各机电专业管线与其他机电专业的管线碰撞；基于第二次的结果优化解决剩余的管线碰撞问题。
对于管综调整原则为：无压管让有压管；小管让大管；容易施工的避让施工大难度的；保证机动车库的净高在2200mm以上；其他各专业为保证设计效果的要求。在调整过程中，暖通专业发现若干原设计问题，并进行优化。如原设计地下车库某处排风系统主风管布置在水、电专业的机房外，与水电专业的大量管线交错，无法保证净高要求。使用BIM建模并进行调整之后，改动该排风系统主管走向，保证该处净高。
（四）结论
碰撞调整完毕后，需要向甲方提供平面图纸成果。一张施工图纸应至少包括空间信息和设备信息两个方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对比BIM模型及原施工图图纸，比较结果如表1：
表1 BIM模型与CAD二维图纸比较
类型BIM模型CAD二维图纸比较
空间信息全不全
设备信息不全全
因BIM模型设备信息不全，且由BIM模型直接出图有出图标准不符等问题，本项目采用根据BIM模型修改升版原CAD图纸的形式。另外将各专业图纸一起出图，管线间的排布避让会使专业设计图显得繁琐，疏密无序。这个矛盾涉及到设计阶段的划分与深度要求，在施工图阶段如何平衡专业设计表达与BIM模型深度要求，也需要有官方的标准作为依据。因此本工程具体操作方式为用REVIT导出CAD图纸作为参考，对原CAD施工图进行修改，即讲原CAD图纸所欠缺的空间信息反馈到图纸上。强调的是：由于工作量及管综需求的差异，不同专业反映空间信息的深度并不同。比如：给排水专业，在BIM模型中有大量细管管道的局部上下翻，不可能由人为一一反映。本项目解决此问题的办法：在向甲方提供平面图纸的同时，提供BIM模型作为参考。
此外，与传统二维管综图纸将各专业图纸叠装出图不同的是，本项目各专业BIM模型由各专业人员所搭建。故本项目为各专业根据BIM模型各自升版原施工图，但共用BIM中导出的重要节点剖面图。
显然，此种校审模式不再针对叠装的管综图纸，而需要不同专业的校审人员在检查各自专业的基本内容的同时，对BIM模型及其对应的平面图纸的标高关系也进行一定程度的审阅。管综成果的正确性由BIM项目负责人承担。
（五）性能化分析
性能化分析是根据建筑信息，对其性能进行模拟与预测的手段，需要除空间信息外的更多参数化信息。当前BIM技术可支持的性能化分析包括：暖通负荷计算、光环境模拟等。在此仅以暖通专业分析风口调节参数为例。
在分管系统设计中，每个风口均有设定风景，并设置一定的调节措施。风口运行参数与换气效果，人体舒适度及消防要求息息相关。
在传统设计阶段，根据需求对风口设定风量，但无法精确预测每个风口的运行风量，也无法给出具体的调节措施，仅在施工完毕后进行调节时才能有所检测。若风口设计不合理或为提供足够的调节措施，可能现场无法调节至规范及使用要求。运用BIM技术，在建模阶段，对末端风口调试进行一定的建模。将有效的指导设计及施工。
为实现此目标，在BIM建模时，需建风口，调节阀等部件，并能根据不同情况进行模拟。在REVIT软件中，虽有基本的风口，调节阀等构件，但其中的参数并不足以对实际情况进行模拟。因此本项目采用了有丰富产品数据的MagiCAD软件来解决以上问题。
选取本项目一个车库排风系统进行模拟。此系统采用带调节阀的单层百叶风口侧排。对此系统主要关心的是每个风口是否能在设定的风量下运行。
将分管、风口、风阀等建好后，首先将其选为一个系统。在根据暖通规范及设计要求，在软件中设定此次模拟的边界条件：保证各风口支路压力损失的相对差额不超过15%。
点选“不平衡率分析”后，可得各风管支管的风量、风速及压降等。点选风口及风阀，可得平衡调整后的运行状态。对比原设计风口风量参数，可得模拟后风口风量满足设计要求。点选风阀属性，可查得风阀的阀门开度值。此阀门开度值对实际运行运行调节有一定的指导意义。
结语
为了更好的体现 BIM 技术的价值，BIM 不仅仅应该只局限于设计阶段，还应该贯穿与整个暖通空调建筑生命周期的各个阶段，以此提高建筑物整个生命周期的运营效率。此外，性能化分析需依托于各类设备的参数，希望软件商与各厂家联合，制作出更多符合需求的设备BIM构件。
参考文献：
[1]董大纲，蔡悠笛，张杰等． BIM 技术在暖通空调设计中的应用初探［J］． 暖通空调，2013（12）：107 －109．
[2]张宇啸.关于暖通空调技术在绿色建筑的应用及展望.建筑知识.2011（09）.
[3]郦景玉.暖通空调设计方案的技术经济比较研究[J].中国新技术新产品.2009（03）
论文作者:王奕
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：管线论文; 风口论文; 图纸论文; 模型论文; 专业论文; 建模论文; 风管论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;