摘要:当今,建筑信息模型(Building Information Modeling,简称 BIM)理念已在建筑行业各领域、各专业间的协同工作中越来越被国内外工程技术人员、研究学者所关注。由于近年来,国内外建设项目普遍具有投资规模庞大、参建单位繁多、建设周期长、功能要求高和全寿命周期信息量大等特点。建设项目从设计阶段、工程建设阶段再到工程运行维护阶段,工作内容极具复杂性和多样性,过去传统的信息沟通、传递方式和管理方法已远远不能满足现代建筑业的要求。
关键词:BIM;暖通工程;传统建筑业;应用及研究;
引言
BIM 技术可以通过三维共同工作平台以及三维信息传递方式为实现设计施工运维管理一体化协同模式提供有效的解决思路和技术平台,为解决建设工程领域目前存在的整体性差、协调性不强等问题提供行之有效的解决方案。它主要表现在对于建筑设计阶段提高了设计的全面性和精准性,有效降低了传统二维设计中不可避免的“错漏碰缺”,大幅度提高了设计质量;对于工程建设阶段则直接方便了施工组织、缩短了施工工期、减少施工污染和浪费,极大的方便了施工单位对于成本和质量的控制和管理;而对于工程使用方(甲方)则最直接地反映在三维模型的可视化方面,可以使很专业的工程建设技术问题简单化、直接化,便于业主的决策和项目优化以及项目管理;另外,BIM 技术由于是服务于建筑全生命周期的信息模型系统,对于项目的后期运维管理提供了强大的技术支撑——甚至是可以扩展到服务于城市的运维管理,其公共价值和社会价值潜力巨大。很多著名房地产企业也将BIM 应用作为未来核心竞争力之一,大型施工企业则更积极的开展 BIM 的实践与探索。
1 暖通工程设计阶段问题分析
建筑设计是一个建筑实体的源头,好的设计模式和设计思维对后期的施工、运维阶段起到关键、甚至决定性的指导。调查统计表明,虽然 BIM 技术在中国市场推广了一段时间,由于技术难度、平台提供以及技术人员的认可等多方面的原因,当前 95%以上设计单位依旧依托于 AutoCAD 为设计平台,只有极少数单位在设计阶段依托于 BIM 技术。
1.1 暖通工程中工作效率与设计质量问题
设计阶段,表达建筑物的图纸主要有平面图、立面图和剖面图三种,设计师需要根据自己的空间思维想象平画不同的视图;软件中各种视图之间并没有关联,设计师画一笔是一笔,最终是用线表达出的图形。CAD 的表现方式基本上以 2D 平面图为主,图纸中以点、线、面的概念呈现给项目参与各方,且这些信息是散碎且无专业的,需要很强的专业知识才可以读懂,对于外行人来说很难理解。
在 CAD 为主流设计工具的时代,由于上述特性的影响,在设计阶段发生变化会对整个建筑系统产生的影响,都可能需要对专门的设计模型逐一重新进行设计和计算,来解决因变化产生的影响。设计师理应充分体现自己的设计理念,把更多的时间花费在设计思路、设计要求和新的设计理念上,单当前的设计平台,设计师更多的时间消耗在图纸的线性表达上,而大部分的线性表达并不带有专业性的能量等信息属性。
1.2 暖通工程与其他专业之间的协调问题
设计阶段,暖通专业主要协同的专业为建筑、结构、给排水、电气专业。涉及到暖通外线时,还需要和景观专业进行配合,当有精装时,还需要配精装设计。因此,一个建筑的设计,需要涉及到多个专业,各专业息息相关,这样,各专业之间的协调就显得尤为重要。协调主要包括 2 个方面:一是本身专业之间的协调,即各专业之间的互提条件;二是各专业之间内容修改时,其他专业是否能够及时知道修改信息并进行相应调整,以及是否有专业之间的变更关联平台。
1. 暖通专业在设计阶段与各专业之间的协同配合
1.1 与建筑和结构的配合
首先在设计初期就要与建筑设计师进行配合,了解建筑物在整个规划中的位置,周边的配套建筑,周边的供水、供电、下水、热网的一些基本情况,以及是否有可供接口。例如,若是周边的热网有热力接口,在设计时就要以此为依据考虑供回水主管的位置。此外,制冷机房、空调机房、土建排烟井、管道井、暖沟等的位置与尺寸要及时与建筑专业进行沟通,避免造成设备空间预留不够、位置不对应造成后期的设计问题。在有限的空间内,设计中难免会出现一些问题,例如:进风口和回风口位置太近导致的气流组织循环不利问题,最终造成能源浪费;不合理的机房位置造成的噪音问题等。
1.2 与给排水和电气的配合
与其他专业的配合相比较,暖通空调与给排水专业的配合,主要体现在管线的交叉问题。要解决交叉问题上,在项目设计之初,水、暖专业之间要定好彼此的大概高度,如梁下距离,并且保证管道的布置位置、间距符合规范要求。暖通空调专业应提给水专业设备的用水量、用水点位置以及水质和水压条件等。
2. 各专业之间的协同平台
以上所述可知,暖通专业在设计过程中与其他各专业之间需相应的条件进行配合协同,通过怎样的形式和方式进行沟通协同就显得的尤为重要。在设计初期,各专业之间相互提条件一般会以 CAD 图纸的模式在本专业的图纸上进行云线圈注,然后将图纸提给所需要的专业,但云线圈注本身没有关联属性,容易出现遗漏缺失。
在设计过程中,各专业的设计息息相关,但各专业的设计都不是一步到位,在设计过程中都需要不断的修改调整才能达到最终的设计标准。即便最初的方案设计正确无误,在经过初审和复审的过程中,专家也会提出相应的意见进行调整。因此,在建筑设计中,不断的调整设计是影响整个专业设计以及各专业设计的关键问题。而 CAD 二维图纸设计的弊端便是,一个专业修改后,另一个专业并不能做到“协同设计”实时更新,需要人为批注,那么遗漏就在所难免。
3.1.3 暖通工程在项目设计阶段的衔接问题
项目设计衔接不同于专业之间的协同,专业之间的的协同更侧重于不同专业之间的设计人员之间的协同,而项目之间的协同更倾向于设计人员与甲方(业主)之间的协同。传统的项目之间的协同,专业之间的人员与甲方相关专业之间的沟通较少。一般是通过设计院的项目负责人与甲方的负责人进行沟通。主要包括四个阶段:方案设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段、施工配合阶段(设计变更、技术支持)。
甲方负责人对设计的专业知识相对欠缺,更多的是与设计院的项目负责人进行设计时间节点及相关手续的沟通。设计院一般在以上 4 个阶段为甲方提供相应的设计图纸,没有共同的平台进行信息分享及沟通。所有备份及过程图纸都是认为后期整理,容易出现图纸版本对不上的情况。尤其是后期的设计变更表现的尤为突出。
3.1.4 暖通工程在传统二维管线综合的问题
随着现在国内项目逐渐复杂化,管线综合就显的尤为重要。在目前的设计中,传统的 CAD 设计再简单的项目中并不会做详细的管线综合详图,施工过程中自行安装。但是对于复杂的设计项目,管线综合必不可少。管线综合主要设给排水、暖通、电气三个专业之间的管线、桥架之间的走向。
在大型复杂的建设项目设计过程中,传统二维管线系统排布复杂、纵横交错,往往会出现管线与管线之间、管线与结构之间发生碰撞的情况,不仅影响建筑结构,而且还会影响建筑净空高度,造成返工现象严重,产生不必要的浪费,甚至埋下安全隐患。如表1所示:
表1 传统二维管线综合的问题汇总
论文作者:周小龙1, 缪煜2
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/9
标签:专业论文; 阶段论文; 管线论文; 各专业论文; 暖通论文; 图纸论文; 项目论文; 《建筑实践》2019年第07期论文;