BIM技术深化设计在空调管道安装中应用

李发喜

【摘要】BIM技术在空调管道安装中具有非常重要的作用，通过建立三维模型，加之可视化、渲染效果和碰撞检测，可以让设计者清晰地了解管道交叉与重叠、建设空间不足等设计问题，预知工程难点，及时做到未雨绸缪，改善管道设计与规划，为优化建设进度，提高工程效益提供了宝贵的时间，最大程度为企业取得了利润。本文通过说明BIM技术的可视化以及三维模型建立分析与探讨BIM技术在空调管道安装中的重要应用意义。

【关键词】BIM技术；空调管道安装；三维模型

0引言

BIM技术对管道安装的应用即将施工中的建筑和机电设备管线进行三维建模，根据通风、消防、排水管、给水管等不同管道设置不同的颜色予以区分，模型建立完成后，综合空间标准、施工范围等要求，使用可视化功能和碰撞检测功能对建立的模型进行检测，可以及时发现与纠正管线铺设中发生的问题，提高机电管线安装的一次性成功率，降低后期返工的几率，确保工程质量，降低建设成本。建立好的三维模型能够有效协调施工过程中各部分的交叉作业，优化工期进度，有效节约管线建设材料，所以BIM技术在空调管道中的应用研究具有十分重要的意义。

1工程概况

青島市李沧区夏庄路伟东城市广场项目（商业地块）集大型商业、酒店、超市与影剧院为一体的大型商业建筑，规划用地64773平方米。本工程为商业建筑综合体，地下2层，地上11层（其中酒店为11层，其余商业等为4层）。裙房的建筑高度是23m，塔楼的建筑高度是49m。总建筑面积200696.95m2，地下建筑面积为98391m2，地上建筑面积为102306m2。

商业新风、排风系统竖向布置，按防火分区设置12套送风、排风系统。采用新风全热交换机组解决房间的新风和排风，新风机组带热回收装置，设置于裙房的屋面。新风经过滤（板式）、热回收、冷却（加热）后送入室内。商业部分大空间采用吊式空调机组，小空间采用风机盘管卧式暗装型。一层入口大堂处沿外围护结构设置散热器，以保证房间的温度。

2工程难点

专业管线多，布置密集，维修操作空间的预留难度大；大口径管道多，管道支架布置安装与结构的协调配合点多面广；明装管道多，深化设计的工作质量直接影响管线安装完成后的观感质量；需要外委设计的系统、设备专业多，协调难度大。施工工期紧；施工管理难度大。尽管本次投标工作仅仅为暖通空调部分，但本工程涉及的机电安装项目及专业分包较多，使得各机电专业，包含独立承包单位，如何统筹协调好各个部分的合理性成了重中之重。此外，施工组织难度高，安装质量要求高。在机电安装施工时如何与装饰工程做好配合，确保各类装饰件与其保持美观性也是要解决的难题之一。

3管线安装深化设计内容

3.1吊顶区域的管线综合深化设计为管线综合布置；无压管道（如冷凝水）与设备安装位置协调；大型灯具（设备）支吊架与吊顶龙骨位置。

3.2非吊顶区域的管线综合深化设计包括管线综合布置；伸缩缝部位管线安装。

3.3设备机房的深化设计是设备、管线综合布置；维修空间预留；噪声控制；设备运输路线规划。

4基于难点下的空调管道安装中BIM技术优化设计

为保证深化设计图纸的设计质量，配合土木建设、结构进行相应的图纸变更修改工作；各专业支管的综合协调平衡，并绘制成相应的深化设计图纸；配合精装修来完成各专业综合布置协调设计图纸。

4.1在管线工程协调深化设计过程中，除部分系统、设备由专业供应商进行深化设计并计算外，其他深化设计工作均由我公司自行完成，本工程深化设计中工作量最大、对工程施工质量进度影响最大的工作是各专业管线的综合平衡及协调。为提高各专业管线综合平衡及协调的速度及质量，在本工程中我公司将采用CAPE软件，对重点部位如制冷机房、首层精装修区域、地下室管线密集区域等重点部位依据现实情况建立完整的建筑、结构及机电各专业管线综合的三维模型。将各专业复杂的2D图形，转换为3D图形，从而提高图纸的可读性（如图1）。

1 地下室二层管线图

4.2由于BIM软件可以根据现实情况建立完整的三维模型，因此在模型建好后，可以根据实际需要从不同角度进行管线空间位置的观察检查，从而发现解决设计过程中可能出现的疏漏，并制定完备的解决方案，实现施工过程一步到位。BIM技术还支持二维出图功能，及时生成各个面的剖析图，施工人员若是对三维模型有观感上的困难，可以使用二维图对施工有更好的理解，便于施工。完整的三维模型也是对现场作业人员进行技术交底培训最好的教材，极大的提高现场作业人员对施工现场的认知能力，提高施工质量及进度。从不同角度观察建立完整三维模型的制冷机房管线示意图（如图2）。

4.3BIM技术能够在模型中对各部分管线可能遇到的物理碰撞进行全面的碰撞检查，并对各专业管线位置进行优化调整，进而从根源上减少甚至消除施工过程中可能遇到的碰撞交叉问题，及时发现并纠正管线重叠等设计问题，为合理安排各部分管线的施工工序提供设计上的无误，从而提高建设效率，最大限度减少材料损耗，优化施工进度。BIM技术碰撞检查及优化调整过程见图3所示。

3 管线碰撞调整后示意图

管道井管道深化设计：管道井施工前，深化设计部门将根据现场情况及各专业机电图纸，对管道井管道进行细化排列，绘制出管道井安装大样图及支架详图，用于指导现场施工。

BIM技术是非常有利于空调管道的安装规划的，由于管道的加工、焊接、热处理都是在预制厂里就完成的，所以现场施工更为快捷，同时加上机械设备的辅助，最大限度降低施工误差，提高质量标准。BIM技术的三维可视化以及碰撞检测等功能都有助于优化工程设计，及时发现与纠正管道设计中所存在的重叠、空间不足等问题，合理规划管道建设，使管道建设的各个部分都可以有序地进行交叉作业。BIM技术有助于节约施工现场的面积，减少了加工现场对施工现场的多余占用，此外，通过BIM技术可以减少建筑材料不合理的损耗，尽量减少由于已存在的管线阻碍而造成更改所有管线设计的几率，而且因为所有管道都使用了综合吊支架，降低了支架等设备的需求量，很大程度上提高了空调管道安装的一次性成功率，降低日后返工所造成的损失。

5结语

BIM技术在空调管道安装中的应用实现了三维模型这一突出进步，通过三维模型的可视化、碰撞检测等一系列功能避免了人工操作的烦琐复杂以及设计与施工不协调的潜在失误，由此实现设计方案与工程量信息的统一性与协调性，同时根据生成的统计结果计算施工中的管道材料用量，节约管道建设材料，有效控制建设成本的输出。

由于空调管道安装不同于一般的建设项目工程，甚至比建设项目工程更为复杂，BIM技术诞生不过几年，发展的还不够成熟，但BIM技术在确保安装质量的同时，节约管道建设材料，不断促进管道建设效率，因此BIM技术对于空调管道安装有着不可小觑的实践意义，相信随着计算机技术的不断发展，BIM技术也会得到相应的提高，越来越多的设计师将在空调管道设计与安装中运用BIM技术进行设计与规划。

参考文献：

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[2]压力管道设计许可现状分析与对策，刘志伟；赵桂芹，化工设备与管道，2014-02-20

[3]数字管道设计管理系统，韩冬梅，深圳土木与建筑，2013-06-01

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