浅谈BIM在暖通工程设计中的应用

张婷

摘要：近10年来，BIM技术被越来越多地应用在工程项目设计中。BIM技术贯穿项目设计始终，能够将项目内的所有信息、资源整合到一起，可被项目中所有参与方使用。BIM的广泛应用有利于提升建筑工程的集成化程度。在暖通空调设计中，BIM技术也体现出了提升设计质量、加大可视化效应、暴露二维设计问题、减少后期施工麻烦等优势，使整个工程的质量和效率显著提升，为建筑业的发展带来了巨大的作用。

关键词：BIM技术;暖通工程设计;可视化

引言：目前，传统建造施工模式下的建筑管理与生产水平不高，迫切需要应用现代信息技术改变这一现状，推动建筑行业向更高效、更节能、更环保的方向发展。BIM 技术的应用与推广可有效解决传统建筑施工能耗高、效率低以及传统CAD 设计协调性差的问题，让建筑行业进入高效的信息化阶段。在暖通工程设计与施工中应用 BIM 技术可以实现对建筑模型的三维立体的可视化操作，并将建筑信息应用到建筑设计、施工、后期维保的各环节中，切实提升建筑工程信息管理价值。对此，文章首先介绍了暖通工程设计与施工的特点，然后分析了 BIM 技术在暖通工程设计与施工中的应用优势，最后探讨了 BIM 技术在暖通工程设计与施工中的具体应用，以供相关工作人员参考。

一、概述

当今，随着信息化的深入发展，越来越多的行业趋于向高度信息化靠拢，建筑行业也不例外。在暖通空调设计中，BIM技术被频繁提及。BIM（Building Information Modeling），即建筑信息模型，是建筑设施物理与功能特征的数字化表达，其为建筑全寿命周期的各种决策提供可靠的共享信息资源[1]。BIM 技术凭借可见性、全面性、相关性、相同性等特点得到了工程界的普遍认可，其在暖通空调设计行业中的应用经历了巨大的变革，从早期的 BIM=“翻模”转变为一个完善的信息模型，串起暖通工程各阶段的数据、过程和资源，包括项目策划、冷热源方案设计、暖通空调施工图设计、设备安装、运维乃至改造、拆除等过程。因此，BIM 可以被建设项目中的所有参建方、参与机构共同使用。

二、 BIM 技术在暖通工程设计与施工中的应用优势

BIM 技术指在一个单一的建筑模型中综合建筑整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件的性能信息，包括施工进度、施工过程等信息，可实现建筑信息的可视化，便于项目管理、工期与成本控制等。

2.1 有利于提高施工质量BIM 技术的出现与应用有利于协调建筑施工各个专业的信息，及时开展协同设计，显著提高项目设计与施工效率。在暖通工程设计与施工中，借助 BIM 软件良好的协调性、模拟性能够使暖通工程与其他建筑专业在同一个中心文件中进行协同设计，对于提高建筑施工质量与效率具有重要价值。

2.2 有利于提升施工效率在暖通工程施工阶段，BIM 技术能够直接指导施工，做好施工中人力、物力等资源的准备工作，不仅便于施工单位对建筑项目成本、进度与质量进行控制，而且有利于缩短施工周期，减少建筑资源浪费。例如在施工过程中可以借助 BIM 技术对建筑项目进行精准测量，然后进行全方位的模拟与设计，不仅可以在设计时进行冲突检查，还可以在施工初期进行模拟施工，解决传统施工中各专业协调性不足、建筑空间利用不足的问题。2.3 有利于建筑后期运维从建筑项目使用方（甲方）角度来看，利用 BIM 技术可构建建筑三维模型，实现建筑设计的可视化，简化暖通工程设计工作，不仅便于业主进行项目决策，而且也便于后期开展维护工作，可为建筑项目后期运维提供全生命周期的相关信息支持。此外，还可将 BIM 技术扩展应用至城市发展、城市规划等更广阔的范围中，对于城市发展和建筑维护具有巨大的社会价值。

三、BIM 技术在暖通工程设计与施工中的具体应用

3.1 BIM 技术在设计阶段的应用

暖通工程设计主要包括通风系统、空调风系统、空调水系统、采暖系统等。给排水设计分为给排水设计、消防设计图等。电气项目设计分为照明、动力、火灾报警、智能弱电平面图等。在许多大型建筑项目中，机电系统多且复杂，暖通管线设计十分复杂，而通过应用 BIM 技术不仅能实现各个项目之间的有效配合，还便于合理布置所有管线及机电设备，能够显著节约施工成本。在开展暖通工程设计工作前，需要提前设置并添加所需构件的属性信息，这样在后期设计中可直接使用，能大幅度提高设计效率。例如在借助 BIM 技术绘制风管系统时，可以提前将所需风管尺寸、类型、产品属性、布管系统等信息添加进去。在水暖电工程各专业设计初步完成后，需要将建筑、结构、水暖电工程各专业 BIM 模型集中导入软件平台中，掌握各个专业设计信息并进行碰撞检查，对所有可能出现施工冲突的点进行重点检查，避免出现施工返工等问题。碰撞检查后，根据检查报告和暖通工程规范可以对模型中所有碰撞信息进行优化，有时为了满足业主对建筑物净高的要求，可以结合实际情况对管线的走向及平面位置做出适当的调整。

3.2 BIM 技术在施工阶段的应用

BIM 技术在施工阶段的应用价值主要体现在以下几个方面：首先，采用 3D 模拟可直观展现建筑立体效果，有利于提高设计质量。利用 BIM 技术可以将建筑的模型信息与施工流程直接与建筑设计模型、现场施工模型等进行融合，将施工场地布置信息、施工准备等进行集成，进而建立建筑施工的 4D 模型，有利于提高建设单位的认可度。其次，借助 BIM 技术对暖通工程施工进行合理规划，可达到减少返工、节约资源的目的。建筑工程施工周期长，耗费的人力、物力多，如果在施工之前未能合理配置资源，那么就很难实现建筑施工的精细化管理。应用 BIM 技术可对施工环节、资源耗费等进行模拟，进而为建筑施工提供更精确的人力、物力、机械需求量，有利于建筑施工效益的提升。最后，针对暖通工程较为复杂的问题，利用 BIM 能够有效整合建筑结构模型，各个专业实现协同布设，可以高效利用建设空间，提高净空高度。同时，在设计过程中可以借助管线碰撞优化对暖通工程管线进行优化，让各个工种之间有序施工、有效配合。在通过预制模型对复杂、异型管线进行虚拟分割后，输出立体施工图，有利于指导现场施工，提高施工效率。

3.3BIM 技术在管线综合中的应用

將 BIM 技术应用到管线综合设计的过程中，设计工具、设计模式可从传统二维转化为三维可视，在设计之初，建筑设计就可实现 3D 可视化、全专业可视化，设计内容也可全部按照实际场景进行布设，有利于指导施工。传统建筑设计中建筑、结构、水、暖、电等需独立设计，而在 BIM技术支持下则不再需要独立设计，在设计阶段即可做好暖通管线、设备的安装设计工作，并体现在模型中，实现暖通管线的具体化。在管线综合中采用 BIM 技术需要对建筑、各个专业系统进行综合考虑，协调各个管线的排布，进而确定暖通设备的安装位置，确保后期内容设计中不会出现大范围的变动。例如在管线综合施工图设计中，可以基于BIM 技术查找、分析图纸设计中管线可能存在的问题，判断是否需要进行优化。如果初期设计图纸管线布线无问题，那么就可以进入施工阶段;如果出现管线综合原则问题，那么就需要对设计进行优化、调整。

总结：

虽然目前在国内的暖通空调设计中，BIM尚未全面普及，但越来越多的建设方已开始不单单只关注建筑专业的BIM技术，谋求工程设计全专业BIM实施应用，正逐步成为一种趋势。在暖通空调设计中，BIM技术的优势体现在加强可视化、暴露设计中的问题、在合理的能源方案基础上尽可能优化管线的设计、提升工作效率、提升专业间分工与合作沟通的容易程度，最终提高设计成果质量，减少施工阶段的设计变更、洽商及返工，保证施工工期，节约项目总投资。

参考文献：

[1]周小平.建筑信息模型（BIM）与建筑大数据[M].北京：科学出版社，2020.

[2]袁靓.BIM技术在正向设计项目中应用的难点分析[J].装饰装修天地，2020（13）：129-130.

[3]马智亮.我国建筑施工行业BIM技术应用的现状、问题及对策[J].中国勘察设计，2013（11）：394.

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