基于BIM技术对暖通空调施工过程中的管控

金 雷 （宏城建筑设计研究院（北京）有限公司，北京 100015）

1 引言

BIM技术在工程中又被称之为描述建筑结构的信息模型，是现代化工程产业发展衍生的新型工具，将此技术与计算机设备进行集成，可以实现对建筑信息的可视化展示与描述。自此项技术在建筑领域内推广使用，我国的建筑行业便在国际市场上取得了长足进步[1]。为了进一步落实此项工作，本文引进此项技术，以暖通空调施工为例，对此工程施工过程中的管理控制方法展开设计研究。

2 BIM技术应用的重要性分析

为了掌握BIM技术在工程中应用的可行性，可在开展相关研究前，对此项技术的特点进行描述，相关内容见表1所示。

BIM技术在工程中应用的特点 表1

将BIM技术与暖通空调施工进行对接，可以实现对工程施工过程中产生信息的可视化。综合国家电力局反馈的信息可知，建筑行业耗能占国家整体能耗的40.0%，而在建筑行业中，暖通空调的能耗占建筑行业总能耗的65.0%。为了实现对此方面的优化，设计人员可在进行建筑结构中暖通空调设计时，通过对空调管线布局的优化，降低空调用电时在线路上的损耗[2]。而大部分建筑结构的管线布设较为复杂，在2015年，我国建筑工程师首次在进行空调管线布局的优化设计时，尝试将BIM技术与工程进行对接，并通过连接的方式，对工程不同模块中的管线关系进行了可视化处理，技术人员通过对此方面信息在设计中的传递，解决了设计中的多种纠纷问题，实现了对传统设计模式的优化。因此，可以认为在现代化建筑产业可持续发展的社会背景下，引进BIM技术对于优化工程结构设计图纸、提高工程施工过程中的管控，具有十分重要意义。

3 基于BIM技术的暖通空调施工过程管控

3.1 选择暖通空调施工管控中的BIM支撑软件

为实现在暖通空调施工管控过程中，对BIM技术的合理应用，首先针对BIM支撑软件进行选择。当前，常见的BIM支撑软件包括Revit软件、Bentley软件和CAD软件。综合暖通空调的施工管控，需要对上述软件进行针对性选择[3]。

①在图1所示互用关系的基础上，在管控的过程中，需要实现对具体结构的分析。当前Revit软件与BIM模型之间的配合度极高，可根据BIM模型的信息内容对其结构及设备具体分析，并通过Revit软件自动生成的结果，能够用于对暖通空调结构的调节和反馈，同时在完成对结构的调整后，能够自动更新BIM模型的信息，实现双向转换。

图1 BIM支撑软件与管控信息互用关系图

②针对暖通空调施工管控过程中的几点分析，可采用国产鸿业软件或国外Designmaster等机电分析软件。

③针对暖通空调结构的综合碰撞检查需要，由各个专业负责人员利用不同的建筑模型对BIM项目模型进行设计，并汇总完成一个完整项目设计模型[4]。由于上述过程工程量较大，由于硬件本身的限制无法实现在一个文件当中对整个暖通空调施工项目管控进行操作。为了达到整合效果，选择在Bentley软件当中，通过三维协调、四维计划和动态模拟相结合的方式，实现对BIM模型综合碰撞的检查。

④针对管控成果发布和审核的需要，可选用CAD软件作为其支撑软件。利用CAD软件将BIM模型整合为轻型静态模型，并利用CAD软件的普通格式资料进行编辑和修改，在具体结构上完成对审核意见的标注，从而为各个参与暖通空调施工的单位参考和使用，提供便利条件。

3.2 基于BIM的施工管控范围选择与管理流程协调

在完成对BIM支撑软件的选择后，针对具体工程项目，结合建筑结构特点，对暖通空调施工管控范围进行选择。暖通空调大多集中在标准层、餐厅、机电管道集中的地下室等区域。因此，可将此部分集中区域作为BIM管控的重点区域，对不同区域中的空调通风系统、散热装置、供暖系统、地源热泵等结构的施工进行管理，通过此种方式，实现对管控范围的选择与划分。

完成对施工管控范围的选择后，将其作为基础对管控流程进行调整，通过各个施工模块，实现对暖通空调施工管控的专业协调和沟通。针对各个模块中平面图或剖面图展示不清晰的位置，可对其进行二次设计，并在设计过程中，对其内容进行详细说明。同时，在协调过程中可通过构建的BIM模型完成，以此将专业间提示的时间节点变得模糊，从而将管理协调融入到整个流程当中。同时，为了解决传统管控方法下，暖通空调各项施工工作无法实现协调共享的问题，在引入BIM后，对其进行管理流程协调的进一步优化。

①选择在BIM系统当中，利用中心文件创造一个本地文件。将局域网服务器当中的暖通空调施工项目创建模型文件打开，并选择显示界面当中的“新建本地文件”选项，创建一个能够与中心文件进行同步的本地文件，并将其保存到本地。

②在界面当中创建一个全新的工作集，并将该工作集作为活动工作集。再次，将需要进行暖通空调施工的建筑模型楼层平面图复制，并粘贴到暖通专业相关平面当中，并将生成的视图样板更改为暖通专业专用视图样板。

③在生成的各个暖通楼层平面图当中完成对上述各项管控工作的设计。由于在实际管控过程中，各个专业均在同一个中心文件当中进行，因此模型当中包含了所有的专业信息，为了实现对图元信息的正确显示，需要灵活运用对视图进行可见性控制的功能，将不需要显示的图元关闭。以此在提高模型中图元信息利用价值的同时，提高管控的效率。

3.3 基于BIM可视化平台的暖通空调综合绘图成果展示

完成上述研究后，将施工及其管理过程中产生的数据导入可视化终端，在终端上构建一个针对暖通空调施工信息的可视化平台。在此过程中导入的信息均为二维组合信息，包括暖通空调管线的组合，空调表达设备外形结构参数等，将相关信息辅助以文字、数字的表达方式，进行立体化处理。

按照图2所示的流程进行施工成果的可视化，在对应的可视化界面，所有与暖通空调设计施工的相关信息，均在界面中较为直观的方式呈现[5]。与空调成连接状态的管线交叉、碰撞情况也较为清晰，对于在此过程中出现的管线综合问题，需要定位到工程细部结构，并通过在界面上进行管线微观调整与宏观检测的方式，进行工程施工成果的优化。

图2 暖通空调施工成果可视化流程

在完成施工成果细部结构的可视化处理后，现场技术人员需要进行工程的技术交底，并对总工程量进行核对，逐条进行工程数据整理，确保为工程成果输出提供充足的数据作为支撑。此外，可在完成暖通空调数据的汇总后，将数据进行格式上的统一化处理，将与工程相关的数据存储到可视化平台数据仓库中。将工程数据与建立的工程三维模型进行匹配，完成匹配后，自动识别模型中与工程数据无法实现有效对接的数据，在可视化模型上进行工程量与工程信息的调整。通过此种方式，实现对暖通空调施工成果的可视化。在完成对工程所有工作项目的设计与可视化调整后，任意选择模型的剖面作为截面，即可生成暖通空调施工成果图。并使用BIM软件中“模型连接”与“工作模式共享”功能，将成果图进行共享，通过此种方式，不仅可以实现对基于BIM可视化平台的暖通空调综合绘图成果展示，也可以实现对成果处理中各专业的协调与分工，尤其针对一些大型暖通工程，按照上述方式进行施工成果的可视化展示，可以节约大量的工程成果竣工结算与管理时间。综上所述，完成对其施工过程的综合管控，实现BIM技术在暖通工程中应用的研究。

4 管控效果分析

按照上述论述内容，在引入BIM技术后，针对暖通空调施工过程中的管控方法进行了理论层面上的设计，为了进一步验证该管控方法的实际应用效果，将其与传统管控方法应用到某工程项目的暖通空调施工当中，并针对应用效果进行记录，实现对二者比较。已知该工程项目中的暖通空调施工若采用传统管控方法，在实际操作时会出现工程工作效率低，工程设计质量无法得到保障的问题。因此，针对这一问题，将本文上述提出的管控方法应用到该项目当中。已知该工程项目为某常见建筑结构，结构当中包含多种不同功能的房间，例如消防水泵房、冷水机房等。为了实现对本文上述提出的管控方法与传统管控方法更直观的比较，将两种管控方法按照相同的条件，应用到对该工程项目当中。分别利用两种管控方法，针对工程项目中的消防水泵房、冷水机房、变配电室、地下车库以及卫生间，共五个房间进行暖通空调管控，表2为五个房间的暖通空调排风、送风换气次数要求记录表。

五个房间的暖通空调排风、送风换气次数要求记录 表2

在表2标准要求的基础上，分别通过两种管控方法，对其暖通空调的排风和送气换气次数进行调节，并记录在两种管控方法控制下，不同房间各自实际排风、送风换气次数。将换气次数进行记录，并将得出的数据与表1中要求数据进行比较，得出二者之间的差值，并将其对比结果绘制成图。

从图3中四条记录的曲线可以看出，本文管控方法下各个房间的暖通空调送风和排风次数与表2中给出的要求次数相差最多为1次/h，而传统管控方法下各个房间的暖通空调送风和排风次数与表2中给出的要求次数相差均在4次/h～6次/h范围内。因此，本文管控方法下排风和送风每小时与标准要求次数相差次数明显小于传统管控方法。每小时相差次数越大，说明该管控方法的管控精度越低，管控效果越不理想。反之，每小时相差次数越小，说明该管控方法的管控精度越高，管控效果越理想。综合上述论述，通过实验得到的管控效果可以看出，本文提出的基于BIM技术的管控方法能够实现对暖通空调施工的高精度管控，促进整体施工质量提升。

图3 两种管控方法管控效果对比图

5 结语

科技是支撑我国产业发展的第一生产力，也是我国长期以来一直倡导的发展方向，为了实现对我国建筑产业的发展进行助力，本文此次研究以BIM技术为支撑，以暖通空调施工项目为例，对施工过程中的管控方法展开了研究，此次研究从三个方面入手，对此方法展开设计。完成设计后，对设计的方法进行实验对比，综合实验结果可知，本文设计的方法与暖通空调工程项目的适配性更高、相对实用性更强。因此，可在后续的工程施工中，尝试将设计的方法进行应用，以此提升工程的质量，提高协作施工的准确性与工程效率，并加大后续技术人员对实验设计的投入，进一步实现对实验流程、实验测试指标的丰富。通过此种方式，发现本文设计成果在实际应用中的不足，解决了暖通工程在施工中存在的协同规划难度大、效率低等方面的问题。