基于BIM技术对暖通空调施工过程中的管控

戴 丽

上海建筑设计研究院 上海 201204

1 BIM技术在暖通空调施工中的意义

由于人口持续增加，能源的消耗量也在增加。所以，在这个大的背景下，建筑企业的环保节能观念也得到了广泛的传播，但是，在实际的施工中，如果技术人员还停留在传统的施工方法上，那么就无法达到环保节能的目标。在这样的背景下，BIM技术应运而出，为设计师们在环保节能方面的发展提供了新的途径。BIM技术的运用，不但使系统的工作效率得到了极大的改善，同时也实现了绿色节能的理念。在实施暖通空调项目时，可以利用BIM技术对项目进行准确的分析，同时利用BIM技术进行模型化，大大缩短了施工周期。

表1 BIM技术在工程中应用的特点

1.1 有效控制暖通空调施工的成本

在任何一项工程中，最关键的问题是如何有效地控制工程造价。暖通空调施工中，利用BIM技术，可以在工程实施前，对施工现场进行仿真。在这个过程中，管理者可以充分的掌握各种材料的使用情况，从而准确地进行预处理，从而有效地防止了资源的浪费。另外，因为BIM技术，所有的建筑工人都必须严格遵守施工进度，减少了以前的施工作业，减少了施工作业的次数，从而达到了真正的成本控制[1]。

1.2 优化空调组装模式

BIM技术的诸多优势中最突出的就是其能够将数据化转为模型化，突出表现其价值，利用BIM技术构建的数据模型，可以保证数据的准确性，而且还可以让技术人员获取更加准确的数据，让工程师们在进行下一步的装配工作时，可以更好的控制管道中水的质量以及冷却问题，从而保证空调系统的运行质量。另外，在真正的施工过程中总会受到周围建筑环境的限制，很多数据的获取都没有办法达到精准，导致施工总会出现一些问题。但自从有了BIM技术构建的数字化模型，对建筑材料进行分析，确保建筑材料达到一定的要求后，才能进行具体的施工，这样才能保证工程的质量。

1.3 重视暖通空调的施工和管理工作

BIM技术的应用，为暖通空调工程的施工和管理提供了重要的参考资料。因此，在暖通空调工程中，技术人员和建筑工人可以将BIM技术运用到工程中，从而提高工程建设的质量和管理水平，从而提高工程的管理水平，从而提高工程的运行效率。

据全国电力部门反馈，各行各业中建筑行业的耗电量占据全国总能耗的40.0%，而整个行业中最耗费电能的就是暖通空调。因此，在环保注意的要求下，为了实现节能减排这一目标，暖通空调的设计与安装就需要从新规划，从各个环节中进行能源的节省，从而达到降低能耗的目的。在城市化不断推进的今天，大部分建筑物都具有复杂性，管线布置更是复杂，这也是能耗高的原因之一。在2015年为了推进节能减排任务，国内的众多工程师决定将管线布局问题进行重新的调整，这就是在这样的背景下，设计师BIM技术的优势特征用在了建筑行业中来。采用模型与数据的结合形式，将所有可视化的数据以真实的模型形象展现出来，将建筑各个模块中可能出现的优化条件都表列出来，实现了传统与现代的对比，解决了管线设计无法优化的难题。从此，提高工程建设的质量[2]。

2 基于BIM技术对暖通空调施工过程中的管控

2.1 运行管理

随着BIM技术与网络技术的融合，暖通空调系统运行与管理进入了一个全新的时代。利用BIM进行网络管理，对暖通空调的各个的布置、安装与运行都做到了最佳的控制，在调节温度，控制设备等方面都得到便捷化，特别是在可视化的基础上，降低了生产成本，达到节能减排的目标。

2.1.1 设备信息的可视化管理

由于暖通空调的安装与管控都需要大量的数据，但是传统的管控形势数据具有不易查询等原因，很多公司都在尝试通过纸质的形式进行数据存储，而BIM技术、网络等技术的普及，对企业来说无疑是最好的选择。它不仅可以根据客户的需求，将数据存储起来更方便、更快捷，可以将设计、施工、维护的全部数据输入到RFID的标签中，并根据客户的需求，添加到相应的设备操作参数和定时提醒功能，并与BIM的三维建模系统相结合，实现快速查阅、精确定位、定期维护等功能。

图1 暖通空调施工成果可视化流程

数据可视化管理对施工过程起到了积极作用。工程详细结构可视化处理后既能够保证项目成果的产出有足够的资料支持。又能够通过对暖通空调系统，对所有的想调控的数据进行统一的处理。将工程资料与已建好的工程三维模型进行比对，并在此基础上自动识别出与工程资料不能有效地衔接的资料，并通过可视化的方式，对工程量和工程资料进行修正。以此，来达到施工管控的目的。可视化调试后，想要查看任意断面的结果，就可以截取其中一个断面。特别是在某些大型的暖通项目中，采用可视化的演示形式，可以节省很多的工期和管理时间。

2.1.2 可视化设备监控、查询、定位管理

传统的运营管理方式，设备难以做到精确的定位，而BIM技术和网络技术的结合，就能轻易地解决这一问题。现代空调供暖系统的运营管理是以BIM技术为基础，将所有的房间与空间进行了分区，并在各个分区上做了细致的标识。该系统能够根据维护人员的手机，采集设备的位置和各项指标，在监控中心的全程监控下，可以与改层面的技术指导进行协作，实现实时监控，随时查询，方便定位的功能。

监控：以BIM技术为基础的设备信息系统，可以彻底地替代目前的监控和录像，它能完整地记录整个设备的寿命。与前期设计人员、安装人员的资料输入、维护人员的标识与定位系统相结合，可以掌握资产从设计到施工到运营的全部情况，同时还可以进行智能化的归类，便于查询。当发现没有标识牌的员工移动或停车时，监控中心会发出警报，并自动将建筑物的位置转换到报警区域，便于管理员进行查看和判断。

查询：不但可以了解设备从设计到施工到运行过程中的全部情况，还可以对设备的温度、湿度进行查询，便于管理者根据室内的流量，对其进行自主的调节，使室内的空气更适合人体的舒适。

定位：实时地掌握被监控设备的位置和使用状况，通过RFID标签或者专家提供的信息对其进行分析，并根据分析的结果对被监控设备的工作进行调节，确保设备始终处于最佳的工作状态，既能防止意外，又能延长设备的使用寿命。

2.1.3 设备运行和控制

BIM软件可以直观地显示出所有的设备的工作状态，设备正常工作与非正常工作之间的颜色状态会发生改变。正常时设备不会有预警，但是一旦出现故障，RFID标签就会做出预警反应，将问题反馈到BIM控制中心。技术人员接到问题的反馈之后，就可以在可视化的数据基础上，对相应的管道进行排查，做出专业的判断。

同时，通过引入 BIM技术，进一步优化了现有的管理流程，以解决传统控制方式下的暖通空调各施工工作不能达到协同、共享的问题。①在 BIM系统中选取，使用中央文件创建本地档案。在局域网服务器里面，暖通空调工程的模型文件被打开，然后在显示界面里面选择“新的本地文件”，建立一个本地文件，然后将它保存在本地。②在接口中建立一个新的工作集合，并把它当作一个有效的工作集合。然后，将需要安装暖通系统的建筑图纸拷贝一份，粘贴在暖通专业的平面上，然后修改成暖通专业的特殊视图模板。③以上控制工作的设计，都是在相应的热通量方案中进行的。因为在实际的管理中，每个专业都是在一个中心文件中进行的，所以所有的专业信息都会被纳入到这个系统中，而要想准确地显示出图元，就必须要灵活地利用对视图的可视性来控制这些不需要的元素。通过这种方法，可以有效地提高模型中的图元信息的使用价值，并提高了控制的有效性[3]。

2.1.4 可视化资产安保及紧急预案管理

BIM控制中心的建筑资讯与因特网无线射频技术的完美结合，可以让人们更好地掌握大楼的安全要害，即便是外行人士，或是对大楼一无所知的企业员工，也能在第一时间做出相应的安全防范。在发生火灾、渗漏等突发事件时，BIM控制中心的管理员最需要做的就是保障周围人员的安全问题，尽快在最短时间将所有人员进行安全隔离。并根据建筑物的管线走向和阀门的位置，将主阀门的位置信息通过移动终端发送到维护人员的手中，并在第一时间切断所有的电力、水、暖、气等。这样既能避免人员伤亡，又能使维护人员迅速发现隐藏部位的气门位置，从而降低意外造成的额外损失。

2.2 在施工管理与维护中的应用

暖通空调系统的维修与管理，主要是围绕着设备的采购、启用、运行、运行等各个环节，通过BIM和网络，将设备的各项基础信息全部输入到系统中，不但能实时查看设备的使用情况，而且还能根据RFID资产的标签和专家移动终端传输的数据，掌握设备的运行情况，以便在设备出现故障之前对其进行维修和更换。利用BIM技术对暖通空调器的大型设备进行操作与管理，可以实时了解设备出厂、安装、运维的全部情况，并能在计算机终端及维修人员的手机上对设备进行自动提醒、保养、设备的计划维护等操作。

2.2.1 设备信息查询

暖通空调运行管理是以BIM与Internet为基础，实现对设备的检索、查询、定位、共享等功能的综合管理。通过BIM单机设备，可以查询到设备的全部资料。通过查找管理界面中的设备名称、制造商、或其它描述域，可以在计算机建筑信息模型中查找出对应设备的精确位置；同时，BIM控制中心的高层和经理们，也可以在任何时候使用3D模型，对模型中的设备进行实时的浏览和查看。此外，用户还可以输出和共享设备的全部数据，使用起来十分方便。

2.2.2 3D渲染设计方案

通过BIM技术，实现了二维平面造型的转换，实现了实体材料的渲染，从而确保了模型的真实和客观。同时，在工程实施之前，对工程的三维技术进行了详细的技术交底，明确了施工的质量控制要求，并参考工程的三维建模和模面图来指导施工。但由于建筑物的空间比较复杂，需要从多个角度对模型进行观测，确定管道的走向和操作流程，然后再组织安装。

2.2.3 模拟施工过程

基于BIM技术对暖通空调施工项目采用可视化和仿真软件，对项目的建设过程进行仿真，在正式建设之前，对施工方案进行调整，对原有的工艺进行调整，并对各个系统的安装工作进行协调。在此基础上，建筑企业首先制定了工程进度计划，并将其引入到信息系统中，使其与工程进度计划相互联系，从而达到三维建模和施工进度协调的目标。管理者可以随时查阅工程进度表，根据各主要节点的进度和实际进度的差异，找出偏移原因，优化施工方案，实现工程资源曲线的自动生成，从而为施工现场的精细化管理奠定基础。

2.2.4 统计施工材料

工程量的统计和管理是有效控制工程造价的重要依据，而BIM模型包含了工程的所有相关信息，可以实时反映施工实际状况，准确地统计构件，并将工程量信息与各个施工阶段的数据进行实时关联。根据应用程序的不同，使用Revit中的列表表的族类函数，创建详细表的模板。

2.2.5 设备的报修

在暖通空调的维护管理中，维护是最基础的工作，一般都是由一名例行的检查员来完成，在手机终端上填写一份维护申报单，上面不但有申请人的姓名、报修日期、批准者等信息，还要把维修点的位置和RFID的标签填进去，这样的话，维修表的报修工作就会交给项目经理，并将报告的内容通过手机终端发送到申请人和管理者的手中。同时，系统还会将整个维护周期记录在暖通空调系统的维护记录中。

2.2.6 计划性维护

计划维修与设备维修是相互补充的，只是计划维修是由使用者根据年、月、日等不同的时间节点自行设置的规律进行的。在设备的维护周期达到一定的时间后，系统会发出警报，并将所有的数据都发到维修人员的收集器中，并在相应的维修人员的手机终端上显示工作进度提示，以保证日常的维护工作。

根据设备的使用年限、使用状态、使用数量等数据，对设备的维修计划进行了自动的分析，并对维修计划的工作进行了详细的划分。每年的维修方案有一半是根据地区来的，每月的维修方案是详细的，而在更详细的维修方案中，除了要确定维修的是哪一种设备，还需要标明维修人员和维修时间。通过这种逐步细化的方式，暖通空调系统的运行管理员只要编制一份年度的维修方案，将维修内容录入到计算机中，系统就会根据维修区域和维修人员的要求，将维修内容通过手机终端传输到维修人员的手机上，维修报告也会被传输给BIM公司的高层。该灵活的配置模式能全面、定时地检测设备的工作状况，确保暖通空调系统的正常工作。

3 结束语

总之，BIM技术对建筑行业的科学发展起到了良好的推动作用，即使是在复杂的建筑房屋中也能够利用可视化数据处理形式达到暖通空调的施工与管控，做到节能减排的目标。BIM技术在暖通施工中具有多种优势特征，在本文的论述中也足以体现其应用价值。其中，对其施工质量以及施工成本的有效控制是最方便的。作为管理者，可以将工程信息整合到BIM和管理平台中，并根据项目信息的采集和分析，对整个项目的生命周期进行监测，从而推动建筑行业的发展和进步。

因此，BIM技术若能在工程建设中得到有效的运用，将会在前期的设计和建模过程中起到很好的促进作用。同时，利用BIM技术，可以将数据信息进行共享，充分利用BIM技术的价值，对施工项目进行了全面的监控和管理。