BIM技术在地铁暖通空调系统设计应用策略分析

【摘要】BIM技术的使用可以为工程施工带来许多便利，比如减少施工成本、增加各部门的有效沟通、缩短施工周期等。因此，将BIM技术应用到地铁暖通空调系统设计之中具有可行性。对于具体的应用策略，本文着重介绍了BIM技术应用特点、BIM技术在暖通设计中的应用优势和实际应用中的应该注意的问题等方面进行了分析和研究，希望为BIM技术后续的应用提供一定参考价值。

【关键词】BIM技术；地铁；暖通空调系统设计

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.01.055

Application Strategy Analysis of BIM Technology in Subway HVAC System Design

SHI An-sheng

（China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 100000，China）

Abstract：The use of BIM technology can bring a lot of convenience for engineering construction，such as reducing construction costs，increasing effective communication between various departments and shortening construction cycle. Therefore，it is feasible to apply BIM technology to the design of subway HVAC system. For the specific application strategy，this paper mainly introduces the application characteristics of BIM technology，the application advantages of BIM technology in HVAC design and the problems that should be paid attention to in the practical application，and other aspects of analysis and research，hoping to provide certain reference value for the subsequent application of BIM technology.

Key words：BIM technology；subway；hvac system design

地铁暖通空调系统设计可以通过对BIM技术的使用，达到对整个工程的精准参数控制。将整个工程的施工成本达到最大限度地降低，同时还可以对施工的质量和效率进行保证。

1BIM技术简述

BIM建筑信息模型主要通过将建筑工程项目中的信息参数作为基础数据去进行模型创建，通过运用数字信息仿真技术对建筑物中的所有参数情况进行逼真的模拟，在实际运用中具有许多优点，如优化性、协调性、可视化等。BIM技术在我国的建筑工程中被运用的情况非常之多，尤其是在地铁暖通空调系统设计之中，通过对BIM技术的使用，使得数据和信息在进行搜集时更加完全，对其进行施工时也让施工過程变得更加高效[1]。由于BIM技术被运用的时间相对较短，在管理制度和标准的制定上有一定缺失，因此还需去进一步地对BIM技术进行推广。我国在大部分区域对于BIM技术的使用范围非常浅显，没有有效地探寻到BIM技术更多的用途，对此有关政府部门需要去对其进行积极的研究和探索，加大对BIM技术的挖掘力度，施工单位也要去多多运用BIM技术，不断地引用和研究出新技术和新方法，发挥出BIM技术带来利益的最大化。

2BIM技术应用特点

2.1直观可视，科学掌控

早在2012开始，就已经开始对BIM技术进行过使用，当时在进行楼山地异形结构施工时，由于主体结构是由斜墙和斜柱组成的框架，这大大加大了施工的困难性，于是吴伟等人就运用了BIM技术对现场的实际情况进行整合，使得施工现场具有可视化，在进行施工指导时清晰明了了许多，有效地达到了对成本的降低和工作效率的提升。随后在2015年的奥林匹克体育中心体育馆机电设计时，陈烨等人再次充分利用了BIM技术，将排水、暖通等专业通过链接的方式达到了对机电专业间可视化的协同设计，这使人们可以清晰地看清楚设备和系统之间的联系状况。而在对大型的公共建筑进行设计和构造时，那些复杂管道路线和姿态各异的建筑结构让施工设计人员非常的苦恼[2]。而运用BIM技术就可以将这些变得可视化，通过对现场数据参数的输入，再结合3D模型的展示，科学合理地将建筑结构、设备模型、运行状态和空间关系等方面，用不同颜色和图案对其进行了清晰可视的展示和呈现，非常有效地减少了施工设计人员在进行实际操作时的困难性。通过对BIM模型的使用，可以清晰地展现出复杂的管道空间关系，施工人员可以及时地对施工内容进行调整和完善，以此来满足设计人员的相关需求。

2.2模拟优化，有效协同

以2015年的长春万豪东方广场工程和上海SOHO外滩项目为例，二者都充分地利用了BIM技术，利用BIM技术直观可视性的特点，对建筑的结构、暖通等专业进行了施工方案的BIM模拟，直观地看到了施工过程中的各个时间节点和安装环境，也明确地看到了施工过程中遇到的困难和问题，通过对施工的模拟，极大地减少施工开始时的返工现象，大大地提高了施工的效率和施工的安全性。通过对BIM技术的利用，施工团队可以提前看到施工全局，进而去制定施工计划，完成对施工计划制定的调整、完善和控制。BIM技术还为参建单位间的互相沟通协作提供了平台，工程师们可以将施工中遇到的问题通过该平台去和参与者进行实时的沟通，参与者可以根据在进行施工时的实际情况和现场出现的问题去进行上报和调整，防止出现因为沟通不到位导致工程出现问题的情况。BIM云平台的构建和运用还可以方便建筑居住者、设计院和施工队伍实时地进行信息沟通和信息共享，无障碍地进行各自意见的交流和讨论，达到各方面人员和各专业之间的效协同性，这很大程度上达到了对工期的缩短，就质量安全方面也减少了不必要的纰漏和担心[3]。上级还可以通过云平台对下级直接下达施工任务，建筑居住者、监理和公司总部等也可以及时地通过平台去了解现场施工情况，及时发现其中的问题并进行解决，有效地提高了解决问题的效率性。

2.3统计可靠，计划精确

在早期的一些项目中就已经可以利用BIM技术去精确地进行工程材料明细的统计和计算，也为施工过程中的项目管理提供了可靠的数据支持。在传统的工程量统计和计算中，安装预算人员需要对二维图纸中所运用到的材料进行逐一的计数和统计，随后再进行配件、材料和设备的报备，这非常容易出现统计的失误，造成材料的损失。而通过对BIM技术的运用，就可以实现对各专业设备构件所需材料的一键转化，精确地计算材料用量，自动地分类统计形成完整的统计报表。这很大程度地避免了设计尺寸出现错误，减少了材料浪费情况的出现，有效地节约了工程所需成本[4]。

3BIM技术在暖通设计中的应用优势

3.1可视化

就建筑行业而言，可视化功能的作用是非常重要的。当建设单位在拿到施工图纸之后，就需要去对图纸中的每个构建信息进行分析和勾勒，随后通过自身的思维空间想象力去进行立体空间建模，这非常考验工作人员的空间想象力，而且在进行想象时往往会出现一些不可控的纰漏。而在进行地铁暖通空调系统设计时，通过对BIM技术的使用，就可以直观有效地创建出3D立体可视化模型，通过BIM模型模拟出来的和现场实际建筑的管线是一致的。随后就可以通过对施工参数的输入，使得3D模型符合实际的构建情况，并且还可以进行建筑模拟，为施工人员的地铁暖通空调系统设计提供有效的帮助[5]。

3.2强化施工管理

在进行地铁暖通空调系统设计时，各个部门之间的设计师往往缺少一定量的沟通，使得在实际设计是因为沟通不当导致设计发展冲突和碰撞。比如在进行暖通管道布置时，设计师们都只是各自进行着施工图纸的设计，最终导致在进行实际施工时，管线布置与其他设计师的构件设计发生冲突。而使用BIM技术可以很好地在整体模型平衡协调后，运行碰撞检测功能，去发现其中存在的碰撞问题，并对其进行修正，将这些潜在问题进行消除[6]。

3.3缩短施工周期

在进行地铁暖通空调系统施工时，施工成本和质量进行会受到进度的影响。而运用BIM技术模拟施工过程的方式，就可以有效地达到对施工周期的缩减，还可以有效地提高施工的质量和安全问题。

3.4减少施工成本

在进行地铁暖通空调系统设计建筑时，由于无法确定所需的材料和设备，往往会出现多购或者少购的现象，多购会使得施工成本出现不必要的增加，少购既加大了人工费又延缓了施工周期，减低了工程的经济收益。通过对BIM技术的运用就可以模拟出施工布局，并且精确计算出所需的材料，将材料费和人工费的消耗降到最少，达到对施工成本的降低。

4BIM技术在地铁暖通空调系统设计中的应用

4.1项目概况

地铁站的建筑结构分为站长室、控制室、保洁室和公共换乘区域等，正常情况下会配备两台额定制热量和制冷量的地源热泵安装在冷热预案机房中，该地热泵机组的制热温度一般在四十五摄氏度左右，制冷温度一般在十摄氏度左右。在对地铁暖通空调系统进行设计时，需要充分考虑到管理用房的供暖和制冷问题，可以选择借助地源热泵得以实现，而对于设备用房和换乘大厅中的热水，可以选择由锅炉房进行提供，对制冷设备进行设计时可以选择多联机空调制冷设备，同时还可以使用散热片来完成供暖[7]。

4.2空调应用

在选择控制温度的软件时，可以选择Magi CAD软件，这是在设计暖通空调项目时都会使用到的软件，同时还可以选择运用专业的信息建模软件。通过对BIM技术的使用就可以在虚拟建模中完成对换乘大厅、管理用房和设备用房等的模拟建造设计工作，具体的会运用到的设备有散热器（负责供暖）、换热站和空调水系统等。这与以前所使用的二维图纸设计方式进行对比会显得便捷许多。BIM技术的使用在绘制方法、绘图效率和表达方式中都比传统的二维图纸设计方式先进，极大地缩短了建造所需的工期，弥补了传统方式的缺陷[8]。

4.3暖通空调系统的应用成果

在进行地铁车站的管理用房、换乘大厅和设备用房的暖通空调系统设计时，通过对BIM技术的，很大程度上提高了施工的进程，而三维立体模型的使用也使得整个工程变得具有可视性，进行设计时更加的方便便捷，所设计出的方案在实际实施时也具有可行性。而通过BIM平台的创建，也使得各个施工方可以进行有效的交流和沟通，减少了因为缺乏交流导致的信息碰撞和冲突，达到了对设计的全面掌握，使整个项目工程可以达到预期的效果并且在规定时间内完工。

5BIM技术在实际应用中的注意问题

BIM技术的运用为建筑行业带来机遇的同时也带来了挑战。近年来关于BIM技术的研究和实践应用虽然已经获得了一部分成果和经验，但就整个建筑行业而言对BIM技术的应用依然只是皮毛部分。现阶段BIM技术的应用问题主要表现在许多建筑设计人员对于BIM技术的认识不够完善，将之运用到模型建立方面也少之又少，在BIM技术的应用上也缺乏普及度，大部分的设计人员缺乏充足的时间去进行BIM技术的学习和掌握，某些已经利用BIM技术的项目在具体实施时也碰到了各种问题等，这些问题都使得BIM技术无法发挥出其具有的真正作用。为此我国建筑部门应该从这些角度去进行问题的解决，努力推广BIM技术在建筑领域的应用。

6结语

随着BIM技术的不断普及和使用，人们也逐渐意识到了BIM技术对建筑工作施工所带来的便利性，通过运用BIM技术，可以有效地提高地铁暖通空调系统设计的质量问题，减少施工所需的费用，缩短施工的工期。由此可见，BIM技术应用和普及是促进社会发展的必然选择。

【参考文献】

[1]童卫海，张德勇.暖通空调系统施工安装问题与解决方法[J].工程建设，2022，5（3）.

[2]金雷.基于BIM技术对暖通空调施工过程中的管控[J].安徽建筑，2022，29（2）：94-96.

[3]付健.BIM新技术在暖通空调领域的应用探索[J].居业，2022（1）：4-6.

[4]徐华丽.BIM技术在暖通工程设计，施工中的应用及研究[J].新型工业化，2022，12（1）：155-156+161.

[5]王文龙，周谷鸣，姚恒增，等.浅析BIM技术在暖通空调系统设计中的应用[J].中国高新科技，2021（21）：99-100.

[6]董晓然.BIM技术在暖通空调施工设计中的应用研究[J].住宅与房地产，2021（31）：105-106.

[7]李伟，黎芸含，王晓初，等.基于BIM技术的综合管线设计在地铁中的优化分析[J].沈阳大学学报（自然科学版），2020，32（2）：136-140.

[8]董军寨，李纪英.BIM技术在地铁车站暖通设计中的应用[J].山东工业技术，2020（2）：69-72.

【作者简介】

石安晟，男，1995年出生，助理工程師，学士，研究方向为地铁通风空调及BIM。

（编辑：谢飞燕）