BIM技術在暖通空調施工中的應用對策探討

徐艷峰

【摘要】現階段暖通空調安裝已然成為建筑工程不可或缺的一部分，而要想在建筑運行期間發揮出暖通空調系統的最大作用，需要以施工質量的嚴格把控。傳統管理手段的應用無法保證暖通空調安裝符合標準，為此需借助先進技術來優化作業流程。得益于BIM技術的融合應用，可在提升暖通空調設計合理性的同時，進一步促進暖通空調施工的規范化開展。本文從BIM技術應用優勢的分析，在此基礎上闡明暖通空調施工中BIM技術的具體應用。

【關鍵詞】暖通空調;BIM技術;碰撞檢測;可視化;正向設計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.073

引言：

隨著當前建筑工程結構復雜化、功能多樣化的發展，傳統管理手段與技術應用難以保證暖通空調施工的順利開展，甚至因諸多問題的存在導致施工頻繁出現變更、返工等問題。而得益于我國工程技術的持續創新發展，BIM技術在暖通空調施工領域得到廣泛應用，通過對暖通空調工程施工全過程的貫穿，依托于數據的采集與分析構建信息模型，可在促進暖通空調施工設計優化的同時，為施工作業的規范化開展提供指導。正因此，探討暖通空調施工中BIM技術的應用，對提升暖通空調施工水平有著重要影響。

1、暖通空調工程特點分析

現階段暖通空調工程已然成為建筑工程項目建設的必要環節之一，立足于系統功能而言，暖通空調系統可在建筑運行期間做到對空氣品質的優化控制，并結合相關保障技術來改善建筑室內濕熱環境。盡管在建筑主體結構中暖通空調系統僅作為輔助性工程，但在民眾日常生活中發揮著不可替代的作用。相較于其他項目而言，暖通空調工程特點主要表現為：

1.1線路復雜

為保證暖通空調系統可發揮出應有功能與作用，通常需在建筑主體結構內分布大量線路，再加上施工質量要求較為嚴格，使得暖通空調工程施工難度增大。同時，工程設計階段要求設計師做到對建筑空間與管線空間的合理把控，并重視通過線路布局的優化來提升空間利用率[1]。而以往設計方法應用只能做到以二維圖的形式來呈現出暖通空調的線路布局與位置關系，若后續施工階段受到某些因素影響出現管線碰撞、管道沖突等問題，需通過設計變更來保證后續施工的順利進行，并且因二維圖紙表達不全面，極易增大出現工程返工的可能。

1.2結合建筑特點設計

二維圖紙應用難以做到對暖通空調工程細節的全面體現，對于設計問題、漏洞無法直觀化展示，尤其是針對線路復雜的暖通空調工程而言，需在設計階段依據建筑特點的全面分析來設計方案。若暖通空調設計未契合建筑實際類型與特點，極易在施工階段出現工程變更與調整，不僅影響到暖通空調施工的成本控制，甚至因反復變更、調整而影響到施工進度控制[2]。

1.3管線設計高要求

為保暖通空調系統可在運行階段發揮出應有作用，需要以圖紙方案的合理設計為前提。若設計階段相關人員未做到與其他專業人員溝通交流，或者是未按照標準要求進行暖通空調施工方案的合理設計，極易出現暖通空調施工不符合預期要求的現象[3]。例如在實際設計期間，相關人員未結合實際情況進行施工空間的合理利用，或者是在設計階段僅憑借自身經驗認知進行設計，會增大出現項目返工、停工問題的可能。因此，要想進一步提升暖通空調施工的合理性，亟需借助BIM技術來優化項目設計與施工。

2、BIM技術應用優勢

2.1直觀可視，全面掌控

大型建筑中暖通空調設計多存在結構異形、管路復雜等特點，借助二維圖紙難以幫助施工人員全面掌握設計意圖。為此可依托于BIM技術應用，在全面錄入相關數據信息后構建三維信息模型，以做到對暖通空調構造、模型、空間關系的可視化展示。同時，在設備狀態信息可視化展示時，可利用不同圖案、顏色進行設備信息的全方位表達[4]。另外，BIM技術應用還發揮出維修狀態、設備運行情況、合同糾紛等的三維可視化展示，以幫助施工人員明確暖通空調施工的各細節要點，以模型的形式直觀展示出暖通空調的空間關系，通過對設計信息的精準性、完整性傳達，為后續施工提供重要幫助。

2.2模擬優化，協同聯動

暖通空調施工期間，相關人員可充分借助BIM技術進行施工方案、工藝技術、節點構造等的模擬，以幫助人員掌握工程施工可能存在的問題與難點，并制定針對性措施來規避返工現象出現。以BIM技術為載體對暖通空調施工方案進行模擬分析，可做到對各安裝環節工序、節點的直觀體現，通過方案優化來提升施工質量控制[5]。同時，可在BIM技術應用時融合時間軸，實現以4D施工模擬來判斷施工計劃、方案實施是否符合實際需求，通過計劃優化來提升暖通空調施工的合理性。另外，BIM技術的應用還可為各專業構建協同、溝通的平臺，設計人員可利用BIM平臺與其他專業工程師進行交流，對施工可能存在的沖突問題及時調整，以避免管道沖突問題的出現影響到施工效率。此外，BIM技術為業主、施工單位、設計單位等的信息共享創設平臺，以期通過各方有效互動來消除安全、質量問題，實現以更快的效率完成暖通空調工程的高質量施工。

2.3進度控制，成本縮減

結合對暖通空調施工進度與成本控制要求的分析，依托于BIM技術的模擬工程，可實現在施工期間幫助單位進行進度計劃的優化，通過數據分析、計算進行施工流程簡化，進而將施工周期控制在預期要求內[6]。同時，BIM技術應用還可發揮出成本控制的作用。如以BIM平臺為載體進行相關數據信息的導入，通過計算分析來確定各施工環節所需的材料規格、數量、型號等，并以此為指導來優化采購方案編制，通過消除資源浪費問題來提升成本控制水平。

3、暖通空調施工中BIM技術應用對策

3.1設計階段應用

為保證暖通空調設計符合預期要求，可借助BIM技術構建契合工程實際的三維模型。通常情況下，暖通空調工程中模型設計需體現為四個視圖，具體包括用于校對審核的查看視圖，用于暖通空調專業設計的設計視圖，用于相關提資處理的提資視圖，用于圖面標注整理的出圖視圖。同時，出于對提資專業、前期方案配合等因素的考慮，需結合實際情況進行機房與井道的輔助模型構建。

例如在設計期間依托于Revit軟件，結合鴻業插件進行暖通空調工程建模，可在實現高效率制圖的同時，可通過模型切割的形式來達到剖面圖出圖的目的[7]。若后續施工出現設計變更問題，則可視情況進行設計視圖修改，通過圖紙與模型變革來實現合理調整。另外，需強調在設計期間將BIM技術貫穿于各個步驟，具體表現為：（1）方案配合。即在設計階段針對機房管井位置的確定可利用BIM軟件輔助完成，并優化消防問題解決，制定契合實際施工需求的方案。（2）深化方案設計。設計師以BIM軟件為載體，通過軸網文件構建進行方案設計，形成大于800mm的柱、梁分布和降板視圖，為機電管線路由方案的制定提供參考。

3.2施工階段

3.2.1冷熱源與負荷計算

冷熱源計算是否合理與暖通空調系統功能發揮之間存在密切關聯，所以需充分利用BIM技術的功能優勢來優化冷熱源計算[8]。通常情況下，冷熱源設計算需要以區域化設計方案的構建為前提，即在明確整體結構設計方案的基礎上，充分考慮到建筑區域劃分以及不同區塊需求的同時進行冷熱源針對性計算。而得益于BIM技術應用，可實現對冷熱源具體應用范圍、要素的全面監管，并以一致性的形式進行熱源與冷源處理過程控制，依托于BIM模型構建，確保其制熱、制冷方式的選擇符合建筑實際運行需求[9]。

另外，暖通空調工程建設的主要目的在于冬季控制、夏季降溫，而在暖通空調系統運行期間，多方面因素的影響下極易導致系統運行負荷增大，并且在冷熱負荷的持續交替作用下極易造成暖通空調系統運行失效。為此，可依托于BIM技術進行暖通空調系統的監管，通過對平衡化監管模式的打造來促進系統穩定運行。即借助DEST軟件，對運行期間暖通空調系統的各項信息數據進行采集，并通過計算來確定各位置的實際負荷情況。同時，可通過Dest軟件進行系統最高負荷位置的計算與定位，在此基礎上通過方案優化來促進暖通空調系統的穩定運行。

3.2.2碰撞檢查

通常情況下，暖通空調專業與機電、土建等專業之間存在密切關聯，若施工期間各專業間未做到信息有效溝通，或者是在施工時頻繁出現設計沖突問題，輕則影響到施工效率的控制，重則因沖突碰撞問題的出現影響到建筑工程整體建設水平?？v觀以往暖通空調工程施工，其中管線碰撞現象的出現較為頻繁，受到溝通不到位、設計不合理等方面的影響，導致施工階段時常出現管道與其他專業管線或者是建筑結構碰撞沖突的現象。對此，可充分利用BIM技術來消除管線碰撞問題，在實際施工中，相關人員可以三維模型為載體，進行機電、土建等專業圖紙數據的導入，依托于Revit軟件自帶功能完成碰撞檢測，實現在施工前挖掘出隱藏的碰撞點，并以檢查報告的形式為后續工程施工提供支撐[10]。同時，三維模型的構建還支持碰撞點位、頻次標注的功能，以此為暖通空調工程施工優化提供指導。為保證碰撞檢查發揮出應有作用，需充分遵循以下流程：結合相關數據構建不同專業三維結構模型→觀察、分析模型是否存在問題、漏洞并及時修改→依托于軟件自帶功能開展碰撞檢測與測試→多次檢測來驗證結果→生成檢查報告。

3.2.3 3D技術交底

暖通空調工程施工水平受到技術交底開展的直接影響，而縱觀以往技術交底開展，二維圖紙的應用雖然可幫助人員大致了解設計要求，但人員難以通過圖紙來深度掌握設計意圖，再加上對各個細節部位的設計掌握不到位，極易在后續施工階段出現錯誤施工行為。為此，可借助BIM技術來開展3D技術交底，即在施工前通過數據信息全面導入構建三維可視化模型，再經過渲染處理來為施工人員進行設計意圖的直觀化展示，幫助相關人員明確各細節部位的處理要點，并結合對相關工藝技術的掌握，進一步提升暖通空調施工的規范性。

3.2.4精確算量與資源配置

相較于人工管理模式的應用，BIM技術在數據處理性能方面存在顯著優勢，可在施工期間對海量數據的高效率處理，確保數據運算、分流等任務的短時間完成。同時，BIM數據庫的構建，可以構件級別為基準進行數據的統計與處理，所以可為工程預算控制、工程量統計等工作開展提供幫助。以材料使用量統計工作開展為例，相關人員可在合理構建三維模型的前提下，實現對各工序材料需求量、消耗量的精準、高效計算，以此為造價控制的優化開展提供幫助[12]。同時，BIM技術的應用還可發揮出資源配置優化的作用。目前暖通空調施工涉及到大量人力、物力資源的配置與使用，若施工階段仍以傳統管理模式為主，難以做到在施工期間做到對各項資源的均衡化、合理化配置，無法通過動態化、精細化管控的實施來提升資源利用率。而借助BIM軟件的有效應用，可實現在施工期間全面、實時統計相關工程數據信息，并以BIM數據庫為載體進行施工階段數據信息全面導入，以此為資源配置方案的優化提供參考，并為定額放料機制的實施提供支撐。

3.2.5施工模擬

借助BIM技術開展施工模擬，可為暖通空調工程的優化施工提供參考，例如在施工前借助Autodesk軟件進行施工試驗模擬，在全面錄入暖通空調設計資料與數據的前提下，對實際施工過程進行動畫演示，以此判斷暖通空調施工時可能存在的問題或漏洞。同時，施工模擬功能還能做到以動畫演示的形式來體現設備安裝過程中、復雜構件預制過程等，一方面可幫助相關人員進行施工問題的預測，及時采取針對性措施加以解決，提升暖通空調工程施工的順暢性。另一方面可依托于4D、5D模擬試驗的開展，做到對項目施工造價、工期的科學預測，結合預測結果來促進工程進度與造價管控計劃的優化。

3.2.6三維動態漫游

暖通空調施工階段可以BIM平臺載體，借助三維動態漫游來優化施工，在實際施工過程中，以三維模型構建為前提，相關人員可導出模型視頻用以建筑情況的觀察與分析，或者是導出視頻來達到漫游展示的目的。以Fuzor軟件的應用為例，通過對接Revit進行漫游展示，在導入三維模型后人員可在施工階段進行模型的全方位觀察。同時，施工人員可采用點擊查看的方式了解不同構件的具體屬性參數。另外，三維動態漫游的應用，可支持相關人員對觀看角度、路徑的隨意設置，且便于人員進行視角高度的隨意操控，為后續工程施工提供參考。

3.2.7質量與安全管理

為保證暖通空調工程施工質量與安全控制符合預期標準，可結合BIM技術應用進行模型構建，并通過現場實際情況比對來挖掘危險源，及時采取有效措施來控制安全與質量事故的出現。在實際施工中，結合對相關數據的錄入構建預制加工模型與設計模型優化，并結合質量、安全控制計劃進行施工安全設施配置模型的構建，施工人員可充分利用可視化功能來掌握建筑設計意圖，并通過模型分析來掌握施工工藝、流程，并提前感知施工現場存在的危險源，依托于規范化、標準化工藝應用來促進暖通空調工程施工的順利開展。同時，做到對現場施工情況的全面監管，并將現場產生數據及時更新至安全設施配置模型，并以建筑模型為載體，以視頻、音頻、圖像的形式將質量、安全問題體現于模型對應的構建或設備上，以便于相關人員明確掌握問題成因，并采取針對性措施加以解決。

結語：

城市化進程持續推進背景下，建筑暖通空調工程建設面臨更為嚴格的標準要求。作為建筑工程不可或缺的分項工程，暖通空調施工水平與建筑功能體現之間存在密切關聯。鑒于此，為保證暖通空調施工達到預期標準，需在全面掌握暖通空調工程特點與性質的前提下，正確認知BIM技術所具備的直觀展示、協同設計、模擬優化、進度控制、成本縮減等方面的優勢，在此基礎上充分借助BIM技術來提升暖通空調設計水平，并結合對3D技術交底、精確算量與資源配置、施工模擬等措施開展來提升暖通空調施工的規范化、高效性，進而為暖通空調工程作用與功能的發揮提供保障。

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