徐華麗

（山東銀河建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濰坊 261041）

0 引言

基于當(dāng)前的BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用狀況，引入新技術(shù)時(shí)應(yīng)注重解決所有現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。就目前來(lái)看，因技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，設(shè)計(jì)時(shí)借助的模擬軟件無(wú)法對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行共享互聯(lián)，甚至直接傳輸至其他階段，造成這一問(wèn)題的主要原因是為滿足商業(yè)目的，不同軟件對(duì)數(shù)據(jù)格式往往有不同要求。盡管已經(jīng)有一些軟件可采用通用接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，但實(shí)際的轉(zhuǎn)換程度依然很低。此外，暖通空調(diào)工程的很多設(shè)計(jì)與施工數(shù)據(jù)都不能有效銜接，不能對(duì)施工的成果和設(shè)計(jì)思想做綜合對(duì)比與驗(yàn)證，這樣不僅無(wú)法確定施工能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且不能根據(jù)施工成果對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。除此之外，在暖通空調(diào)項(xiàng)目中還經(jīng)常出現(xiàn)管線交錯(cuò)方面的復(fù)雜問(wèn)題。鑒于以上情況，根據(jù)當(dāng)前信息化技術(shù)特點(diǎn)，以下對(duì)目前較為典型，且可良好適應(yīng)暖通空調(diào)專業(yè)要求的技術(shù)進(jìn)行分析，主要包括：綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)，用于解決采用不同軟件進(jìn)行工作時(shí)存在的數(shù)據(jù)展示及溝通方面的問(wèn)題；數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)底層互通；地理信息技術(shù)，專門針對(duì)管線交錯(cuò)問(wèn)題制定解決方案；三維掃描技術(shù)，用于對(duì)施工成果進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證。

1 技術(shù)發(fā)掘原則

在不斷發(fā)掘可以在暖通空調(diào)專業(yè)使用的信息化技術(shù)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下各項(xiàng)基本原則：

（1）從應(yīng)用階段角度講，應(yīng)用技術(shù)必須立足于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工，并能對(duì)應(yīng)用存在不足的項(xiàng)目方案及運(yùn)營(yíng)階段實(shí)施必要的擴(kuò)展與延伸，進(jìn)而確保應(yīng)用技術(shù)可以在整個(gè)過(guò)程中發(fā)揮應(yīng)有的作用[1]。

（2）從應(yīng)用工具角度講，任何一項(xiàng)新技術(shù)都要充分考慮能否將暖通專業(yè)分析工具引入到以BIM技術(shù)為核心的技術(shù)體系中，以此對(duì)當(dāng)前的BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用予以必要的補(bǔ)充。

（3）從研究重點(diǎn)角度講，對(duì)于可提高有限空間實(shí)際利用率與保證布置成果合理性的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行深入分析，并針對(duì)其核心問(wèn)題探究有效解決對(duì)策。

（4）從軟件角度講，新技術(shù)應(yīng)盡量擺脫軟件及接口的束縛和限制，尤其是軟件公司帶來(lái)的限制，必須在短時(shí)間內(nèi)完全擺脫，使用對(duì)BIM在整個(gè)項(xiàng)目壽命周期范圍內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展有積極影響的技術(shù)。

2 技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)

這項(xiàng)技術(shù)的起源為不同子項(xiàng)技術(shù)不斷發(fā)展，尤其是設(shè)計(jì)與輔助設(shè)計(jì)軟件，因在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用，所以有更多模型與信息亟待交互，因此引入這項(xiàng)技術(shù)是必然趨勢(shì)，可大幅提高實(shí)際工作效率[2]。

該平臺(tái)可以為不同類型軟件的數(shù)據(jù)傳輸提供轉(zhuǎn)換接口，不同參與方可結(jié)合自身實(shí)際情況自主開發(fā)。因該平臺(tái)需要在所有階段中使用，所以要針對(duì)不同階段建立各自的模型及信息存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，為模型及信息在不同階段中傳遞給出明確的規(guī)定。該平臺(tái)硬件方面的問(wèn)題可采用云平臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加以解決，而軟件部分則可以由不同的部門自主開發(fā)定制。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不同設(shè)計(jì)階段往往對(duì)模型有不同的要求，比如，對(duì)于概念階段，僅對(duì)建筑模型的室外條件進(jìn)行分析，主要考慮周圍地物的高度，對(duì)風(fēng)場(chǎng)及溫度場(chǎng)基本沒有影響的因素均不予考慮。對(duì)于方案階段，基于建筑專業(yè)提出的各套方案，仍將室外分析作為主要內(nèi)容，但適當(dāng)融入了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的考慮，以便對(duì)不同方案所用圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系的能耗水平進(jìn)行綜合對(duì)比。對(duì)遮擋物進(jìn)行的分析和概念階段完全相同，和前一個(gè)階段的主要區(qū)別為在此階段應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注高度關(guān)系；對(duì)于初步設(shè)計(jì)，因此前已經(jīng)通過(guò)詳細(xì)的分析確定了室外條件，所以此階段需將重點(diǎn)放在室內(nèi)，包括空間劃分、基本構(gòu)件、樓層高度等，都應(yīng)納入到模型當(dāng)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件，則可不予考慮，將重點(diǎn)放在出入口高度及尺寸方面；對(duì)于施工圖設(shè)計(jì)，在建模過(guò)程中應(yīng)充分考慮不同設(shè)備的設(shè)計(jì)體量及裝修層的層高[3]。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

在暖通空調(diào)專業(yè)引入的BIM技術(shù)，在其發(fā)展至一定水平后，與本專業(yè)有關(guān)的所有數(shù)據(jù)都集中存儲(chǔ)于統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，以此做到信息集成。盡管不同類型的軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)有不同的要求，但采用BIM技術(shù)的暖通空調(diào)專業(yè)，其數(shù)據(jù)庫(kù)中所有信息都能實(shí)現(xiàn)共享。在建立該數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮下列3點(diǎn)內(nèi)容：

（1）在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的BIM模型包含項(xiàng)目在整個(gè)壽命周期內(nèi)的全部信息，不論設(shè)計(jì)、施工還是運(yùn)行管理，所有方面的工作都能利用數(shù)據(jù)庫(kù)包含的信息進(jìn)行。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)還應(yīng)可以對(duì)所有項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的信息模型進(jìn)行儲(chǔ)存，由于當(dāng)前常用的信息儲(chǔ)存方法主要將文件作為單位，所以在BIM環(huán)境下存在存儲(chǔ)與讀取較為困難且無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享的問(wèn)題，但如果借助數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)不同項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的模型，則可以從根本上解決這一問(wèn)題。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)所用儲(chǔ)存形式必須嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。若標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)據(jù)形式有所不同，則可能在文件傳輸時(shí)產(chǎn)生差錯(cuò)[4]。

暖通空調(diào)專業(yè)所用BIM軟件及其輔助軟件均為上游軟件，待數(shù)據(jù)輸入至平臺(tái)后，由數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其進(jìn)行分解，之后傳輸至基礎(chǔ)軟件，在存儲(chǔ)器當(dāng)中進(jìn)行存儲(chǔ)。

以下以風(fēng)管系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，在設(shè)計(jì)軟件中將風(fēng)管及其各類附件的基本信息讀出后，存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，再由分析軟件進(jìn)行讀取，以此對(duì)風(fēng)管系統(tǒng)阻力與送風(fēng)效果進(jìn)行分析；此外也可直接傳遞至模型，以此在施工過(guò)程中和其他管線之間實(shí)現(xiàn)綜合布線，為安裝閥門位置的確定提供參考指導(dǎo)；在必要的情況下還可傳遞至項(xiàng)目運(yùn)維模型，為物業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)提供基本參數(shù)。由此可見，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的合理應(yīng)用，能起到加快信息傳遞速度的作用，解決軟件服務(wù)商在數(shù)據(jù)接口方面的問(wèn)題。為BIM在建筑暖通空調(diào)專業(yè)的全壽命周期應(yīng)用提供可靠支撐[5]。

2.3 地理信息技術(shù)

對(duì)暖通空調(diào)專業(yè)而言，GIS技術(shù)主要在以下方面應(yīng)用：對(duì)地勢(shì)相對(duì)復(fù)雜時(shí)所處風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬。對(duì)于場(chǎng)地模型，在GIS技術(shù)支持下可實(shí)現(xiàn)精確描述，借助點(diǎn)云實(shí)施建模可對(duì)場(chǎng)地真實(shí)情況予以精確描述，進(jìn)而為之后的風(fēng)環(huán)境模擬及管線標(biāo)高確定等提供可靠的參考。

2.4 三維掃描技術(shù)

對(duì)于三維掃描，它將光機(jī)電與計(jì)算機(jī)技術(shù)集于一體，可對(duì)物體空間外形及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，進(jìn)而得到物體表面所處空間坐標(biāo)。其主要現(xiàn)實(shí)意義為可以把實(shí)物信息轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別并處理的信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)實(shí)物數(shù)字化。這項(xiàng)技術(shù)采用非接觸測(cè)量方法，不僅速度快，而且還有很高的精度。采用這項(xiàng)技術(shù)得出的結(jié)果可直接和不同的軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)接，為其他一系列技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造良好條件[6]。

在暖通空調(diào)領(lǐng)域中，這項(xiàng)技術(shù)主要在項(xiàng)目改造及施工成果驗(yàn)收環(huán)節(jié)使用。在項(xiàng)目改造中，管線布置情況無(wú)論是對(duì)設(shè)計(jì)還是對(duì)施工而言均十分重要，怎樣才能摸清當(dāng)前的實(shí)際狀況，進(jìn)而在設(shè)計(jì)與施工中對(duì)某些原有的管道進(jìn)行保留與充分利用，以及對(duì)新管道進(jìn)行怎樣的布置，都必須將現(xiàn)狀分析成果作為基礎(chǔ)，對(duì)測(cè)量及定位結(jié)果的準(zhǔn)確性提出了很高要求。這方面工作過(guò)去主要利用人工完成，不僅工作量大、效率低下，而且容易出現(xiàn)誤差。另外，在設(shè)計(jì)與施工時(shí)引入BIM模型后，怎樣對(duì)施工成果進(jìn)行檢驗(yàn)，與確定是否和模型完全一致，同樣也需要采用這項(xiàng)技術(shù)[7]。

實(shí)踐表明，很多竣工模型都與現(xiàn)場(chǎng)掃描結(jié)果存在很大出入，具體表現(xiàn)在構(gòu)件和層高兩個(gè)方面，這會(huì)對(duì)之后的施工過(guò)程的定位及層高控制都造成很大影響，但也印證了這項(xiàng)技術(shù)在項(xiàng)目改造及施工成果檢驗(yàn)中具有的重要作用。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM作為現(xiàn)階段建筑領(lǐng)域信息化技術(shù)主要應(yīng)用方向，必須根據(jù)不同專業(yè)具有的特點(diǎn)及具體應(yīng)用范圍來(lái)選擇適宜的技術(shù)類型?；诖?，在選擇可以在暖通空調(diào)專業(yè)中使用的具體BIM技術(shù)類型時(shí)，應(yīng)充分考慮整體性、關(guān)聯(lián)性與信息傳遞方面的要求，并且還要注意對(duì)其他各種工具的整合。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段建筑暖通空調(diào)專業(yè)具有的特點(diǎn)的深入分析，在包含數(shù)據(jù)貫通、成果驗(yàn)證與管線等在內(nèi)的方面有很多技術(shù)值得進(jìn)一步地分析研究，具體包含以下幾方面：①對(duì)于綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)，應(yīng)針對(duì)不同階段的信息及數(shù)學(xué)模型確定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，采用軟件接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使不同的數(shù)據(jù)在所有階段都能實(shí)現(xiàn)整體貫通，進(jìn)而提高實(shí)際工作效率；②數(shù)據(jù)庫(kù)為信息流通提供了更高水平的機(jī)制，因不涉及軟件轉(zhuǎn)換接口，所以能進(jìn)一步提高實(shí)際工作效率，但就當(dāng)前的暖通空調(diào)專業(yè)而言，應(yīng)盡快解決專用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題；③采用地理信息技術(shù)后，能為暖通空調(diào)專業(yè)的風(fēng)熱環(huán)境分析與管線綜合排布提供幫助，但就當(dāng)前的實(shí)際情況看還存在地理信息采集及整合等方面的問(wèn)題，應(yīng)盡快提出統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)流程；④在暖通空調(diào)專業(yè)的項(xiàng)目改造過(guò)程中三維掃描技術(shù)表現(xiàn)出十分顯著的優(yōu)勢(shì)，能幫助工作人員了解管線具體狀況和現(xiàn)有的可利用空間，此外還能在施工后的成果驗(yàn)收過(guò)程中使用，用于提高項(xiàng)目施工質(zhì)量水平。然而，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用并不多，尤其是在運(yùn)行維護(hù)當(dāng)中的應(yīng)用，還有必要進(jìn)行更加深入的分析與研究。