付磊

（湖北洲天建設(shè)集團(tuán)有限公司， 武漢 武昌 430000）

BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中即建筑信息模型技術(shù)，從誕生至今， 短短十幾年時(shí)間， BIM技術(shù)就為建筑行業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)管理模式、 標(biāo)準(zhǔn)和人才等多方面的巨大革新。 BIM 技術(shù)要使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）， 但它卻不僅限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的革新，在建筑設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中運(yùn)用的BIM技術(shù)， 能在降低成本的同時(shí)提升建筑行業(yè)的管理水平， 促進(jìn)施工單位更好地發(fā)。

1 BIM技術(shù)的特點(diǎn)分析

1.1 可視化

BIM技術(shù)具有的可視化特點(diǎn)， 它能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將傳統(tǒng)的紙面二維構(gòu)造圖紙轉(zhuǎn)化為更立體的三維圖形， 使得建筑的各個(gè)構(gòu)件信息達(dá)到 “所見所得” 的效果， 將建筑更具體、 更真實(shí)的情況展示在建筑工作人員的面前。 BIM的可視化特點(diǎn)讓在圖紙上采用線條繪制的平面二維表達(dá)的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)變得立體， 有助于建筑業(yè)參與人員掌握建筑的真正構(gòu)造形式， 建筑工作人員可以通過(guò)清晰直觀的三維模型，預(yù)先發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的問(wèn)題， 提前制訂合理高效的措施， 降低損失[1]。 同時(shí)， 由于BIM技術(shù)可視化的特點(diǎn)， 即使對(duì)建筑不了解的非專業(yè)人士也能很好地理解建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)意。 此外， BIM技術(shù)還有助于輔助進(jìn)行驗(yàn)房業(yè)務(wù)， 幫助業(yè)主進(jìn)行建筑住宅的選擇和認(rèn)識(shí)， 有利于解決信息孤島。

1.2 模擬性

BIM技術(shù)對(duì)建筑信息的數(shù)字化表達(dá)可以建立與實(shí)際建筑構(gòu)造相同的虛擬替代物， 所有信息在此表達(dá)過(guò)程中都能實(shí)現(xiàn)無(wú)損傳遞， 這種基于建筑信息的數(shù)字化模型有利于建筑工作者進(jìn)行信息交流， 促進(jìn)各部門各環(huán)節(jié)的協(xié)同合作， 并且在后續(xù)施工過(guò)程中遇到緊急情況也可以按照模擬時(shí)的解決方案進(jìn)行處理。 基于BIM的模擬性模擬出的建筑物模型可以呈現(xiàn)其在真實(shí)世界的操作情況。 起初的 BIM4D理論將施工進(jìn)度和計(jì)算機(jī)模擬的三維模型相關(guān)聯(lián)， 可以根據(jù)初步的施工組織設(shè)計(jì)模擬出實(shí)際施工的情況， 從而幫助建筑工作者確定合理的施工方案， 達(dá)到指導(dǎo)施工的目的， 讓施工作業(yè)全流程的三維可視化管理得以實(shí)現(xiàn)。 隨著技術(shù)進(jìn)步和建筑行業(yè)的發(fā)展， 現(xiàn)代施工管理者希望在全面掌控進(jìn)度的同時(shí)監(jiān)控施工過(guò)程中的成本需求， 如今的BIM 5D模擬為施工管理者提供了信息交互、 協(xié)調(diào)合作、 施工操作全過(guò)程展示的一體化、 精細(xì)化、 可視化的管控管理平臺(tái)， 不僅有助于減少建筑施工中的資金資源浪費(fèi)， 還能大幅提高建筑工作的質(zhì)量和效率， 在實(shí)現(xiàn)成本控制的同時(shí)保證了建筑施工工作順利開展[2]。

1.3 協(xié)調(diào)性

建筑的設(shè)計(jì)、 施工、 包括最后的建筑物完工交付等過(guò)程都離不開各方協(xié)調(diào)， 協(xié)調(diào)性更是BIM技術(shù)在建筑行業(yè)應(yīng)用的一大重點(diǎn)內(nèi)容。 建筑在施工過(guò)程中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題， 有些問(wèn)題是客觀發(fā)生無(wú)可避免的， 還有些問(wèn)題則是可以通過(guò)協(xié)調(diào)避免的。 施工中遇到問(wèn)題的常見做法就是將各部門的相關(guān)人員組織起來(lái)， 大家開會(huì)討論， 及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。 雖然“亡羊補(bǔ)牢為時(shí)未晚”， 但是我們只能被動(dòng)地等待問(wèn)題出現(xiàn)嗎? 筆者認(rèn)為 “防患于未然” 才是施工工作人員應(yīng)該做的事情。 利用BIM的協(xié)調(diào)性可以解決在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中各設(shè)計(jì)師之間的溝通不暢、 專業(yè)碰撞等問(wèn)題， 對(duì)前期可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析協(xié)調(diào)，并且為施工管理者提供可參考的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)[3]。

1.4 可出圖性

BIM技術(shù)在建筑工程中的建模應(yīng)用是二維、 三維聯(lián)動(dòng)的狀態(tài)， 通過(guò)對(duì)建筑物的可視化展示、 模擬、協(xié)調(diào)、 優(yōu)化以后， 可以瞬時(shí)為業(yè)主出一套平、 立、剖圖， 極大程度提高了設(shè)計(jì)的效率。 BIM的可出圖性主要有三點(diǎn)， 一是通過(guò)多方面的檢查、 設(shè)計(jì)、 修改， 消除相對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤的綜合管線圖； 二是綜合結(jié)構(gòu)留洞圖 （預(yù)埋套管圖）； 三是碰撞檢測(cè)報(bào)告以及針對(duì)性的改進(jìn)方案[4]。

2 BIM技術(shù)在建筑暖通工程中的優(yōu)勢(shì)

隨著人們生活水平的提高， 大眾對(duì)建筑的要求也越來(lái)越高， 暖通作為建筑工程中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)， 在時(shí)代和大眾的呼吁下加快建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型， 用信息技術(shù)手段推進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)刻不容緩。 BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠加強(qiáng)建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性和規(guī)范性， 利用BIM技術(shù)構(gòu)建的暖通設(shè)計(jì)模型有利于相關(guān)施工人員直觀地了解設(shè)計(jì)方案， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且有效解決問(wèn)題， 提升建筑質(zhì)量， 縮短建筑周期。

2.1 貫徹綠色發(fā)展理念

對(duì)建筑設(shè)計(jì)工作者而言， 在暖通工程設(shè)計(jì)中秉持綠色發(fā)展理念是十分有必要的。 BIM技術(shù)能夠?qū)εüこ痰娜鞒踢M(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)， 從降低建筑能耗的角度， 將綠色節(jié)能的設(shè)計(jì)理念落實(shí)到整個(gè)建筑工程的設(shè)計(jì)當(dāng)中， 探索并且制定讓建筑工程內(nèi)部的各部分都得到良好設(shè)計(jì)的方法。 BIM技術(shù)對(duì)建筑構(gòu)建規(guī)模大小的設(shè)計(jì)、 建筑施工情況等進(jìn)行模擬， 建立三維直觀的建筑結(jié)構(gòu)， 讓整個(gè)建筑工程的各項(xiàng)施工要點(diǎn)和方案都得到立體化呈現(xiàn)。 在確保建筑工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上， 通過(guò)利用BIM技術(shù)進(jìn)行的建筑工程模擬， 能有效對(duì)接暖通工程的各項(xiàng)費(fèi)用投入， 有利于設(shè)計(jì)者掌握整個(gè)工程設(shè)計(jì)的情況，從綠色發(fā)展的角度進(jìn)行有效的成本控制。

2.2 提升各設(shè)計(jì)專業(yè)的協(xié)調(diào)性

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中， 各專業(yè)的協(xié)調(diào)溝通常常被忽略， 這也就導(dǎo)致了建筑施工過(guò)程中因?yàn)槿鄙僭O(shè)計(jì)專業(yè)人員間的溝通， 導(dǎo)致沖突問(wèn)題頻發(fā)。BIM技術(shù)在暖通工程中的運(yùn)用有助于施工工作者明確施工過(guò)程中存在的重難點(diǎn)問(wèn)題， 提升各設(shè)計(jì)專業(yè)的協(xié)調(diào)性， 讓各專業(yè)人員能夠在充分交流的基礎(chǔ)上進(jìn)行提前規(guī)劃， 根據(jù)施工的實(shí)際情況準(zhǔn)備暖通工程所需的設(shè)備和材料， 有利于各專業(yè)進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，提升施工方案的科學(xué)性。 基于BIM技術(shù)提供的模型，在暖通工程的設(shè)計(jì)階段， 設(shè)備設(shè)計(jì)師、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師以及相關(guān)專家能夠結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)， 對(duì)暖通工程進(jìn)行性能分析、 技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算、 功能模擬和虛擬建造等，合作發(fā)揮出 “1 ＋1 大于2” 的效果， 在此協(xié)同合作的過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)能運(yùn)用到后續(xù)的施工環(huán)節(jié)中，最終實(shí)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)之間良好的空間協(xié)調(diào)[5]。

2.3 對(duì)施工進(jìn)行更全面、 更及時(shí)的分析

在暖通工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用BIM技術(shù)能夠?qū)εüこ淌┕みM(jìn)行更全面、 更及時(shí)的分析。 BIM的技術(shù)先進(jìn)， 在集中收集暖通工程各施工部門數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建的信息化模型具有詳細(xì)的施工信息， 直觀性較強(qiáng)， 能準(zhǔn)確、 詳細(xì)的將建筑設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)字化的形式表現(xiàn)出來(lái)， 為施工人員提供數(shù)據(jù)支撐， 使暖通工程施工更加準(zhǔn)確。 施工設(shè)計(jì)人員在暖通工程設(shè)計(jì)過(guò)程中能隨時(shí)查看分析建筑設(shè)計(jì)模型， BIM為其自動(dòng)提供的精準(zhǔn)施工數(shù)據(jù)， 使得設(shè)計(jì)人員能從資源節(jié)約的角度選擇合適的材料和工藝， 減少資源浪費(fèi)，保證設(shè)計(jì)過(guò)程中的節(jié)能性。

3 BIM技術(shù)在建筑暖通工程中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在建筑暖通工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

首先， 在暖通工程的前期設(shè)計(jì)中， 運(yùn)用BIM技術(shù)能夠合理調(diào)整各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素， 合理安排設(shè)計(jì)施工人員， 完善機(jī)械功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 并且在優(yōu)化剖面圖和平面示意圖設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)相應(yīng)模型做出調(diào)整。BIM技術(shù)為施工設(shè)計(jì)工作者呈現(xiàn)的模型能將暖通工程的目標(biāo)隊(duì)形、 管線布置、 碰撞等情況直觀、 形象地表示出來(lái)， 動(dòng)態(tài)的模型能讓設(shè)計(jì)工作的精確性更高。 在傳統(tǒng)的暖通工程設(shè)計(jì)中， 管線多用投影輪廓線表示， 空調(diào)機(jī)組的設(shè)計(jì)也是平面的， 這樣的設(shè)計(jì)無(wú)法將暖通工程的特點(diǎn)完整的表示出來(lái)， 也不利于施工人員開展工作。 設(shè)計(jì)人員運(yùn)用BIM建立的立體數(shù)據(jù)模型能夠在選擇剖面切圖的過(guò)程中融入實(shí)際需要， 在減少設(shè)計(jì)時(shí)間的同時(shí)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。 其次，BIM技術(shù)也同樣可以適用于產(chǎn)品庫(kù)的設(shè)計(jì)中， 設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合BIM立體數(shù)據(jù)模型優(yōu)化產(chǎn)品庫(kù)的參數(shù)，結(jié)合暖通工程的模型確定施工參數(shù)， 根據(jù)產(chǎn)品的形狀、 規(guī)格、 性能等從產(chǎn)品庫(kù)中選擇符合設(shè)計(jì)需求的設(shè)備。 此外， 設(shè)計(jì)人員還能通過(guò)BIM技術(shù)計(jì)算風(fēng)量損失， BIM模型能向設(shè)計(jì)人員全面展示暖通工程的制冷取暖設(shè)備， 方便設(shè)計(jì)人員隨時(shí)掌握設(shè)備和管道系統(tǒng)的變化情況， 便于設(shè)計(jì)人員互相溝通交流， 進(jìn)行更科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。 再次， BIM技術(shù)還可以用于壓力計(jì)算， 暖通工程的設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用靜壓恢復(fù)法、 摩擦法、 速度法等方法， 利用BIM技術(shù)中的計(jì)算程序結(jié)合定徑工具確定管道直徑，提升暖通工程的設(shè)計(jì)水平， 讓工程設(shè)計(jì)更貼合施工實(shí)際[6]。

最后， BIM還可以應(yīng)用于暖通工程的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)中， 基于BIM技術(shù)的三維立體數(shù)據(jù)空間模型能夠集中展示暖通工程中通風(fēng)、 制冷和取暖系統(tǒng)的參數(shù)信息， 設(shè)計(jì)人員能隨意定位三維立體數(shù)據(jù)模型中的管道、 設(shè)備等信息， 有利于設(shè)計(jì)人員及時(shí)排除管線交叉、 碰撞等問(wèn)題。

3.2 BIM技術(shù)在建筑暖通工程施工中的應(yīng)用

虛擬施工在暖通工程中的應(yīng)用非常普遍， 虛擬施工 （Virtual Construction， 簡(jiǎn)稱VC） 即采用計(jì)算機(jī)的仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)， 整理暖通工程施工活動(dòng)中的材料、 人工、 設(shè)備、 物流等多方面的信息參數(shù)，并將這些信息參數(shù)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)， 進(jìn)行可視化展現(xiàn)。 BIM技術(shù)在模擬施工過(guò)程中進(jìn)行內(nèi)力分析和仿真計(jì)算， 能在不耗費(fèi)現(xiàn)實(shí)資源和能量的情況下對(duì)暖通工程進(jìn)行工期安排、 施工方案評(píng)價(jià)和材料需求規(guī)劃等， 讓設(shè)計(jì)者、 施工者和業(yè)主在動(dòng)工之前就了解施工的過(guò)程和結(jié)果[7]。

在暖通工程中， 管線與風(fēng)管的使用對(duì)工程的完工質(zhì)量而言是非常重要的， 在暖通工程的設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者一般會(huì)將風(fēng)管的尺寸設(shè)計(jì)得稍微大一些， 但在實(shí)際施工過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)風(fēng)管占據(jù)空間區(qū)域過(guò)大的問(wèn)題， 施工人員迫不得已只能將管道延伸到建筑的外部， 這樣極易與建筑外部的其它管道發(fā)生碰撞，影響暖通工程的后期使用。 首先， BIM技術(shù)在虛擬施工中的應(yīng)用能有效解決這一問(wèn)題， 暖通工程的相關(guān)工作人員一旦在虛擬施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)管道設(shè)置不合理的問(wèn)題， 就能快速進(jìn)行碰撞檢查， 對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化和改善， 及時(shí)消除管線碰撞， 確保施工方案的科學(xué)性和可行性。 其次， 從過(guò)往的施工經(jīng)驗(yàn)可以看出， 運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行風(fēng)管系統(tǒng)、 空調(diào)系統(tǒng)等的三維立體建模能夠在一定程度上提高管線設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性， 避免在施工后期因?yàn)楣芫€碰撞而導(dǎo)致的拆改問(wèn)題， 提升施工效率， 降低施工難度。 最后， 在暖通工程的施工過(guò)程中， BIM技術(shù)能夠根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況對(duì)設(shè)計(jì)圖紙做出動(dòng)態(tài)的調(diào)整， 讓施工方案變得更加高效合理， 竣工后， 基于BIM技術(shù)的動(dòng)態(tài)圖紙還能在工程驗(yàn)收和后期運(yùn)行維護(hù)等方面為相關(guān)工作人員提供參照和依據(jù)。

3.3 BIM技術(shù)在暖通管道綜合中的應(yīng)用

將BIM技術(shù)運(yùn)用到暖通工程中可以幫助設(shè)計(jì)人員從實(shí)際出發(fā)構(gòu)建有針對(duì)性的， 具有機(jī)械功能的供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié) （Heating， Ventilation and Air Conditioning， 簡(jiǎn)稱 HVAC） 系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)業(yè)主對(duì)暖通工程的具體要求， 結(jié)合剖面圖和平面圖， 構(gòu)建供暖和風(fēng)道系統(tǒng)管網(wǎng)的三維立體信息模型，設(shè)計(jì)人員變更或修改視圖， 三維立體信息模型也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)的變化， 管線區(qū)域的具體情況也能被更直觀地呈現(xiàn)到設(shè)計(jì)人員的眼前， 幫助設(shè)計(jì)人員檢測(cè)管線轉(zhuǎn)交、 交叉、 碰撞的問(wèn)題， 進(jìn)一步增加暖通工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性。 一方面BIM技術(shù)能增強(qiáng)工程實(shí)際情況與產(chǎn)品模型之間的關(guān)聯(lián)性， 幫助相關(guān)工作人員結(jié)合暖通管道設(shè)計(jì)和施工的需求調(diào)整產(chǎn)品數(shù)據(jù)和性能。 另一方面， 工作人員使用BIM技術(shù)能精確計(jì)算出暖通工程的管道通風(fēng)流量和風(fēng)量損耗， 有利于暖通工程設(shè)計(jì)工作人員掌握暖通管道的綜合情況，各專業(yè)的人員也能在一體化平臺(tái)上了解到暖通管道的設(shè)計(jì)問(wèn)題， 群策群力想解決辦法， 并且通過(guò)BIM技術(shù)及時(shí)解決問(wèn)題。

3.4 BIM 技術(shù)在暖通工程施工質(zhì)量管理中的應(yīng)用

良好的施工管理有助于確保暖通工程的實(shí)用性和安全性， BIM技術(shù)使得暖通工程的施工管理過(guò)程變得更加科學(xué)高效。 首先， BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)能在前期準(zhǔn)備工作期間得到充分發(fā)揮， 作為暖通工程的技術(shù)支撐， BIM技術(shù)的MagiCAD和RevitMEP是工程施工期間的常用軟件， 能在暖通工程的三維建模和空調(diào)系統(tǒng)施工模擬中發(fā)揮舉足輕重的作用。 其次，在暖通工程的措施清單制定和施工場(chǎng)地布置方面，BIM技術(shù)能夠利用魯班場(chǎng)布軟件， 對(duì)暖通工程的機(jī)械配置、 材料堆放、 空間場(chǎng)地等進(jìn)行合理安排， 將暖通工程施工中涉及到的臨邊防護(hù)、 模板、 腳手架等臨時(shí)建筑物料整合到一起， 在此基礎(chǔ)上建立起三維施工的平面圖模型， 以便對(duì)暖通工程的施工進(jìn)度和動(dòng)態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)控和管理。 再次， BIM 技術(shù)能夠在熱源和冷源的配置和施工過(guò)程中幫助相關(guān)施工人員充分考慮到暖通工程負(fù)荷情況與供暖作業(yè)負(fù)荷量之間的關(guān)系， 提高核算工作的精確性， 幫助暖通工程的設(shè)計(jì)和施工人員進(jìn)行區(qū)域劃分和負(fù)荷計(jì)算，讓建筑的冷熱源布置工作更加合理[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述， 隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高， 我國(guó)的城市化建設(shè)進(jìn)程在不斷加快， 建筑行業(yè)的工程建設(shè)也日益增多。 BIM技術(shù)在建筑暖通工程中的應(yīng)用能夠讓暖通工程的設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，模擬施工更能在不耗費(fèi)現(xiàn)實(shí)資源和能量的情況下幫助暖通工程的相關(guān)工作人員掌握工期安排、 施工方案評(píng)價(jià)和材料需求規(guī)劃等關(guān)鍵設(shè)計(jì)和施工事項(xiàng)。 此外， BIM技術(shù)還能有效減少暖通工程中管道碰撞的問(wèn)題， 提升各專業(yè)間的協(xié)調(diào)性， 在提升暖通工程施工質(zhì)量管理的同時(shí)降低成本， 縮短工期， 提升暖通工程的質(zhì)量。