宋濤

（中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司，武漢 430070）

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)通過建立三維模型數(shù)據(jù)信息庫直觀將建筑和后期安裝的操作進(jìn)度全部展現(xiàn)出來，同時(shí)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，有效減少不必要的施工操作，控制施工成本。信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性是BIM技術(shù)的八大特點(diǎn)[1]。

2 BIM技術(shù)普遍優(yōu)勢

通過將BIM技術(shù)運(yùn)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，可以充分發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，將暖通空調(diào)設(shè)計(jì)從曾經(jīng)的傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)換成為更有優(yōu)勢的三維立體模型設(shè)計(jì)，讓暖通空調(diào)設(shè)計(jì)具備可視化、可出圖化和信息完備關(guān)聯(lián)等特性，推動了空調(diào)設(shè)計(jì)走向一個(gè)全新的高度。

2.1 可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營各階段信息共享

相比傳統(tǒng)CAD二維設(shè)計(jì)，BIM三維設(shè)計(jì)不僅有效地提高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還能夠保障暖通空調(diào)后期各項(xiàng)施工和安裝在總體設(shè)計(jì)調(diào)控之下更加合理高效。通過BIM技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)三維模型，可以直觀清楚地了解到暖通空調(diào)從設(shè)計(jì)到安裝，從安裝到后期運(yùn)營維護(hù)階段的各種信息，包括施工信息、空調(diào)設(shè)備信息、材料信息等。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)和施工進(jìn)度也可以得到實(shí)時(shí)展示，這種各個(gè)階段信息共享對于建筑全生命周期來說起到了非常大的作用。

2.2 使各專業(yè)具備有效的協(xié)同性

在BIM三維模型當(dāng)中，可以最大限度地保證建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，這樣可以有效節(jié)約施工時(shí)間，同時(shí)減少施工成本。BIM技術(shù)對建筑信息的詳細(xì)完整呈現(xiàn)，能夠最直觀真實(shí)地表達(dá)建筑特征，不僅可以在故障問題發(fā)生后準(zhǔn)確找到故障原因所在，并且能夠在故障未發(fā)生時(shí)進(jìn)行預(yù)測防護(hù)。此外，BIM技術(shù)還能夠?qū)⒔ㄖ鱾€(gè)分項(xiàng)放在整體的高度進(jìn)行分析，解決建筑、結(jié)構(gòu)與設(shè)備三者之間存在的矛盾，從而有效提高設(shè)計(jì)人員的工作效率。

3 BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用

3.1 工程概況

南航武漢機(jī)場綜合保障樓位于武漢天河機(jī)場三期南工作區(qū)，包括綜合辦公樓和空勤出勤樓，總用地面積約28363平方米。該建筑地上九層、局部十層，地下一層，建筑總高度43.2m，屬于一類高層建筑。

圖1 建筑鳥瞰圖

本項(xiàng)目大量采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝，項(xiàng)目內(nèi)系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，管道設(shè)備數(shù)量眾多，需要一個(gè)科學(xué)明晰的協(xié)調(diào)定位系統(tǒng)以便各專業(yè)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目采用鴻業(yè)負(fù)荷計(jì)算7.0版軟件對建筑進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷動態(tài)計(jì)算，夏季逐項(xiàng)逐時(shí)最大冷負(fù)荷為4164kW,冬季空調(diào)熱負(fù)荷為3054kW。

空調(diào)夏季冷源選用2臺離心式冷水機(jī)組及1臺螺桿式冷水機(jī)組。離心式冷水機(jī)組制冷量為1934kW（550RT），冷凍水供、回水溫度 7/12℃，冷卻水供、回水溫度 32/37℃；螺桿式冷水機(jī)組制冷量為 1041kW（300RT），冷凍水供、回水溫度 7/12℃，冷卻水供、回水溫度32/37℃。冷凍機(jī)房設(shè)置于地下一層，冷卻塔設(shè)置在辦公屋面。冬季熱源選擇2臺1.75MW燃?xì)庹婵諢崴仩t，供回水溫度60/45℃，熱效率94%，設(shè)置于地下一層鍋爐房內(nèi)。

3.3 制冷機(jī)房設(shè)計(jì)中的BIM應(yīng)用

本工程制冷機(jī)房設(shè)置于地下一層，主要由冷水機(jī)組、冷凍(卻)水泵、分集水器、輔助設(shè)備及相應(yīng)管路組成。暖通專業(yè)由于在制冷機(jī)房存在著大量各種類型管道，再加上其他專業(yè)的管線，制冷機(jī)房內(nèi)管線交叉布置在所難免，進(jìn)行管線綜合不可避免。以CAD為主的二維平面設(shè)計(jì)，如果先要表達(dá)各種管線的位置及排列情況，需要繪制大量的剖面圖及大樣圖，這無形中增大了工作量，同時(shí)也加大了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)誤差的可能。

本工程在制冷機(jī)房區(qū)域采用BIM技術(shù)，使得制冷機(jī)房的設(shè)計(jì)無論是從設(shè)計(jì)過程上還是出圖質(zhì)量上都有質(zhì)的提升。

①平臺的兼容性廣，Revit設(shè)計(jì)平臺包括Revit Architecture、Revit structure、Revit MEP 等，各個(gè)軟件之間可相互鏈接參照，同時(shí)可以將二維CAD圖紙鏈接到設(shè)計(jì)空間中，在Revit完成的圖紙也可以轉(zhuǎn)化為二維平面圖紙，使得出圖的效率成倍增加。

②Revit在暖通設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢主要是三維可視設(shè)計(jì)及管線綜合檢查，簡單快捷的三維設(shè)計(jì)，使得建立的模型更加直觀；先進(jìn)的管道碰撞檢查技術(shù)不但可以在專業(yè)內(nèi)進(jìn)行檢查，還可以在專業(yè)間進(jìn)行碰撞檢查，如空調(diào)水管與噴淋水管、暖通風(fēng)管與橋架、梁、柱之間的碰撞檢查，自動生成的檢查報(bào)告不但可以將所有碰撞點(diǎn)匯集成文檔格式，還可以定位發(fā)生碰撞的類型及方位，可以使設(shè)計(jì)者方便的找到碰撞點(diǎn)并進(jìn)行修改。

③Revit設(shè)計(jì)的自動化還反映在能自動匯總設(shè)計(jì)中的設(shè)備和材料，這種統(tǒng)計(jì)可以包括設(shè)備的尺寸、型號、功率和相關(guān)制造信息。

4 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的制約因素

4.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程對BIM技術(shù)應(yīng)用的影響

BIM制圖需要在信息模型中輸入大量的數(shù)據(jù)，某些非標(biāo)準(zhǔn)連接繪制尚不成熟，會導(dǎo)致制圖效率低于二維平面設(shè)計(jì)。

4.2 軟件族庫不夠完善

非標(biāo)構(gòu)件需要自建族，而部分族本土化程度低，由于BIM技術(shù)為新興設(shè)計(jì)技術(shù)，大多數(shù)族依托于外國標(biāo)準(zhǔn)建立。而由于國內(nèi)族庫管理類軟件處于起步階段，族庫的建設(shè)較為簡陋，族文件甚至出現(xiàn)類型錯(cuò)誤等問題，給BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用帶來阻礙。由于族庫不完善，對系統(tǒng)檢查，運(yùn)行模擬等高級功能的運(yùn)用也難以實(shí)現(xiàn)。

4.3 BIM出圖深度對項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期的影響

相較于CAD二維設(shè)計(jì)，BIM初步設(shè)計(jì)深度相當(dāng)于CAD平面施工圖的出圖深度，而BIM施工圖深度則相當(dāng)于CAD平面的管綜甚至裝修圖的設(shè)計(jì)深度。而CAD二維設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)深度和施工圖設(shè)計(jì)深度的區(qū)別僅在于末端設(shè)備安裝，保溫層，管線綜合排布優(yōu)化等方面。筆者認(rèn)為BIM設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)階段時(shí)間安排應(yīng)比CAD設(shè)計(jì)延長50%。

5 BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展望

在以BIM為指導(dǎo)思想的設(shè)計(jì)行業(yè)中，協(xié)同工作的內(nèi)容和范圍愈發(fā)深刻，協(xié)同工作不僅面臨著協(xié)調(diào)戰(zhàn)線過長、協(xié)同難度過大，還要在圖紙標(biāo)準(zhǔn)中達(dá)成共識。這就要求在設(shè)計(jì)行業(yè)推廣BIM的過程中，應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢，在設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，避免不必要的重復(fù)勞動。同時(shí)，應(yīng)以BIM的普及為契機(jī)，將設(shè)計(jì)人員從煩瑣的二維制圖中解放出來，將更多的時(shí)間應(yīng)用于優(yōu)化方案設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性、合理性及節(jié)能分析，這既是BIM概念的目標(biāo)，也是我國設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)升級，減少社會資源浪費(fèi)及提高社會生產(chǎn)效率的題中之意。