程星燦

華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

引言

在以往的建筑暖通設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)方案多通過二維圖紙方式展示，同時(shí)需要進(jìn)行大量參數(shù)的計(jì)算，因?yàn)槿肆τ邢?，難免出現(xiàn)錯(cuò)漏碰缺和現(xiàn)場(chǎng)凈高不足等問題，對(duì)于項(xiàng)目品質(zhì)及造價(jià)成本的控制力度效果不佳。而通過應(yīng)用BIM技術(shù)能夠有效改善相關(guān)問題。

1 BIM技術(shù)內(nèi)涵以及在建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 BIM技術(shù)內(nèi)涵

BIM理念是1975年美國教授提出的，經(jīng)過不斷地研究創(chuàng)新，BIM技術(shù)應(yīng)用由以往的抽象理論知識(shí)成為具象應(yīng)用工具。BIM技術(shù)我國術(shù)語稱為建筑信息模型。在建筑暖通設(shè)計(jì)中對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用是以各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)，構(gòu)建信息模型，實(shí)際應(yīng)用具有模擬性、優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性、可視性、關(guān)聯(lián)性、可出圖性、完備性以及信息數(shù)據(jù)一致性等特點(diǎn)。在信息時(shí)代背景下，建筑工程中為實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，需要對(duì)其加以不斷的研發(fā)，逐步拓展技術(shù)應(yīng)用范圍。

1.2 BIM技術(shù)在建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)階段，隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，大量人口涌入城市生活工作，同時(shí)人們生活質(zhì)量的不斷提升，對(duì)于物質(zhì)需求質(zhì)量不斷提升，有效促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。但面對(duì)大量的需求需要建筑行業(yè)改善以往的設(shè)計(jì)建設(shè)模式，加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用信息技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)建筑質(zhì)量的提升和施工周期的縮減。在建筑工程中暖通位于重要的一環(huán)，而設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)又屬于暖通施工開展的基礎(chǔ)，因此，需要加強(qiáng)暖通設(shè)計(jì)的規(guī)范性、合理性、科學(xué)性。在暖通設(shè)計(jì)中積極應(yīng)用BIM技術(shù)，首先，在工程規(guī)劃階段，應(yīng)用模擬性、可視化優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建暖通設(shè)計(jì)模型，直觀地查看設(shè)計(jì)方案存在的問題以及與其他專業(yè)的碰撞問題，能夠在暖通安裝施工前確定最佳設(shè)計(jì)方案[1]。另外，在實(shí)際的暖通施工中難免受各種因素影響而需要更改設(shè)計(jì)方案。采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式需要進(jìn)行大量的圖紙變更，不僅增加暖通造價(jià)成本，同時(shí)延誤施工周期。而通過BIM技術(shù)，當(dāng)出現(xiàn)變更時(shí)，可應(yīng)用BIM技術(shù)，很快地查出問題所在，及時(shí)確定變更方案，有效節(jié)省變更設(shè)計(jì)消耗時(shí)間。最后，在建筑暖通施工中需要應(yīng)用大量的設(shè)備和輸送管道，設(shè)備和管道選型對(duì)暖通系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量以及工程造價(jià)存在影響。通過應(yīng)用BIM技術(shù)能夠按照建筑工程暖通系統(tǒng)水壓、揚(yáng)程等參數(shù)需求合理選擇泵、電機(jī)以及管道類型，并結(jié)合建筑實(shí)際計(jì)算相關(guān)材料、設(shè)備數(shù)量，在滿足建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求的基礎(chǔ)上，控制造價(jià)成本，實(shí)現(xiàn)建筑單位經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2 建筑暖通設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用

2.1 前期準(zhǔn)備

開展建筑暖通設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)需要按照建筑具體情況應(yīng)用BIM技術(shù)有效計(jì)算，分析擁有環(huán)境、建設(shè)條件，擬定設(shè)計(jì)方案，之后按照建設(shè)單位的資質(zhì)、資源以及經(jīng)濟(jì)條件合理設(shè)計(jì)資金投入方案，實(shí)現(xiàn)建筑暖通設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性，避免實(shí)際施工中存在難點(diǎn)，提升暖通設(shè)計(jì)以及施工效率。另外，工作人員應(yīng)當(dāng)在BIM技術(shù)開展暖通設(shè)計(jì)時(shí)積極總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在其他建筑暖通設(shè)計(jì)中為線路布局、參數(shù)標(biāo)注奠定基礎(chǔ)。最后，在應(yīng)用BIM技術(shù)開展建筑暖通設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要和其他各專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行積極地溝通交流，討論設(shè)計(jì)方案中存在問題，提高風(fēng)險(xiǎn)防控質(zhì)量，并在施工前做好技術(shù)交底工作。

2.2 建立模型

在建筑暖通設(shè)計(jì)中通過應(yīng)用BIM技術(shù)能夠直觀反映設(shè)備的大小、管線尺寸、管線路由等，從而便于相關(guān)人員所設(shè)計(jì)的方案和建筑實(shí)際要求相符。三維建模應(yīng)當(dāng)與二維平面設(shè)計(jì)參數(shù)一致，以免操作產(chǎn)生誤差。建筑工程會(huì)存在消防水管、風(fēng)管、空調(diào)水管、電氣橋架等大量管道，在內(nèi)走廊和機(jī)房處會(huì)尤其復(fù)雜。在建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效解決管道線路設(shè)計(jì)中存在問題，確保設(shè)計(jì)方案的規(guī)范性、科學(xué)性，節(jié)省項(xiàng)目施工時(shí)間，提升設(shè)計(jì)效率，控制建造成本。

圖1-1

圖1-2 BIM模型建立

2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算

BIM技術(shù)應(yīng)用最大優(yōu)勢(shì)便是能夠?qū)⒔ㄖㄔO(shè)計(jì)方案三維化、可視化。在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員需按照當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?、工程要求，考慮冷熱源和管線路由方案。在以往的暖通設(shè)計(jì)中，需對(duì)建筑暖通冷熱負(fù)荷加以計(jì)算，計(jì)算主要依靠設(shè)計(jì)人員在二維圖紙中根據(jù)建筑空間布局和房間功能進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，因?yàn)槿藛T精力有限，難免出現(xiàn)計(jì)算誤差。而在建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)三維建模，在其中加入時(shí)間、空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建4D模型，分樓層、分系統(tǒng)、分型號(hào)將數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)成報(bào)表資料，降低設(shè)計(jì)方案變更概率，實(shí)現(xiàn)高效、合理安裝。例如北方暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因?yàn)槲覈狈浇ㄖ嘁蠖臎?，同時(shí)，因?yàn)槎緶囟缺容^低，熱負(fù)荷量需求較大。所以，在進(jìn)行建筑暖通設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員需要對(duì)建筑通風(fēng)情況加以合理計(jì)算，通過應(yīng)用BIM技術(shù)確保計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[2]。大致流程為：首先計(jì)算建筑門窗全部打開情況下風(fēng)流通速度，并檢查室內(nèi)溫度和濕度，對(duì)比相同調(diào)風(fēng)狀態(tài)下相同風(fēng)力等級(jí)數(shù)據(jù)間的差異。在建筑暖通設(shè)計(jì)中單一通過BIM技術(shù)開展參數(shù)計(jì)算工作比較復(fù)雜，因此，實(shí)際工作中相關(guān)人員需要積極應(yīng)用其他技術(shù)輔助計(jì)算，將數(shù)據(jù)代入計(jì)算程序，自動(dòng)計(jì)算所需數(shù)據(jù)。

2.4 場(chǎng)地環(huán)境分析

在建筑暖通設(shè)計(jì)中常受外界因素影響，因此，在暖通設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)環(huán)境影響因素加以全面考慮。在建筑暖通設(shè)計(jì)中需要遵循實(shí)事求是原則，對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境加以全面分析。應(yīng)用BIM技術(shù)在建筑暖通設(shè)計(jì)環(huán)境因素分析中主要包括聲環(huán)境和風(fēng)環(huán)境。測(cè)算工程現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)壓和風(fēng)速，構(gòu)建建筑暖通模型，模擬風(fēng)環(huán)境下建筑狀態(tài)，以免出現(xiàn)滯風(fēng)、渦流情況。另外，通過BIM技術(shù)收集聲音數(shù)據(jù)，分析建筑噪音調(diào)性和大小，設(shè)計(jì)更適應(yīng)居住的暖通設(shè)計(jì)方案。對(duì)于暖通設(shè)計(jì)方案合理性判斷可通過考察噪音。多數(shù)建筑工程對(duì)噪音存在嚴(yán)格要求，所以在暖通設(shè)計(jì)階段需要相關(guān)人員積極應(yīng)用BIM技術(shù)精準(zhǔn)、嚴(yán)密分析數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)科學(xué)化、合理性方案[3]。

圖2 風(fēng)環(huán)境分析

2.5 空間檢查

空間檢查，首先基于建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、電氣、暖通全專業(yè)圖紙，構(gòu)建三維模型，結(jié)合不同區(qū)域凈高要求，優(yōu)化機(jī)電管線排布方案，對(duì)建筑物的豎向設(shè)計(jì)空間進(jìn)行檢測(cè)分析，在不發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)上，利用BIM軟件調(diào)整各專業(yè)的管線排布，最大化地提升凈空高度。其次，結(jié)合排布方案編寫沖突檢測(cè)及管線綜合優(yōu)化報(bào)告，在施工前進(jìn)行技術(shù)交底，避免設(shè)計(jì)問題傳遞到施工階段。最后將模型導(dǎo)入到Navisworks、Lumion、Fuzor等可視化BIM軟件中，出具各類三維視圖、各角度剖切視圖、高度逼真渲染圖及漫游動(dòng)畫，擴(kuò)展視覺環(huán)境，以便進(jìn)行更有效的方案驗(yàn)證和外部溝通，極大地提升建筑暖通設(shè)計(jì)質(zhì)量。

圖3 聲環(huán)境分析

3 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段，建筑暖通設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)逐漸提升，在實(shí)際施工前需要確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性。在設(shè)計(jì)階段通過應(yīng)用BIM技術(shù)能夠有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。應(yīng)用三維建模、模擬應(yīng)用、可視化分析等技術(shù)對(duì)暖通設(shè)計(jì)中存在的不合理、不科學(xué)問題進(jìn)行改善，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、可行性。由此可見，BIM技術(shù)對(duì)于提升建筑工程的質(zhì)量和效率發(fā)揮著積極作用，為實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，需要加強(qiáng)推廣，從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展。