戴 麗

上海建筑設(shè)計(jì)研究院 上海 201204

1 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)施工中的意義

由于人口持續(xù)增加，能源的消耗量也在增加。所以，在這個(gè)大的背景下，建筑企業(yè)的環(huán)保節(jié)能觀念也得到了廣泛的傳播，但是，在實(shí)際的施工中，如果技術(shù)人員還停留在傳統(tǒng)的施工方法上，那么就無法達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)。在這樣的背景下，BIM技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出，為設(shè)計(jì)師們在環(huán)保節(jié)能方面的發(fā)展提供了新的途徑。BIM技術(shù)的運(yùn)用，不但使系統(tǒng)的工作效率得到了極大的改善，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了綠色節(jié)能的理念。在實(shí)施暖通空調(diào)項(xiàng)目時(shí)，可以利用BIM技術(shù)對項(xiàng)目進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，同時(shí)利用BIM技術(shù)進(jìn)行模型化，大大縮短了施工周期。

表1 BIM技術(shù)在工程中應(yīng)用的特點(diǎn)

1.1 有效控制暖通空調(diào)施工的成本

在任何一項(xiàng)工程中，最關(guān)鍵的問題是如何有效地控制工程造價(jià)。暖通空調(diào)施工中，利用BIM技術(shù)，可以在工程實(shí)施前，對施工現(xiàn)場進(jìn)行仿真。在這個(gè)過程中，管理者可以充分的掌握各種材料的使用情況，從而準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)處理，從而有效地防止了資源的浪費(fèi)。另外，因?yàn)锽IM技術(shù)，所有的建筑工人都必須嚴(yán)格遵守施工進(jìn)度，減少了以前的施工作業(yè)，減少了施工作業(yè)的次數(shù)，從而達(dá)到了真正的成本控制[1]。

1.2 優(yōu)化空調(diào)組裝模式

BIM技術(shù)的諸多優(yōu)勢中最突出的就是其能夠?qū)?shù)據(jù)化轉(zhuǎn)為模型化，突出表現(xiàn)其價(jià)值，利用BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)模型，可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且還可以讓技術(shù)人員獲取更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，讓工程師們在進(jìn)行下一步的裝配工作時(shí)，可以更好的控制管道中水的質(zhì)量以及冷卻問題，從而保證空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。另外，在真正的施工過程中總會受到周圍建筑環(huán)境的限制，很多數(shù)據(jù)的獲取都沒有辦法達(dá)到精準(zhǔn)，導(dǎo)致施工總會出現(xiàn)一些問題。但自從有了BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字化模型，對建筑材料進(jìn)行分析，確保建筑材料達(dá)到一定的要求后，才能進(jìn)行具體的施工，這樣才能保證工程的質(zhì)量。

1.3 重視暖通空調(diào)的施工和管理工作

BIM技術(shù)的應(yīng)用，為暖通空調(diào)工程的施工和管理提供了重要的參考資料。因此，在暖通空調(diào)工程中，技術(shù)人員和建筑工人可以將BIM技術(shù)運(yùn)用到工程中，從而提高工程建設(shè)的質(zhì)量和管理水平，從而提高工程的管理水平，從而提高工程的運(yùn)行效率。

據(jù)全國電力部門反饋，各行各業(yè)中建筑行業(yè)的耗電量占據(jù)全國總能耗的40.0%，而整個(gè)行業(yè)中最耗費(fèi)電能的就是暖通空調(diào)。因此，在環(huán)保注意的要求下，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排這一目標(biāo)，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)與安裝就需要從新規(guī)劃，從各個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)行能源的節(jié)省，從而達(dá)到降低能耗的目的。在城市化不斷推進(jìn)的今天，大部分建筑物都具有復(fù)雜性，管線布置更是復(fù)雜，這也是能耗高的原因之一。在2015年為了推進(jìn)節(jié)能減排任務(wù)，國內(nèi)的眾多工程師決定將管線布局問題進(jìn)行重新的調(diào)整，這就是在這樣的背景下，設(shè)計(jì)師BIM技術(shù)的優(yōu)勢特征用在了建筑行業(yè)中來。采用模型與數(shù)據(jù)的結(jié)合形式，將所有可視化的數(shù)據(jù)以真實(shí)的模型形象展現(xiàn)出來，將建筑各個(gè)模塊中可能出現(xiàn)的優(yōu)化條件都表列出來，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)與現(xiàn)代的對比，解決了管線設(shè)計(jì)無法優(yōu)化的難題。從此，提高工程建設(shè)的質(zhì)量[2]。

2 基于BIM技術(shù)對暖通空調(diào)施工過程中的管控

2.1 運(yùn)行管理

隨著BIM技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行與管理進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。利用BIM進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，對暖通空調(diào)的各個(gè)的布置、安裝與運(yùn)行都做到了最佳的控制，在調(diào)節(jié)溫度，控制設(shè)備等方面都得到便捷化，特別是在可視化的基礎(chǔ)上，降低了生產(chǎn)成本，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

2.1.1 設(shè)備信息的可視化管理

由于暖通空調(diào)的安裝與管控都需要大量的數(shù)據(jù)，但是傳統(tǒng)的管控形勢數(shù)據(jù)具有不易查詢等原因，很多公司都在嘗試通過紙質(zhì)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，而BIM技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的普及，對企業(yè)來說無疑是最好的選擇。它不僅可以根據(jù)客戶的需求，將數(shù)據(jù)存儲起來更方便、更快捷，可以將設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)的全部數(shù)據(jù)輸入到RFID的標(biāo)簽中，并根據(jù)客戶的需求，添加到相應(yīng)的設(shè)備操作參數(shù)和定時(shí)提醒功能，并與BIM的三維建模系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)快速查閱、精確定位、定期維護(hù)等功能。

圖1 暖通空調(diào)施工成果可視化流程

數(shù)據(jù)可視化管理對施工過程起到了積極作用。工程詳細(xì)結(jié)構(gòu)可視化處理后既能夠保證項(xiàng)目成果的產(chǎn)出有足夠的資料支持。又能夠通過對暖通空調(diào)系統(tǒng)，對所有的想調(diào)控的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理。將工程資料與已建好的工程三維模型進(jìn)行比對，并在此基礎(chǔ)上自動(dòng)識別出與工程資料不能有效地銜接的資料，并通過可視化的方式，對工程量和工程資料進(jìn)行修正。以此，來達(dá)到施工管控的目的?？梢暬{(diào)試后，想要查看任意斷面的結(jié)果，就可以截取其中一個(gè)斷面。特別是在某些大型的暖通項(xiàng)目中，采用可視化的演示形式，可以節(jié)省很多的工期和管理時(shí)間。

2.1.2 可視化設(shè)備監(jiān)控、查詢、定位管理

傳統(tǒng)的運(yùn)營管理方式，設(shè)備難以做到精確的定位，而BIM技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，就能輕易地解決這一問題?，F(xiàn)代空調(diào)供暖系統(tǒng)的運(yùn)營管理是以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，將所有的房間與空間進(jìn)行了分區(qū)，并在各個(gè)分區(qū)上做了細(xì)致的標(biāo)識。該系統(tǒng)能夠根據(jù)維護(hù)人員的手機(jī)，采集設(shè)備的位置和各項(xiàng)指標(biāo)，在監(jiān)控中心的全程監(jiān)控下，可以與改層面的技術(shù)指導(dǎo)進(jìn)行協(xié)作，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，隨時(shí)查詢，方便定位的功能。

監(jiān)控：以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)備信息系統(tǒng)，可以徹底地替代目前的監(jiān)控和錄像，它能完整地記錄整個(gè)設(shè)備的壽命。與前期設(shè)計(jì)人員、安裝人員的資料輸入、維護(hù)人員的標(biāo)識與定位系統(tǒng)相結(jié)合，可以掌握資產(chǎn)從設(shè)計(jì)到施工到運(yùn)營的全部情況，同時(shí)還可以進(jìn)行智能化的歸類，便于查詢。當(dāng)發(fā)現(xiàn)沒有標(biāo)識牌的員工移動(dòng)或停車時(shí)，監(jiān)控中心會發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)將建筑物的位置轉(zhuǎn)換到報(bào)警區(qū)域，便于管理員進(jìn)行查看和判斷。

查詢：不但可以了解設(shè)備從設(shè)計(jì)到施工到運(yùn)行過程中的全部情況，還可以對設(shè)備的溫度、濕度進(jìn)行查詢，便于管理者根據(jù)室內(nèi)的流量，對其進(jìn)行自主的調(diào)節(jié)，使室內(nèi)的空氣更適合人體的舒適。

定位：實(shí)時(shí)地掌握被監(jiān)控設(shè)備的位置和使用狀況，通過RFID標(biāo)簽或者專家提供的信息對其進(jìn)行分析，并根據(jù)分析的結(jié)果對被監(jiān)控設(shè)備的工作進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保設(shè)備始終處于最佳的工作狀態(tài)，既能防止意外，又能延長設(shè)備的使用壽命。

2.1.3 設(shè)備運(yùn)行和控制

BIM軟件可以直觀地顯示出所有的設(shè)備的工作狀態(tài)，設(shè)備正常工作與非正常工作之間的顏色狀態(tài)會發(fā)生改變。正常時(shí)設(shè)備不會有預(yù)警，但是一旦出現(xiàn)故障，RFID標(biāo)簽就會做出預(yù)警反應(yīng)，將問題反饋到BIM控制中心。技術(shù)人員接到問題的反饋之后，就可以在可視化的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對相應(yīng)的管道進(jìn)行排查，做出專業(yè)的判斷。

同時(shí)，通過引入 BIM技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化了現(xiàn)有的管理流程，以解決傳統(tǒng)控制方式下的暖通空調(diào)各施工工作不能達(dá)到協(xié)同、共享的問題。①在 BIM系統(tǒng)中選取，使用中央文件創(chuàng)建本地檔案。在局域網(wǎng)服務(wù)器里面，暖通空調(diào)工程的模型文件被打開，然后在顯示界面里面選擇“新的本地文件”，建立一個(gè)本地文件，然后將它保存在本地。②在接口中建立一個(gè)新的工作集合，并把它當(dāng)作一個(gè)有效的工作集合。然后，將需要安裝暖通系統(tǒng)的建筑圖紙拷貝一份，粘貼在暖通專業(yè)的平面上，然后修改成暖通專業(yè)的特殊視圖模板。③以上控制工作的設(shè)計(jì)，都是在相應(yīng)的熱通量方案中進(jìn)行的。因?yàn)樵趯?shí)際的管理中，每個(gè)專業(yè)都是在一個(gè)中心文件中進(jìn)行的，所以所有的專業(yè)信息都會被納入到這個(gè)系統(tǒng)中，而要想準(zhǔn)確地顯示出圖元，就必須要靈活地利用對視圖的可視性來控制這些不需要的元素。通過這種方法，可以有效地提高模型中的圖元信息的使用價(jià)值，并提高了控制的有效性[3]。

2.1.4 可視化資產(chǎn)安保及緊急預(yù)案管理

BIM控制中心的建筑資訊與因特網(wǎng)無線射頻技術(shù)的完美結(jié)合，可以讓人們更好地掌握大樓的安全要害，即便是外行人士，或是對大樓一無所知的企業(yè)員工，也能在第一時(shí)間做出相應(yīng)的安全防范。在發(fā)生火災(zāi)、滲漏等突發(fā)事件時(shí)，BIM控制中心的管理員最需要做的就是保障周圍人員的安全問題，盡快在最短時(shí)間將所有人員進(jìn)行安全隔離。并根據(jù)建筑物的管線走向和閥門的位置，將主閥門的位置信息通過移動(dòng)終端發(fā)送到維護(hù)人員的手中，并在第一時(shí)間切斷所有的電力、水、暖、氣等。這樣既能避免人員傷亡，又能使維護(hù)人員迅速發(fā)現(xiàn)隱藏部位的氣門位置，從而降低意外造成的額外損失。

2.2 在施工管理與維護(hù)中的應(yīng)用

暖通空調(diào)系統(tǒng)的維修與管理，主要是圍繞著設(shè)備的采購、啟用、運(yùn)行、運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)，通過BIM和網(wǎng)絡(luò)，將設(shè)備的各項(xiàng)基礎(chǔ)信息全部輸入到系統(tǒng)中，不但能實(shí)時(shí)查看設(shè)備的使用情況，而且還能根據(jù)RFID資產(chǎn)的標(biāo)簽和專家移動(dòng)終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，以便在設(shè)備出現(xiàn)故障之前對其進(jìn)行維修和更換。利用BIM技術(shù)對暖通空調(diào)器的大型設(shè)備進(jìn)行操作與管理，可以實(shí)時(shí)了解設(shè)備出廠、安裝、運(yùn)維的全部情況，并能在計(jì)算機(jī)終端及維修人員的手機(jī)上對設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)提醒、保養(yǎng)、設(shè)備的計(jì)劃維護(hù)等操作。

2.2.1 設(shè)備信息查詢

暖通空調(diào)運(yùn)行管理是以BIM與Internet為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的檢索、查詢、定位、共享等功能的綜合管理。通過BIM單機(jī)設(shè)備，可以查詢到設(shè)備的全部資料。通過查找管理界面中的設(shè)備名稱、制造商、或其它描述域，可以在計(jì)算機(jī)建筑信息模型中查找出對應(yīng)設(shè)備的精確位置；同時(shí)，BIM控制中心的高層和經(jīng)理們，也可以在任何時(shí)候使用3D模型，對模型中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的瀏覽和查看。此外，用戶還可以輸出和共享設(shè)備的全部數(shù)據(jù)，使用起來十分方便。

2.2.2 3D渲染設(shè)計(jì)方案

通過BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了二維平面造型的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了實(shí)體材料的渲染，從而確保了模型的真實(shí)和客觀。同時(shí)，在工程實(shí)施之前，對工程的三維技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)交底，明確了施工的質(zhì)量控制要求，并參考工程的三維建模和模面圖來指導(dǎo)施工。但由于建筑物的空間比較復(fù)雜，需要從多個(gè)角度對模型進(jìn)行觀測，確定管道的走向和操作流程，然后再組織安裝。

2.2.3 模擬施工過程

基于BIM技術(shù)對暖通空調(diào)施工項(xiàng)目采用可視化和仿真軟件，對項(xiàng)目的建設(shè)過程進(jìn)行仿真，在正式建設(shè)之前，對施工方案進(jìn)行調(diào)整，對原有的工藝進(jìn)行調(diào)整，并對各個(gè)系統(tǒng)的安裝工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。在此基礎(chǔ)上，建筑企業(yè)首先制定了工程進(jìn)度計(jì)劃，并將其引入到信息系統(tǒng)中，使其與工程進(jìn)度計(jì)劃相互聯(lián)系，從而達(dá)到三維建模和施工進(jìn)度協(xié)調(diào)的目標(biāo)。管理者可以隨時(shí)查閱工程進(jìn)度表，根據(jù)各主要節(jié)點(diǎn)的進(jìn)度和實(shí)際進(jìn)度的差異，找出偏移原因，優(yōu)化施工方案，實(shí)現(xiàn)工程資源曲線的自動(dòng)生成，從而為施工現(xiàn)場的精細(xì)化管理奠定基礎(chǔ)。

2.2.4 統(tǒng)計(jì)施工材料

工程量的統(tǒng)計(jì)和管理是有效控制工程造價(jià)的重要依據(jù)，而BIM模型包含了工程的所有相關(guān)信息，可以實(shí)時(shí)反映施工實(shí)際狀況，準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)構(gòu)件，并將工程量信息與各個(gè)施工階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)。根據(jù)應(yīng)用程序的不同，使用Revit中的列表表的族類函數(shù)，創(chuàng)建詳細(xì)表的模板。

2.2.5 設(shè)備的報(bào)修

在暖通空調(diào)的維護(hù)管理中，維護(hù)是最基礎(chǔ)的工作，一般都是由一名例行的檢查員來完成，在手機(jī)終端上填寫一份維護(hù)申報(bào)單，上面不但有申請人的姓名、報(bào)修日期、批準(zhǔn)者等信息，還要把維修點(diǎn)的位置和RFID的標(biāo)簽填進(jìn)去，這樣的話，維修表的報(bào)修工作就會交給項(xiàng)目經(jīng)理，并將報(bào)告的內(nèi)容通過手機(jī)終端發(fā)送到申請人和管理者的手中。同時(shí)，系統(tǒng)還會將整個(gè)維護(hù)周期記錄在暖通空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)記錄中。

2.2.6 計(jì)劃性維護(hù)

計(jì)劃維修與設(shè)備維修是相互補(bǔ)充的，只是計(jì)劃維修是由使用者根據(jù)年、月、日等不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)自行設(shè)置的規(guī)律進(jìn)行的。在設(shè)備的維護(hù)周期達(dá)到一定的時(shí)間后，系統(tǒng)會發(fā)出警報(bào)，并將所有的數(shù)據(jù)都發(fā)到維修人員的收集器中，并在相應(yīng)的維修人員的手機(jī)終端上顯示工作進(jìn)度提示，以保證日常的維護(hù)工作。

根據(jù)設(shè)備的使用年限、使用狀態(tài)、使用數(shù)量等數(shù)據(jù)，對設(shè)備的維修計(jì)劃進(jìn)行了自動(dòng)的分析，并對維修計(jì)劃的工作進(jìn)行了詳細(xì)的劃分。每年的維修方案有一半是根據(jù)地區(qū)來的，每月的維修方案是詳細(xì)的，而在更詳細(xì)的維修方案中，除了要確定維修的是哪一種設(shè)備，還需要標(biāo)明維修人員和維修時(shí)間。通過這種逐步細(xì)化的方式，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理員只要編制一份年度的維修方案，將維修內(nèi)容錄入到計(jì)算機(jī)中，系統(tǒng)就會根據(jù)維修區(qū)域和維修人員的要求，將維修內(nèi)容通過手機(jī)終端傳輸?shù)骄S修人員的手機(jī)上，維修報(bào)告也會被傳輸給BIM公司的高層。該靈活的配置模式能全面、定時(shí)地檢測設(shè)備的工作狀況，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。

3 結(jié)束語

總之，BIM技術(shù)對建筑行業(yè)的科學(xué)發(fā)展起到了良好的推動(dòng)作用，即使是在復(fù)雜的建筑房屋中也能夠利用可視化數(shù)據(jù)處理形式達(dá)到暖通空調(diào)的施工與管控，做到節(jié)能減排的目標(biāo)。BIM技術(shù)在暖通施工中具有多種優(yōu)勢特征，在本文的論述中也足以體現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。其中，對其施工質(zhì)量以及施工成本的有效控制是最方便的。作為管理者，可以將工程信息整合到BIM和管理平臺中，并根據(jù)項(xiàng)目信息的采集和分析，對整個(gè)項(xiàng)目的生命周期進(jìn)行監(jiān)測，從而推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

因此，BIM技術(shù)若能在工程建設(shè)中得到有效的運(yùn)用，將會在前期的設(shè)計(jì)和建模過程中起到很好的促進(jìn)作用。同時(shí)，利用BIM技術(shù)，可以將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行共享，充分利用BIM技術(shù)的價(jià)值，對施工項(xiàng)目進(jìn)行了全面的監(jiān)控和管理。