BIM技術(shù)在暖通系統(tǒng)中的設(shè)計

1、BIM技術(shù)在暖通系統(tǒng)中的設(shè)計摘 要：本文介紹了BIM技術(shù)的特點和優(yōu)越性，以鐵路站房BIM應(yīng)用為例分析了BIM模型的可視化和信息化，結(jié)合BIM技術(shù)和現(xiàn)階段暖通空調(diào)工程的特點，提出在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中利用BIM技術(shù)，指出了基于BIM平臺下的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計可行性和優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：BIM 暖通空調(diào) 優(yōu)化設(shè)計 專業(yè)協(xié)作1 引引言自19975年年美國喬喬治亞理理工大學學的Chharlles Easstmaan教授授創(chuàng)建了了BIMM理念至至今，BBIM技技術(shù)的研研究經(jīng)歷歷了萌芽芽階段到到現(xiàn)在的的發(fā)展應(yīng)應(yīng)用階段段。BIIM指的的是建筑筑信息模模型(BBuilldinng IInfoormaatioon MMo

2、deelinng)，是是以三維維數(shù)字技技術(shù)為基基礎(chǔ)，集集成了建建筑工程程項目各各種相關(guān)關(guān)信息的的工程數(shù)數(shù)據(jù)模型型。BIIM是一一種技術(shù)術(shù)、一種種方法、一一種過程程，BIIM把建建筑行業(yè)業(yè)業(yè)務(wù)流流程和表表達建筑筑物本身身的信息息更好地地集成起起來，從從而提高高整個建建筑設(shè)計計行業(yè)的的效率。BIM技術(shù)在設(shè)計領(lǐng)域的興起，將是設(shè)計行業(yè)的“第三次工業(yè)革命”，國內(nèi)先進的建筑設(shè)計團隊紛紛成立了BIM技術(shù)小組，四大鐵路設(shè)計院也成立了BIM設(shè)計聯(lián)盟，這將會促進BIM技術(shù)在全國范圍內(nèi)迅速推廣應(yīng)用。2 BBIM技技術(shù)的特特點現(xiàn)階段段基于BBIM平平臺的設(shè)設(shè)計軟件件很多，其其中廣為為普及應(yīng)應(yīng)用的有有Revvit、Ma

3、ggiCAAD軟件件。2.11 改變變傳統(tǒng)設(shè)設(shè)計畫圖圖思維模模式傳統(tǒng)的的設(shè)計畫畫圖是在在CADD二維空空間繪圖圖，主要要是通過過線的平平面界定定管線、設(shè)設(shè)備、閥閥門附件件的輪廓廓、尺寸寸大小和和位置，并并輔助文文字描述述，才能能完整地地表現(xiàn)設(shè)設(shè)計師的的設(shè)計意意圖。BIMM定義為為建筑信信息模型型，在設(shè)設(shè)計過程程中凸顯顯了“信信息”這這一重要要因素，BIM平臺下暖通空調(diào)設(shè)計中的主要元素是包含了大量管線、設(shè)備、閥門附件等暖通構(gòu)件信息的族。族是一個包含通用屬性(稱為參數(shù))集和相關(guān)圖形表示的圖元組。BIM平臺下暖通空調(diào)系統(tǒng)繪圖設(shè)計是使用各設(shè)備、構(gòu)件等的族來“安裝”到相應(yīng)部位的過程。2.22 智能能化設(shè)

4、計計，三維維可視模模式工作作借助RReviit、MaggiCAAD等軟軟件，對對采暖、通通風、空空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)進行真真實管線線建模，可可以實現(xiàn)現(xiàn)智能、直直觀的設(shè)設(shè)計流程程。不僅僅可以隨隨時處理理本專業(yè)業(yè)各管線線、設(shè)備備間的相相對關(guān)系系，還可可以從整整座建筑筑物的角角度來處處理信息息，將相相關(guān)專業(yè)業(yè)的模型型關(guān)聯(lián)起起來，優(yōu)優(yōu)化暖通通空調(diào)設(shè)設(shè)備及管管道系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計計，更好好地進行行建筑性性能分析析，充分分發(fā)揮BBIM的的競爭優(yōu)優(yōu)勢。設(shè)設(shè)計過程程中所有有組件都都是通過過族來實實現(xiàn)，可可以獲得得同步的的建筑信信息模型型的設(shè)計計反饋，輕輕松掌握握設(shè)計內(nèi)內(nèi)容的進進度和工工程量統(tǒng)統(tǒng)計、造造價分析析。2.33 提高

5、高各專業(yè)業(yè)的設(shè)計計一致性性，準確確反映設(shè)設(shè)計思路路BIMM技術(shù)設(shè)設(shè)計過程程各專業(yè)業(yè)的協(xié)作作是通過過建筑信信息模型型共享鏈鏈接進行行的，通通過實時時的可視視化功能能，能夠夠最大限限度地減減少設(shè)備備專業(yè)之之間，設(shè)設(shè)備專業(yè)業(yè)與土建建專業(yè)之之間的協(xié)協(xié)作。任任何一個個專業(yè)模模型發(fā)生生變更，相相關(guān)專業(yè)業(yè)的設(shè)計計文檔需需同步更更新相關(guān)關(guān)內(nèi)容。使使用BIIM技術(shù)術(shù)避免了了常規(guī)二二維設(shè)計計過程中中因上游游專業(yè)的的變更不不能及時時反饋到到下游專專業(yè)，而而產(chǎn)生各各專業(yè)間間圖紙不不能相對對應(yīng)的問問題。BBIM技技術(shù)成果果是通過過三維建建筑信息息模型來來表現(xiàn)的的，各專專業(yè)的設(shè)設(shè)計成果果可視化化的表現(xiàn)現(xiàn)，能改改善設(shè)計計師

6、與業(yè)業(yè)主的溝溝通并幫幫助及時時做出決決策。2.44 提升升圖紙質(zhì)質(zhì)量，縮縮短施工工周期隨著工工程項目目變得越越來越復(fù)復(fù)雜，確確保機電電、設(shè)備備專業(yè)與與土建專專業(yè)在設(shè)設(shè)計和設(shè)設(shè)計變更更過程中中的清晰晰、順暢暢的溝通通至關(guān)重重要。同同時設(shè)計計師可以以通過所所創(chuàng)建的的逼真建建筑信息息模型與與業(yè)主及及時溝通通，盡早早發(fā)現(xiàn)錯錯誤，避避免讓錯錯誤進入入現(xiàn)場，造造成代價價高昂的的現(xiàn)場設(shè)設(shè)計返工工，同時時還可大大幅度縮縮短建筑筑設(shè)備及及管道系系統(tǒng)的施施工周期期。在BBIM平平臺下，暖暖通空調(diào)調(diào)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計通過過3D可視視化環(huán)境境分區(qū)，分分部位確確定各種種管路管管線的標標高和走走向，成成功解決決碰撞問問題，最最后

7、可直直接利用用BIMM導(dǎo)出施施工圖，提提高了圖圖紙質(zhì)量量。BIIM模型型與實際際施工安安裝效果果對比見見圖1。BIM模型型 實際施工安安裝圖1 BIMM模型與與實際施施工安裝裝效果對對比3 BIMM平臺下下的暖通通空調(diào)設(shè)設(shè)計因筆者者為BIIM技術(shù)術(shù)初學階階段，現(xiàn)現(xiàn)以學習習階段蘭蘭州至合合作鐵路路線上的的夏河車車站站房房為例，說說明BIIM技術(shù)術(shù)的顯著著特點。設(shè)設(shè)計內(nèi)容容包括通通風系統(tǒng)統(tǒng)、采暖暖系統(tǒng)、消消防系統(tǒng)統(tǒng)、給排排水系統(tǒng)統(tǒng)(室內(nèi)給給排水、消消防在鐵鐵路設(shè)計計院屬暖暖通專業(yè)業(yè)設(shè)計內(nèi)內(nèi)容)，均為為暖通空空調(diào)專業(yè)業(yè)最常用用的系統(tǒng)統(tǒng)。設(shè)計過過程中選選用Reevitt軟件進進行BIIM建模模，BII

8、M設(shè)計計重要的的一個環(huán)環(huán)節(jié)就是是選擇帶帶有正確確的，工工程中所所需要的的各設(shè)備備、管線線、閥門門附件等等的材質(zhì)質(zhì)、熱工工性能屬屬性的族族。通過過帶有正正確信息息的各構(gòu)構(gòu)件的族族來搭建建暖通空空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)，在三三維建筑筑信息模模型中完完美體現(xiàn)現(xiàn)暖通設(shè)設(shè)計師的的意圖。Revvit軟軟件設(shè)計計過程中中可以很很自由地地在二維維、三維維視圖間間轉(zhuǎn)換，通通過即時時的三維維視圖、剖剖面圖可可以方便便地檢查查設(shè)備、管管線走向向標高和和相關(guān)構(gòu)構(gòu)件的相相對位置置關(guān)系。同同時還可可以給暖暖通空調(diào)調(diào)管道的的流體參參數(shù)進行行設(shè)定，各各參數(shù)的的設(shè)定可可以幫助助暖通設(shè)設(shè)計人員員輕松計計算各個個設(shè)備的的參數(shù)及及管道中中流體參參

9、數(shù)，以以確定設(shè)設(shè)備型號號及管線線尺寸。設(shè)設(shè)備、管管道材質(zhì)質(zhì)賦予信信息，在在真實顯顯示狀態(tài)態(tài)下可以以清晰地地看到設(shè)設(shè)計效果果。模型型均按照照真實尺尺寸建模模，傳統(tǒng)統(tǒng)表達予予以省略略的部分分(比如管管道保溫溫層等)均得以以展現(xiàn)，從從而能將將一些深深層次問問題曝露露出來，如如管道在在地溝內(nèi)內(nèi)的排布布，風管管與土建建結(jié)構(gòu)梁梁、柱的的位置關(guān)關(guān)系等。設(shè)設(shè)計成果果見圖22。 候車大廳通通風系統(tǒng)統(tǒng)模型 候車大廳采采暖、消消防系統(tǒng)統(tǒng)模型 衛(wèi)生間衛(wèi)生生潔具接接管模型型圖2 暖通通空調(diào)系系統(tǒng)模型型從以上模型型結(jié)果可可以看出出，BIIM技術(shù)術(shù)可視化化的設(shè)計計效果很很直觀，打打開模型型就能清清晰地看看到各種種設(shè)備、管管

10、線間的的位置關(guān)關(guān)系，三三維模型型可以隨隨時進行行效果檢檢驗，在在設(shè)計前前期階段段就能很很好地確確定各系系統(tǒng)方案案，給暖暖通空調(diào)調(diào)復(fù)雜系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計帶來來了前所所未有的的機遇。4 現(xiàn)現(xiàn)階段暖暖通空調(diào)調(diào)工程特特點近些年年，隨著著經(jīng)濟、建建筑材料料的迅速速發(fā)展，大大規(guī)模的的高級寫寫字樓、圖圖書館、商商業(yè)樓、綜綜合體、地地下鐵道道工程等等建筑工工程如雨雨后春筍筍般涌現(xiàn)現(xiàn)。這些些工程往往往設(shè)計計、裝修修標準高高，均設(shè)設(shè)置中央央空調(diào)系系統(tǒng)、防防排煙系系統(tǒng)、自自動噴淋淋系統(tǒng)、消消火栓系系統(tǒng)、給給排水系系統(tǒng)、中中水熱水水系統(tǒng)等等。這些些系統(tǒng)的的設(shè)計包包含了大大量的暖暖通空調(diào)調(diào)設(shè)備和和相關(guān)管管線，而而暖通空空調(diào)

11、設(shè)備備和管線線在機電電系統(tǒng)中中所占的的空間尺尺寸往往往比其它它專業(yè)都都大，這這一現(xiàn)象象在大型型地下商商場、車車庫，地地鐵地下下車站中中表現(xiàn)更更為明顯顯。某地地鐵站環(huán)環(huán)空機房房管線圖圖見圖33。 圖3 環(huán)空空機房管管線圖這些大規(guī)模模的建筑筑都建在在城市繁繁華地段段，這些些區(qū)域寸寸土寸金金，暖通通空調(diào)設(shè)設(shè)備、管管線的布布置不合合理將會會導(dǎo)致系系統(tǒng)復(fù)雜雜的建筑筑規(guī)模增增加。若要用用二維圖圖形將這這些復(fù)雜雜的管線線表現(xiàn)清清楚，則則需要大大量的剖剖面圖與與軸測圖圖，這樣樣不但加加重了暖暖通設(shè)計計師的工工作量，后后期施工工也需要要專業(yè)的的技術(shù)人人員才能能讀懂圖圖紙并進進行指導(dǎo)導(dǎo)施工。管管線較多多的局部部空

12、間、制制冷機房房、換熱熱站機房房、地鐵鐵車站中中的環(huán)控控機房暖暖通空調(diào)調(diào)本專業(yè)業(yè)的管線線就很多多，這些些地方所所布置的的設(shè)備往往往要納納入建筑筑的自動動控制系系統(tǒng)，這這樣這些些部位的的管線、設(shè)設(shè)備就愈愈顯密集集。要把把這些設(shè)設(shè)備管線線很直觀觀、清楚楚地呈現(xiàn)現(xiàn)給相關(guān)關(guān)專業(yè)人人員或施施工人員員，二維維圖形就就表現(xiàn)的的力不從從心了。因因此結(jié)合合現(xiàn)階段段暖通空空調(diào)工程程的特點點，在暖暖通空調(diào)調(diào)工程設(shè)設(shè)計中采采用BIIM技術(shù)術(shù)是非常常有必要要的。5 暖暖通空調(diào)調(diào)設(shè)計中中運用BBIM技技術(shù)應(yīng)注注意的問問題5.11 出圖圖效率問問題BIMM技術(shù)是是一門新新興的技技術(shù)，繪繪圖模式式顛覆了了傳統(tǒng)的的二維繪繪圖方

13、式式，一定定程度上上要想熟熟練地運運用BIIM，需需要花費費大量的的時間來來掌握相相關(guān)軟件件。從現(xiàn)現(xiàn)階段二二維出圖圖到利用用BIMM直接導(dǎo)導(dǎo)出施工工圖是設(shè)設(shè)計行業(yè)業(yè)的一次次“工業(yè)業(yè)革命”，這這就要引引導(dǎo)暖通通空調(diào)設(shè)設(shè)計師對對BIMM技術(shù)有有根本的的認識，突突破表面面的只是是三維模模型的局局限，自自發(fā)地積積極鉆研研BIMM平臺下下的相關(guān)關(guān)軟解，熟熟悉界面面指令操操作，才才能掌握握并應(yīng)用用BIMM技術(shù)，從從而提高高出圖效效率。5.22 協(xié)同同問題在功能能多且復(fù)復(fù)雜的建建筑中，暖暖通空調(diào)調(diào)系統(tǒng)管管線較多多，為了了避免與與相關(guān)專專業(yè)的管管線發(fā)生生碰撞，應(yīng)應(yīng)隨時鏈鏈接相關(guān)關(guān)專業(yè)設(shè)設(shè)計模型型，從而而在設(shè)計

14、計過程當當中同步步對管線線進行綜綜合，隨隨時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)碰撞，及及早發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題。專專業(yè)間的的溝通和和協(xié)調(diào)工工作將滲滲透到建建模過程程的任一一時刻，對對模型進進行碰撞撞檢查、大大型設(shè)備備后期安安裝路徑徑的研究究，進而而可以優(yōu)優(yōu)化空間間布局，優(yōu)優(yōu)化暖通通空調(diào)管管線排布布方案。5.33 構(gòu)件件選用問問題暖通空空調(diào)工程程BIMM設(shè)計的的成果是是包含了了大量設(shè)設(shè)備、管管道的族族來實現(xiàn)現(xiàn)的，因因此在一一開始的的設(shè)計中中就需要要在信息息模型中中輸入大大量的準準確的數(shù)數(shù)據(jù)，以以確保所所帶大量量信息的的各構(gòu)件件都能“安安裝”到到合適的的位置，提提高系統(tǒng)統(tǒng)所參與與的各項項計算的的準確程程度。因因為BIIM中暖暖通空調(diào)調(diào)

15、設(shè)備、管管道、閥閥門附件件(如三通通、彎頭頭)都是以以族來實實現(xiàn)的，而而不是像像二維繪繪圖中那那樣可以以用線條條疊加。5.44 設(shè)計計流程問問題以往二二維設(shè)計計中，暖暖通空調(diào)調(diào)前期階階段工作作量小，大大量的設(shè)設(shè)計工作作在施工工圖階段段，而利利用BIIM技術(shù)術(shù)后相應(yīng)應(yīng)的要在在前期有有很好的的協(xié)作，在在施工圖圖階段才才能很好好地發(fā)揮揮BIMM的優(yōu)勢勢，在復(fù)復(fù)雜工程程中更好好地發(fā)揮揮暖通空空調(diào)專業(yè)業(yè)的主觀觀能動性性，進而而提高暖暖通空調(diào)調(diào)專業(yè)的的出圖質(zhì)質(zhì)量。6 設(shè)設(shè)計體會會BIMM技術(shù)可可視化的的特點使使得暖通通空調(diào)專專業(yè)的設(shè)設(shè)計內(nèi)容容更加直直接明了了，能更更直觀地地展示給給協(xié)作專專業(yè)與業(yè)業(yè)主，能能很清晰晰地反映映設(shè)計師師的設(shè)計計意圖。在在復(fù)雜工工程如鐵鐵路大型型站房、軌軌道交通通地下車車站等建建筑中運運用BIIM技術(shù)術(shù)設(shè)計，并并進行管管線綜合合能很好好地提高高暖通空空調(diào)設(shè)計計工作完完成度，對對于暖通通空調(diào)工工程師而而言可以以減少配配合施工工工作量量;在施工工方面可可以提高高效率，減減少返工工、節(jié)約約成本。BIM的可視化功能集成多維信息，精確地儲存了暖通空調(diào)工程中的設(shè)備及管線的屬性及空間信息，可以模擬施工組織方案，為后期施工安全管理提供