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[分享]BIM在暖通专业的应用与发展

发表于2019-11-07     151人浏览     0人跟帖     总热度:100  

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概述随着社会的发展,建筑业中很多新 兴的技术和手段逐渐出现在大众的视野中,并且开始应用于当前的很多领域,BIM技术就是其中一个。而且随着社会经济的不断发展,人们的生活水平和生活质量也不断取得提高,对于挑选生活中必备品的要求也在逐渐升高。我们可以看到,空调行业在近几年的发展是非常迅速的,不断的将新的技术融入到暖通技术中,BIM技术作为21世纪新趋势的技术,已经渐渐的应用在暖通空调技术中。本文在写作思路上,先对当前的暖通空调技术进行简要的概述,进而主要探析BIM 技术在暖通空调技术中的应用。1.BIM技术的发展背景及含义随着计算机技术的发展,当前我们在进行土木建筑规划、 设计、施工至运营维护的阶段,全都使用计算机辅助计算。土木工程前期设计由各个单位单独安排,最后汇总到施工处。在 施工现场,各种信息的汇总整合技术,例如现场调查工作的信 息整理、施工状况信息的整理仍然较为落后,且大量时间和精力都浪费在各个部门之间的信息传递上。所以随着工程项目 规模的扩大、复杂度的增加,传统方式在多人多专业的协同设 计上,已逐步显示出其缺点与漏洞。这些缺点与漏洞在设计阶段会造成工期拖延,设计出来的产品质量参差不齐,甚至在施 工阶段会影响工期,并导致其他问题,严重损害了参与建筑工 程项目各方的利益。 BIM,即建筑信息模型(Building Information Modeling), BIM技术是继计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD) 技术之后建筑业出现的又一种计算机应用技术,被誉为建筑 业变革的革命性力量。1975年,美国乔治亚理工大学的Chuck Eastman(BIM之父)提出了一个关于建筑描述系统(building description system)的课题,建筑模型的研究正式拉开了帷幕。 2002年,Autodesk公司正式构建了建筑信息模型(BIM),对建 筑设计进行了一大创新。BIM技术一经推出就得到了许多国 家和政府的大力支持,并在许多实践中得以应用。BIM是以三 维数字技术为基础,集合了整个建筑工程项目中各个相关专 业工程数据的模型。而BIM技术则是一种用于设计、建造、管 理的数字化办公方法,涉及建筑工程的诸多方面,能使之提高效率、减少成本和能耗。BIM技术抛开了传统的CAD建模、制 图,开始往3D建模发展,其中应用最广的是Revit等软件。2. 暖通空调的现实发展状况新中国成立之后,尤其是改革开放以来,我们国家的经济得到了快速的发展,人们生活水平的提高和对生活质量要求的提高也推动了我国建筑业的发展,越来越多的高科技技术应用到建筑业中。暖通空调是每个建成使用的住房中的必备措施,对其的技术要求也越来越高。作为建筑业的重要的组成部分,暖通空调跟随建筑业的发展而取得了一定的进步和成果,建筑物也越来越具有新时代新时尚的特点,传统的暖通空调的技术已经很难满足现代建筑业的发展需要。而正是为了满足建筑业的发展需要,暖通空调在建设过程中所使用的技术也要与时俱进。具体地说,暖通空调技术包括很多的细分化方面的技术,包括供暖技术、通风技术、暖通空调应用带来的室内质量、蓄能技术等,这些技术共同作用才能使得暖通空调能够正常发挥其功能和作用。但是随着社会的发展,现在国家大力倡导节能环保,以往的暖通空调技术也存在耗能大的缺点,因此更应该借助现代化的技术来改善传统意义上的缺点和不足。通过调查和查阅有关资 料可以发现,我们国家的暖通空调的通风机设备上,存在东西部发展不均衡、通风机的使用水平需要进一步的提高和改进、大家关注的更多的是通风机的使用效果和整个暖通空调所能够带来的经济效益的空间而忽略了相关的节能环保意识, 或者说本身也刚好缺乏一定的节能的意识,因此,在暖通空调技术的开发和相关技术的应用上应该将节能环保的意识融到其中,将其作为一种重要的理念。3. BIM 技术在暖通空调安装中的应用 BIM 技术是一项信息管理技术,主要的运载工具还是计算机,当然我们也可以看出建筑建设中很重要的一部分。我们知道,每一项建筑工程从开始的实施到最后的运营,都有一系列的信息,包括建筑材料的使用情况、工程进度、造价信息、质量的管理及设备的招采购等,这些都有一定的数据来显示的,当然这些数据是由专门的技术人员统计并做好详细的记录的,BIM技术就是在此基础上替代了一部分的人工劳动,以这些总的信息作为基础,建立一个特殊的模型。3.2.传统暖通空调安装方式的缺陷从事暖通行业的人员都知道,在整个建筑项目当中暖通 的管道数量庞大而复杂,特别是在地下室、管道井中,不论是水暖管道还是空调冷冻(却)水、通风(新风)管道都是相当繁 杂的,在工程实践中,它们常常会与电气管线、消防管道等相 碰撞。同时在设计时要为其预留建筑空间,给结构提供设备荷载,给电气提供负荷。传统的空调系统安装,其设计图纸是由各个领域分别进行绘制的,如电气、通风空调、给排水及采暖等,整体缺乏统一安排及协调,出具的施工图只能说是一定意义上的管线示意图,管线相互冲突,不能作为具体指导施工的图纸。还要另外进行二次设计,将各专业的平面管线布置图进行简单的叠加,再按照规范确定各种系统管线的相对位置,进而确定各管线的原则性标高,针对关键部位需绘制局部的剖面图。在暖通空调安装施工中,应最大限度降低对建筑空间的占用,同时保证各种管线的美观和布局合理,同时还要保证通风空调风管和水管、给排水和消防水管以及强、弱电桥架等所有占据顶部空间的大型管线功能满足设计需要。建筑项目的复杂性特点,要求在暖通空调安装设计之初,就应当进行科学的规划,做好协调安排。3.3. 应用软件现在暖通空调设计中的BIM技术一般都会应用到Magi CAD、Revit MEP软件,这两款软件主要是面向建筑工程师以及建筑设计师等专业人士的,特别是建筑机电从业人员。机电管线综合排布是BIM技术在暖通空调中应用的关键,我们可以按从点到线及面的原则将整个暖通系统结合起来。3.4. 应用流程BIM技术在暖通行业中的应用与传统的CAD制图模式有 很大区别,但也有一定的相关性,即流程相似,但具体步骤不 尽相同。(1)首先在原有的建筑学的3D工程模型(新建)中分析建筑性能,实现可持续发展设计。其借助内部的集成分析工具进行能耗分析,评估整个系统的负载值,以便工程设计人员更好地满足目标,生成冷、热负荷报告。(2)风管系统的建模。创建一个具有机械功能的HAVC系统库,对通风管网和管道布置进行三维建模。利用BIM技术的便利之处在于一个位置做出修改,库里所有的模型视图都会自动协调变更,这是市面上所有的建筑构图软件,如天正、广联达、鲁班等做不到的。根据工业标准、规范(我国没有制定完成,依旧是用国外的标准)进行尺寸的标注和管道压损的计算。风管尺寸一般较大,占据立体空间多,新风管道更会延伸到建筑外,与建筑内部墙体发生碰撞,该问题应用BIM技术也可简单解决。(3)水系统及管道的建模。根据冷、热负荷报告建立一个供暖系统库,对热水管网及管道布置进行三维建模。从市政网接入,到地下室出口出去,水系统管道很长、很繁多,极易发生交叉、碰撞,Revit MEP软件中有特定的定尺装置和定位装置, 一旦发生交叉,随时能改动高度和长度。(4)以上步骤为接下来的各管道设备参数复核、管道碰撞检查、设备管道净高检查、设备通道校核、检修空间校核工作奠定了基础。根据各方面检验校核的数据,我们可对碰撞点进行修改,利用工作集同步协作绘制出BIM综合图。 (5)在暖通设计的同时将数据汇总,实时和给排水或电气专业共享,实现“一张办公桌上工作”,在此基础上完成各个部分的专业构建,协同合作,最终完成一整套建筑系统,以指导实践工程。3.5.面临的挑战挑战一:作为建筑辅助专业,暖通空调在整个建筑中的比重并不算大,设计时,建筑学是基础,且结构工程、安全消防工程和电气工程优先。也就是说,暖通BIM设计中常要避免与其碰撞,一旦与之碰撞一般都得暖通专业主动改动,这也是行业属性所致。挑战二:我国对于BIM技术的应用标准以及“虚拟建筑”的理念还没有很深的推广,除国家规定的大型国有项目使用该技术外,一般项目都依旧使用原有的基于CAD开发的国内建筑软件。国内在这方面的研究尚处于起步阶段,相关规范及标准并不完善,所以在工程应用中仍存在诸多问题。挑战三:BIM技术具体的设计程序比较复杂,尤其是在模型的建立方面,要求技术人员掌握很详细的信息,而且数据比较庞大,实时将这些信息输入系统需要很长的时间,所以与传统的二维平面模型设计(CAD)相比,BIM技术的绘图效率比较低。此外,BIM软件的操作需要专业人员,虽然各个大型公司机构都在培养BIM小组,但熟练掌握该技术的人员不多,因此会对整个建筑的质量产生直接影响。 我们很清楚BIM技术仍有不少不足,但我们更加看重它的 运行前景。它在建筑行业有着巨大的潜力,一场围绕着信息模型的建筑行业的革命风暴即将来临。4. 我国政府对于BIM技术的政策导向2004年,Autodesk公司推出“长城计划”的合作项目,与清华大学、同济大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学四所学校合作组建了BLM-BIM联合实验室。 2007年,国家颁布建筑行业标准《建筑数字化定义》,“十 一五”期间,科技部设立“建筑业信息化关键技术研究与应用”的课题。 2011年,我国住房和城乡建设部发布的《2011—2015年建筑业信息化发展纲要》指出: “十二五”期间,基本实现建筑企业信息系统的普及应用,加快BIM、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用。 为加快研究和推进建筑信息模型技术(BIM技术)在勘察 设计、施工过程中的应用,按照《2012年住房和城乡建设部机 关培训计划》(建办人[2012]9号)安排,定于2012年11月9日至10日,在北京举办“BIM技术在勘察设计、施工中应用培训班”。住房和城乡建设部工程质量安全监管司2013年工作要点提出:引导和推动绿色建造的发展,研究BIM技术在建设领域的作用,研究建立设计专有技术评审制度,提高勘察设计行业技术能力和建筑工业化水平。住房和城乡建设部于2015年7月印发《关于推进建筑信息 模型应用的指导意见》,提出了推进BIM应用的指导思想与基本原则,明确了推进BIM应用的发展目标,为建设、勘察、设计、施工等单位提出了指导意见。 这几年来,政府对于BIM技术在建筑行业的应用起到了巨大的推行作用,制定和规划了一系列的方针政策。未来一段时间,各大、中型建筑企业将会是BIM技术的推广核心。5.结语 综上所述,BIM技术取代CAD在暖通空调设计中应用已 然是大趋之势。BIM技术能够提高设计质量、降低施工难度、节 约施工成本、减少建材耗费,其具有的高协作能力、3D可视化、 信息共享化等优点,将使建筑行业迸发出一场新的革命。虽然 现在BIM技术应用还不算很多,即使许多大型建筑的设计应用 了BIM技术,往往也只是应付投标与质检,在实际施工中没有 发挥出该技术的作用。然而,不少建筑从业人员特别是暖通人都相信随着BIM技术在暖通空调设计中的不断推广和完善, 其必将对整个暖通空调设计行业产生深远的影响。

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