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摘要:在建筑工程的建设中,传统的建筑设计以平面CAD图纸为依托,以点、线的坐标、样式等表达工程的内容,由于这种表现形式的局限性,使其难以直观地体现各工程之间的逻辑关系,如果工程设计存在问题,仅依靠设计图纸难以及时发现,而这些问题在工程施工时发现和变更,将造成工程施工成本增加,影响施工进度。同时,随着建筑行业的发展,建筑设计与施工协同施工技术受到广泛的关注,并取得了显著的研究成果,BIM技术作为完备的信息模型,能够实现建筑工程全生命周期的信息集成,从而为工程设计与施工提供一体化信息模型,促进建筑工程项目的顺利实施。
关键词:BIM技术;暖通工程;设计施工;应用
一、前言
当前商业楼、综合楼等大型综合建筑越来越多,由于这些建筑往往都配备中央空调系统、防排烟系统、喷淋系统、消火栓系统等,导致机房、走廊、吊顶及地下室内的管道系统错综复杂。BIM技术适用于建筑工程项目从规划设计到施工,再到运营维护的全过程,在暖通空调工程中使用BIM技术,可保证设计方得到准确的信息,在提高暖通空调设计三维参数化、模拟可视化、设计标准化方面发挥重要作用,从而提高建设效率,建设优质工程。
二、传统二维图纸应用存在的问题及BIM技术应用优势
传统的统二维CAD图纸,难以全面体现工程设计内容,致使建筑工程项目施工出现较多问题,主要包括工程设计与施工两个方面问题。
1、传统二维CAD图纸在工程设计阶段中应用所存在的主要问题
(1)当建设单位需求变化或施工阶段因实际情况导致设计方案变更时,可能出现图纸更新不及时造成施工现场图纸与设计图纸不一致的情况发生。
(2)由于工程设计阶段各专业独立成图,各专业间沟通较少,造成施工时各系统碰撞情况严重,造成工程施工成本增加,影响工程施工进度[1]。
(3)在项目推进实施过程中,由建筑设计负责人提供技术支持,配合施工单位完成各环节的实施,施工过程中出现的施工图纸变更大多在工程管理后期收集和整理,极易导致工程设计与实际施工不符的情况发生。
2、传统二维CAD图纸在工程施工阶段中应用所存在的主要问题
传统工程设计基于CAD图纸,当设计图纸发生变更时,信息传递相对滞后,从而导致返工现象的发生。同时,由于CAD二维线性施工图纸立体性较差,可能造成“错、漏、碰、缺”问题的发生,从而影响了整个建筑工程施工进度,导致施工成本增加,影响建筑单位经济效益。
3、BIM技术在工程设计以及施工阶段中应用的优势
与传统的二维CAD图纸相比较,BIM技术能够根据设计需要实现建筑设计信息的三维呈现,从而有效解决建筑设计与施工整体性差、协同性不强等问题。BIM技术能够以三维立体的形式全面设计和展示建筑信息模型,提高工程设计的全面性与准确性,有效减少建筑施工二维设计中“错、漏、碰、缺”问题,减少工程返工,提高建筑企业经济效益与社会效益。
三、BIM技术在暖通工程设计及施工中的应用研究
1、BIM技术在暖通管道综合中的应用
利用BIM技术建立暖通工程模型,直观呈现各管线所在区域模型,实现管线交叉、转角及碰撞的实时检查,确保工程设计的准确性。同时,BIM技术绘制的模型具有综合性,设计人员能够任意选择剖切图,具有生成相应的剖面图,从而提高工程设计效率。
2、BIM技术在管道、风道尺寸确定及压力计算中的应用
设计人员借助于BIM技术,可自动计算通风流量及风量损失,以此确定通风及各系统管线的规格,而无需借助于其他工程类软件。同时,设计人员可使用风道和管道定尺寸工具为管网和管道系统设置动态的定尺寸方法,大大提升了工程设计效率,确保了工程设计信息的一致性和准确性[2]。
3、BIM技术在很大程度上加强了工程设计专业间协作
基于BIM技术绘制的三维信息模型,将暖通工程中空调、制冷、通风各系统设备、管线数据集成在同一平台中,明确了暖通工程机房设备、主干管线尺寸、路由和三维定位等情况,并能够及时发现工程设计中存在的管线交叉、碰撞等问题,避免了各专业之间隔离情况的出现,有助于优化管线安装设计,增强管线安装设计的经济性和科学性。
4、BIM技术的3D渲染工程设计,直观展示暖通工程立体效果
在工程施工阶段,设计单位将BIM信息模型交付于施工单位,便于施工单位直观展示施工现场及设备布置情况,并对复杂施工环节的施工方案进行模拟,促进施工方案优化。
5、BIM技术实现了精确计算工程材料,降低施工成本
基于BIM数据库,施工单位能精确计算、统计工程所需的管材尺寸和规格,有利于控制施工预算的精度,实现施工成本的有效控制。
6、BIM技术实现了模拟施工,强化施工管理
将信息模型与施工进度有机结合,形成基于工程进度的4D信息模型,实现人力、机械、建筑材料和工程进度的集成化管理,并通过整个工程建筑过程模拟,提前预测建筑工程中可能存在的问题,合理配置人力、材料、机械等资源,全面掌握施工进度,及时发现和解决施工现场出现的问题和矛盾,减少可能影响工程质量、进度、成本等情况的发生,实现暖通工程施工中的动态管理[3]。
7、BIM技术在管线碰撞检查中的应用
BIM信息模型最重要的特点是三维可视化,为工程施工阶段碰撞检查提供可能。在暖通工程施工中,施工单位在工程前期开展管线系统碰撞检查,实现施工方案优化,降低施工过程中管线系统碰撞问题的发生,提高工程设计方案的可靠性。
四、结语
利用BIM技术精细、准确的模型精确统计材料明细,可为材料进场等项目管理提供实时、精准的材料表信息,优化前期方案中的材料选择及成本估算,同时还有效的规避了传统CAD二维图纸存在的问题,强化了工程设计与施工单位之间的联系,提高了工程设计的全面性与准确性,降低了建筑施工二维设计中“错、漏、碰、缺”问题发生几率,实现了暖通工程设计以及施工的精细化管理。
参考文献
[1]范海涛,暖通空调工程中BIM技术的应用[J],智能建筑与城市信息,2015(12).
[2]吴伟,原波,曹雪菲等,BIM技术在山地异型结构施工中的应用[J],建筑技术,2013,44(1).
[3]陈烨,BIM技术在超高层大型综合体设计中的应用[J],城市住宅,2015(11).