摘要：建筑信息模型（Building Information Modeling，简称为BIM）是指以建筑工程项目的各项相关数据、信息作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化、模拟性、优化性、协调性和可出图性五大特点。建筑信息模型的快速发展，旨在通过为建筑装配过程提供各项准备，为施工现场的工作人员提供设计精确、制造精准的建筑构件（其中包括交付出众的供热、通风与空调系统），以避免低产出、高代价的无效劳动。
辐射供暖、创新的热泵、吸收式制冷机、变频驱动器、压缩机、电子膨胀阀……这些创新的技术和产品，仅代表了当前高能效建筑领域中所涌现的一小部分新兴技术。设计、构件、装备所有这些由金属片制成的设备，为最新的技术提供支持（比如管道分配系统、烟道及通风孔），已呈现出一个全新视角，并在安全与可持续层面上，为工期紧张、预算萎缩、需要满足激增需求的建筑施工方与合同方，带来了颇多收益。
因此在当前，供热、通风与空调系统以及其它建筑细分领域，逐渐更多地应用了建筑信息模型(BIM)系统。这一时新技术发展于若干年前，最初是一种在建筑物的生命周期之内创建及管理建筑数据信息的有效方式。建筑信息模型(BIM)系统的3D模型软件，可以对建筑物内所包含的任何一个模块进行跟踪、追溯（其中包括了供热、通风与空调系统），并且将设计、建造以及安装过程中的各项细节信息进行了有效的整合，而这一功能在建筑行业中前所未见。这款3D模型软件还解决了建筑学在几何结构、空间关系、光分析等诸多分支技术领域中的各类问题。
近期，建筑学中的建筑信息模型(BIM)系统大热，下面我们将借用一个来自美国俄亥俄州东北部的、建筑信息模型(BIM)系统在供热、通风与空调系统中的应用实例，希望能为读者带来一些启示。
建筑工艺流程的变化
近期笔者拜访了美国俄亥俄州克利夫兰的管道制造有限公司（Duct Fabricators Inc.）。这家公司曾积极投身于位于附近南方废水处理中心、正在建设中的可持续能源工厂中的管道建设工作。这个项目规模不小，需建造安装3500英尺的铝制管道，消耗45000磅铝材。
美国管道制造有限公司计划于2010年夏季将建筑信息模型(BIM)系统引入该管道的建设项目，并计划于2012年6月前后完成全部的管道安装工作。
John Sickle Jr.先生是美国管道制造有限公司的总裁及第二代合伙人，谈及建筑信息模型(BIM)系统，他表示：“在2006年及2007年间，美国管道制造有限公司便率先在公司内部引入了BIM系统，旨在为同一项目中的建造商及安装商（比如我们公司）、建筑师以及工程师提供团队合作的机会。这个协同工作的机会有助于消除技术领域中的漏洞和错误，有效削减项目成本，避免由一些建造因素（比如需要运输的建筑构件的规格不满足运输卡车的装货尺寸等）所导致的工程拖延现象。”
简而言之，BIM系统让管道建筑商及其它建筑供应商在实际建筑完成前，能找到多个模型结果并绘出建筑草图，以了解设计的连接及其它细节，进而更有效地、以虚拟的方式完成一个建筑设计。BIM系统的软件使用者，将可以完成合同的估价与管理，预先了解建筑材料采购以及对产品进行追踪、追溯。在建筑项目的建造及实施过程中完成针对建筑设计的虚拟化实践，有效消除该领域的潜在技术问题（这些问题有可能导致昂贵的成本和工期拖延）。此外， BIM系统可帮助管道生产企业预制几乎所有的项目所需的金属板材和管道材料，有效削减废品废料的产生，显著改进产品的生产及交货流程。
John Sickle Jr.先生表示：“我们致力于将美国管道制造有限公司打造为规划及建造领域中的领先供应商。比如，我们公司可以提供、安装各种型号的供热、通风与空调系统，因而确保领先行业的管道及连接件的建造质量。我们的销售工程师将从建筑师和工程师处获取项目的工程草图，引领他们参观我们的金属板材供应情况，并通过BIM让客户了解我们建设管道工程的方法。”
John Sickle Jr.先生说：“如果客户需要，我们也可以为客户提供仓储服务，因为我们工厂的外部仓库在存储管道预制件和其它金属钢材零部件方面也具备强大实力。如果客户需要，我们可随时将产品送至客户指定的任何地点。这正是当前我们为俄亥俄州南部及东北部区域排水区所提供的服务。这一预制件及零备件仓储服务，为客户现场经理及我们公司的领班工作人员减少了大量的工作压力。”
建造车间与站点工作
John Sickle Jr.先生提及的、占地50000平方英尺的建造车间，拥有5名员工，还有另外10名工人负责将车间生产的所有金属钢材安装，并同时采购供热、通风与空调系统。美国管道制造有限公司的施工现场位于俄亥俄州克利夫兰的大部分地标建筑之内，比如Quicken Loans剧场、Great Lakes科技中心等等。
比如，2008年美国管道制造有限公司受委托改造一个在克利夫兰艺术博物馆内运行的空气处理系统。为了翻新克利夫兰艺术博物馆建于1916年的两座经典建筑，并建造这两座建筑之间的连廊，客户要求美国管道制造有限公司将数台空气处理系统、16台烟雾疏散装置、电镀及不锈钢管道安装并整合，以实现特殊的隔离及消音功能。John Sickle Jr.先生说：“在限定建筑结构中完成工作，是我们需面临的首要挑战。”最终，克利夫兰艺术博物馆的管道被巧妙地置入已有90年历史的建筑圆柱之间，烟雾疏散装置也被小心地埋在1916年建造的天窗之下。”
总体而言，在这个管道改造项目中，总体工作量的55%由管道制造有限公司在公司内完成，另外45%工作量则在博物馆施工现场执行。类似项目的平均工期为6 ~8个月，其中也有一些需耗时2 ~3年才能完成。
不过，在过去10~15年间，美国俄亥俄州克利夫兰高层商业建筑市场萎缩。好在John Sickle Jr.及其团队迅速转变了公司定位，对其它盈利行业，比如更显著的新兴市场——城市医院以及城市污水处理工厂——投入了更多关注。
John Sickle Jr.表示：“医院建筑是一个完全不同的市场领域。在医院铺设管道，要求我们采取折衷策略，避开医用气体传输线路、软管系统、通讯光缆等。因此，医药行业所需要的管道系统的转弯更多、回路更长，存在更多分支，以便于输送病房内输入输出回路需要的医用气体。”相比高层商业建筑而言，需要更多的管道装配件及连接件（在高层商业建筑中，管道通常采取笔直的设计方案）。
自动化生产线
在美国管道制造有限公司的展示车间内，有一台计算机数控等离子弧切割机、卷筒成型机、剪切折弯机。绝大多数需加工的金属板材，都是在一条全自动生产线上完成生产流程的。这条生产线采用了爱荷华精密工业公司的Fabriduct生产模式，生产长度为5英寸的密封L型管件，最多可供应六组金属材料（比如冷轧碳钢材料、不锈钢材料以及铝材）。这些预制材料重量不一，都需要被制成卷材。
在展示车间中，操作工可以在控制面板上开始全自动的生产工艺：首先将金属材料通过轧平机（如果操作员工认为有必要，可以添加加强梗）；随后添加拉杆孔和凹槽以方便管材连接；将金属卷材截成必要的长度，随后成型的弹簧锁和接缝单元将方便卷材连接；在金属管件被密封成单件管道或被制成L型管道之前，操作员工还可以通过Fabriduct生产模式、在管道的内部安装一个消音衬垫。
除了全自动的管道生产线外，美国管道制造有限公司还希望将业务渗透到定制化的金属板材制造领域，以增强其制造能力。John Sickle Jr.先生表示：“在过去的几年间，我们耗费了大量时间来研发剪切及折弯工作单元，以及计算机数控等离子弧切割机，以制造并为客户提供金属星轮产品。我们同时也为美国克利夫兰燃气罐体供应公司提供了大量针对预成型金属板材的折弯服务。”
John Sickle Jr.先生表示：“随后我们持续发展了众多不锈钢产品制造业务，甚至在某些承包业务中也为我们的一些竞争对手提供了质量优异的管道产品。”
