探討B(tài)IM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

閆海朋

YAN Hai-peng

（北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司）

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Limited by Share Ltd.)

探討B(tài)IM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

閆海朋

YAN Hai-peng

（北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司）

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Limited by Share Ltd.)

論文基于BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提出在設(shè)計中就需要積極應(yīng)用BIM技術(shù)，在原有設(shè)計基礎(chǔ)上進行調(diào)整，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化。并以某一辦公樓的暖通空調(diào)設(shè)計為例，對BIM技術(shù)的應(yīng)用進行了重點分析，希望能夠給相關(guān)人員帶來一些啟示。

BIM技術(shù)；暖通空調(diào)；系統(tǒng)設(shè)計；應(yīng)用

1 引言

在進行暖通空調(diào)設(shè)計時，設(shè)計人員必須對負荷水平進行科學計算，充分考慮建筑構(gòu)架以及電氣系統(tǒng)等方面的特點，以保證暖通空調(diào)系統(tǒng)整體方案設(shè)計的合理性和科學性。

2 BIM技術(shù)概念及應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)即建筑信息模型或建筑信息管理。其以建設(shè)工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維模型，并通過數(shù)字信息仿真模擬目標物所具有的真實信息。其具有可視化、立體化、模擬化等諸多特性[1]。因此，在暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效提高數(shù)據(jù)考量的準確性，從而為科學、合理的系統(tǒng)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

2.2 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.2.1 突出設(shè)計的視覺感

BIM技術(shù)能夠以暖通空調(diào)的各項系統(tǒng)參數(shù)以及性能方面的關(guān)鍵數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立起B(yǎng)IM三維數(shù)據(jù)模型，同時具備三維動畫功能，能夠更加直觀地將設(shè)計效果展現(xiàn)在人們眼前，給人視覺上的真實感以及沖擊力，從而便于設(shè)計方案的優(yōu)化與選擇。

2.2.2 提高設(shè)計計算精度

BIM技術(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠以5D數(shù)據(jù)庫的形式對工程量進行準確地計算，精度甚至可達到構(gòu)件級以上，從而為工程設(shè)計提供快速而準確的設(shè)備參數(shù)，最終達到提升施工管理質(zhì)量與效率的目的。

2.2.3 實現(xiàn)虛擬施工

BIM技術(shù)具有可視性和模擬性的特點，能夠?qū)r間維度與三維可視化功能項相結(jié)合，從而實現(xiàn)暖通空調(diào)工程的虛擬施工，這樣就可以預(yù)見施工過程中可能出現(xiàn)的問題，進而便于設(shè)計者對設(shè)計方案進一步的完善與改進[2]。

3 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用的步驟

3.1 設(shè)計冷熱源

在各類建筑工程中，暖通空調(diào)的設(shè)計首先需要結(jié)合實際情況，對不同區(qū)域的冷熱源的配置問題進行綜合考慮，根據(jù)不同區(qū)域的功能需求來對暖通空調(diào)進行合理的設(shè)計與規(guī)劃。

3.2 負荷的計算

暖通空調(diào)在工作中會形成冷熱負荷，在對其進行計算時就需要借助于專門的軟件，例如Dest能核算軟件就可以對不同區(qū)域內(nèi)供熱和供暖作業(yè)的負荷量進行準確計算。在計算過程中，受建筑面積的影響，不同區(qū)域的負荷程度存在著明顯差異，因此，相關(guān)人員還需結(jié)合具體情況進行深入分析。

3.3 設(shè)計方案

最后一步就是根據(jù)前邊對于冷熱源的分析以及負荷量的計算結(jié)果，并結(jié)合工程實際情況，來設(shè)計具體的施工方案。只有設(shè)計出科學、合理的方案，才能使得后續(xù)施工能夠順利進行，并且暖通空調(diào)在使用過程中能夠獲得良好的效果。

4 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的具體應(yīng)用

以某辦公樓為例，該辦公樓總建筑面積為5470m2，地下2層，地上5層。建筑功能布局方面：1～5層為辦公用房，負1層主要用作商業(yè)餐飲，負2層安裝了機電設(shè)備、變壓器以及熱泵等設(shè)施。

4.1 暖通空調(diào)的BIM技術(shù)設(shè)計

暖通空調(diào)設(shè)計中不同環(huán)境對冷熱源的需求各不相同，因此，冷熱負荷的計算難度非常大，必須借助于專業(yè)的軟件才能完成。本次工程中應(yīng)用的是Dest耗能計算軟件，其是以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)研究出來的。該軟件不僅能夠根據(jù)此次辦公樓的建筑特點對冷熱負荷情況進行精準計算，還能夠結(jié)合不同區(qū)域所占面積來進行相應(yīng)的分析工作。該辦公樓辦公用房和商業(yè)用房供冷負荷預(yù)計550kW，供熱負荷設(shè)計為150kW，餐廳的熱水供應(yīng)負荷為140kW。該辦公樓的冷熱源設(shè)計主要采用的是地源熱泵系統(tǒng)，在冷熱源機房內(nèi)設(shè)有兩臺地源熱泵機組，額定制冷量預(yù)設(shè)為280kW，制熱量預(yù)設(shè)為290kW。制冷條件下的冷水供回水溫度在7℃～11℃，水源側(cè)的溫度在30℃～35℃；制熱時回水溫度45℃或者41℃，水源測溫度7℃或者3℃。工程采用U型地埋管換熱孔，共計150個換熱孔，間距設(shè)為4m，孔深120m。經(jīng)Dest耗能軟件計算，每年釋放冷量累計可達150400kW·h，釋放的熱量累計為151500kW·h。

最終確定冷熱源設(shè)計方案：空調(diào)供暖采用的設(shè)計方案采用聯(lián)機空調(diào)以及散熱器供暖，辦公用房空調(diào)設(shè)計成定風量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)，在過渡季、應(yīng)急時啟動，可使超過七成的新風得以運行；餐廳則設(shè)計為風機盤管以及循環(huán)風空調(diào)系統(tǒng)[3]。

4.2 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)中的實際運用

1）BIM二維繪圖設(shè)計

在二維圖紙設(shè)計過程中，工程中涉及到的各設(shè)備組成部分都需要通過投影輪廓的方法，來對其位置、所占空間等進行展示。而BIM技術(shù)庫里邊儲存著設(shè)備廠家提供的各種信息數(shù)據(jù)，內(nèi)容極為豐富，因此設(shè)計人員可以根據(jù)工程實際情況，在庫里尋找自己需要的各項數(shù)據(jù)，方便快捷。另外，傳統(tǒng)的繪圖設(shè)計過程中，諸如管徑等數(shù)據(jù)都需要人工錄入，而且暖通空調(diào)工程中此類數(shù)據(jù)極為龐大，這就使得工作量較為繁重，而使用BIM軟件進行操作，工作效率會大大提升。

2）三維建模

二維平面設(shè)計中，管材型號以及其他一些重要數(shù)據(jù)無法通過圖紙完全呈現(xiàn)出來，而應(yīng)用BIM技術(shù)很好地解決了這一問題。通過建立BIM三維模型，打開模型就可清晰得看到各設(shè)備以及管道安裝后的形狀以及位置，小到螺栓，大到設(shè)備，一應(yīng)俱全，而且其效果直觀、形象。各設(shè)備與閥門、管道之間的連接也一目了然，從而便于展開施工。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還能使得圖紙變更更為便捷。例如，在對某一管道位置進行變更時，按照之前的方法，設(shè)計師不僅需要在平面圖內(nèi)修改管道的位置，還要在相應(yīng)的剖面圖內(nèi)進行修改。而建立BIM三維模型后，一旦某個部位出現(xiàn)變動，該模型會自動對其他相關(guān)內(nèi)容進行變更，從而使得設(shè)計工作更具時效性。

3）信息平臺的構(gòu)建

應(yīng)用BIM技術(shù)建立統(tǒng)一的信息平臺，將暖通空調(diào)工程中各部分的信息劃分到這一平臺，能夠有效實現(xiàn)信息資源共享，設(shè)計人員可以隨時在平臺上查詢各項信息資料，避免了不同組成系統(tǒng)之間的互相矛盾與沖突。同時，利用BIM技術(shù)對工程現(xiàn)場實施動態(tài)監(jiān)控，實時更新調(diào)試進度，能夠便于設(shè)計人員及時發(fā)現(xiàn)問題并對設(shè)計方案進行完善與修改，保證設(shè)計方案的合理性以及嚴密性。

另外，在此次辦公樓暖通空調(diào)設(shè)計中，BIM技術(shù)還能夠?qū)ζ渌嚓P(guān)專業(yè)進行協(xié)調(diào)，從而形成管道綜合，并利用BIM技術(shù)軟件將辦公用房、商業(yè)餐廳等不同區(qū)域的管道綜合情況進行直觀的展示。工作人員如果想了解某一辦公用房、某一餐廳的情況，只需要在軟件中選擇出范圍，BIM軟件就可以自動生成剖面圖，將管道內(nèi)的狀況展現(xiàn)出來，以便于工作人員參考。

5 結(jié)束語

在暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠保證各項數(shù)據(jù)的準確性以及真實性，同時也使得暖通空調(diào)的設(shè)計效果能夠更為直觀地展現(xiàn)出來，這樣不僅能夠提升設(shè)計的合理性以及設(shè)計效率，還能在一定程度上降低設(shè)計成本，起到節(jié)能減排的作用。因此，相關(guān)人員還需加強BIM技術(shù)應(yīng)用的研究與探索，使其能夠更好地發(fā)揮自身作用，不斷完善暖通空調(diào)設(shè)計過程。

[1]靳嬌.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].科技風,2017(14):5.

[2]王風召.芻議暖通空調(diào)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].河南建材,2017(2):9-10.

[3]李波.暖通空調(diào)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2017(21):215.

Discussion on the Application of BIM Technology in HVAC

In the design of HVAC system, in need should be adjusted with BIM technology, based on original design in order to achieve the optimization of system design, based on this article. The advantage of application based on BIM technology, and the HVAC design of an office building as an example, analyzes the application of BIM technology, hoping to bring some inspiration to the relevant personnel.

BIM technology; HVAC; system design; application