BIM技術(shù)支撐下建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

宋曉佳

大連市建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院股份有限公司 遼寧大連 116000

BIM作為當(dāng)前深受設(shè)計(jì)者歡迎的現(xiàn)代化信息模型，在建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域扮演者非常重要的角色，它可以充分發(fā)揮現(xiàn)代化信息技術(shù)的優(yōu)勢作用，增強(qiáng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的規(guī)范性、實(shí)效性。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)作為建筑工程設(shè)計(jì)中的核心構(gòu)成，其設(shè)計(jì)效果的好壞將直接影響到整個(gè)工程質(zhì)量的好壞，因此，加強(qiáng)BIM技術(shù)在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)價(jià)值。

1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢作用

BIM技術(shù)可利用三維模型數(shù)據(jù)庫對建筑結(jié)構(gòu)、安裝操作流程等進(jìn)行可視化處理和呈現(xiàn)，并能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)共享，可有效增強(qiáng)施工操作的指導(dǎo)性，最終達(dá)到全面降低施工成本的目的。數(shù)據(jù)完整性、信息統(tǒng)一性、結(jié)果可視性、共享性、模擬性、優(yōu)化性等是BIM最顯著的優(yōu)勢特點(diǎn)。將BIM技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，能夠促進(jìn)傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)向三維立體設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而提高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，確保暖通空調(diào)安裝的高效性，其優(yōu)勢作用具體體現(xiàn)在以下兩方面：一方面，能夠增強(qiáng)信息的共享性，有效下搜出“信息孤島”。相比于傳統(tǒng)二維平面設(shè)計(jì)，BIM設(shè)計(jì)不僅能夠增強(qiáng)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的規(guī)范性、科學(xué)性，而且能夠增強(qiáng)后期暖通空調(diào)安裝的有效性、合理性。利用BIM技術(shù)創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，能夠非常具象地看到暖通空調(diào)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等階段的各種信息，包括設(shè)備參數(shù)、施工進(jìn)度、材料型號等。這樣一來，就能夠?qū)崟r(shí)全面地呈現(xiàn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與安裝的所有流程細(xì)節(jié)，這UI釣魚建筑生命周期而言無疑具有重大的促進(jìn)作用，尤其是在降低工程成本方面發(fā)揮了重要作用[1]。另一方面，能夠增強(qiáng)各專業(yè)之間的協(xié)同性，提高設(shè)計(jì)與安裝效率。利用BIM技術(shù)進(jìn)行的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，能夠有效確保不同專業(yè)之間的高度協(xié)同，包括結(jié)構(gòu)、電氣、建筑等不同工種的分工合作，這樣不僅能夠有效縮短建筑周期，而且能夠降低施工成本。最重要的是，BIM技術(shù)支撐下的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，可以全面地呈現(xiàn)出具體細(xì)節(jié)特征，這樣不僅能夠在故障發(fā)生后快速找出背后原因，而且可以進(jìn)行有效的故障預(yù)警，全面提高暖通空調(diào)的運(yùn)行質(zhì)量。同時(shí)，BIM技術(shù)還可以對不同的分項(xiàng)進(jìn)行整體分析，進(jìn)而有效解決建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備之間的沖突，最終達(dá)到提高設(shè)計(jì)效率的目的。

2 BIM技術(shù)支撐下暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在將BIM技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要全面了解用戶的對暖通空調(diào)使用的性能要求，然后針對性地展開冷熱源性能優(yōu)化設(shè)計(jì)。通常來講，在進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)架構(gòu)時(shí)，要結(jié)合具體的分區(qū)進(jìn)行冷熱源設(shè)計(jì)，因?yàn)槭覂?nèi)不同空間對冷熱源的需求也是有所差異的。例如，在利用BIM技術(shù)臥室、客廳、衛(wèi)生間的時(shí)候，需要結(jié)合具體的季節(jié)氣候特征對供水系統(tǒng)實(shí)施個(gè)性化設(shè)計(jì)。例如，在冬季室外氣溫偏低的情況下，可考慮建造鍋爐房，進(jìn)而達(dá)到降低暖通空調(diào)能耗，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充性取暖的要求。在此過程中，暖通空調(diào)的供水溫度也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化，很容易出現(xiàn)冷熱源初始供暖能力不夠的問題，這就需要適時(shí)添加太陽能熱水集熱器加以輔助，以確保供暖系統(tǒng)的常態(tài)化運(yùn)行。

2.2 負(fù)荷計(jì)算方面的應(yīng)用

暖通空調(diào)使用的根本目的就是要?jiǎng)?chuàng)造舒適的居住環(huán)境，確保四季的溫度適宜，但不管是為了什么，前提都是要確保暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但無可避免的是，任何一個(gè)系統(tǒng)在經(jīng)過長期運(yùn)行后，其負(fù)荷能力都會(huì)降低，暖通空調(diào)也不例外，長時(shí)間運(yùn)行很容易帶來冷負(fù)荷、熱負(fù)荷的加大，此時(shí)就需要利用BIM技術(shù)對其負(fù)荷承受范圍進(jìn)行有效預(yù)算和評估，以便在設(shè)計(jì)階段制定相應(yīng)的解決方案。例如，設(shè)計(jì)人員可采用DeST一類的設(shè)計(jì)軟件，對暖通空調(diào)各個(gè)部位的負(fù)荷能力進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，然后找出負(fù)荷能力最強(qiáng)的部位，然后將其作為BIM技術(shù)支撐下暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

2.3 設(shè)計(jì)方案中的應(yīng)用

對于不同的建筑項(xiàng)目來說，設(shè)計(jì)暖通空調(diào)都要結(jié)合具體問題作具體分析，充分考慮室內(nèi)空間每個(gè)位置對暖通空調(diào)供應(yīng)情況的實(shí)際需求。在使用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的時(shí)候，在確定設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)能夠符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范后，還要考慮到空調(diào)的定風(fēng)量情況，從而使用BIM技術(shù)科學(xué)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的全空氣熱回收性能，使得設(shè)計(jì)出來的暖通空調(diào)產(chǎn)品能夠滿足室內(nèi)空間不同位置對風(fēng)力供應(yīng)的需求，而且最好能夠與室內(nèi)空間里設(shè)置的供暖系統(tǒng)保持聯(lián)系，以便出臺基于BIM技術(shù)的暖通空調(diào)最佳設(shè)計(jì)方案[2]。

2.4 實(shí)際應(yīng)用案例探究

北京市房山區(qū)某教學(xué)樓、辦公樓及宿舍樓在建設(shè)的時(shí)候，便使用了BIM技術(shù)來設(shè)計(jì)暖通空調(diào)。首先對暖通空調(diào)承受的負(fù)荷進(jìn)行了科學(xué)的計(jì)算，最終使用DeST能耗計(jì)算軟件分析得到該區(qū)域每年產(chǎn)生的釋冷量達(dá)到133 484 kWh，釋熱量則達(dá)到了133 613 kWh，考慮到宿舍在冬季的取暖主要依靠鍋爐房，夏季的制冷主要依靠多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，因此要重點(diǎn)使用BIM技術(shù)來設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的風(fēng)力及地源熱泵等系統(tǒng)借助BIM技術(shù)建立了暖通空調(diào)產(chǎn)品的三維模型，重點(diǎn)考察暖通空調(diào)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)設(shè)備、管道的具體高度情況，之后建立了地源熱泵機(jī)房的三維模型，將所有的綜合管線直觀羅列在了三維模型當(dāng)中，技術(shù)人員可以直接建立模型的剖面圖。通過建立的BIM三維數(shù)據(jù)模型，技術(shù)人員在得知宿舍暖通空調(diào)設(shè)備、管線以及熱工性能的數(shù)據(jù)信息參數(shù)之后，有效縮短了暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)周期。

3 結(jié)語

綜上所述，BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景，在增強(qiáng)設(shè)計(jì)規(guī)范性、高效性、指導(dǎo)性等方面發(fā)揮著重要作用。因此，設(shè)計(jì)人員要與時(shí)俱進(jìn)，摒棄傳統(tǒng)落后的設(shè)計(jì)理念和方法，積極探索借助BIM建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。事實(shí)證明，該技術(shù)的確有利于進(jìn)一步降低暖通空調(diào)產(chǎn)品的能耗，從而促進(jìn)暖通空調(diào)行業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破式的發(fā)展，響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的號召。