BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用初探

摘 要：暖通空調(diào)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目中最重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其不僅能有效促進(jìn)室內(nèi)環(huán)境得到改善，同時(shí)還能營造舒適、健康的室內(nèi)環(huán)境。而要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)就需保證暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性，進(jìn)而才能促進(jìn)其既能滿足系統(tǒng)的美觀要求，又能滿足其自身良好的制冷和供暖性能。因此，本文主要分析了BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢，并以實(shí)例探究了BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用，提高了暖通空調(diào)系統(tǒng)工程建設(shè)質(zhì)量，節(jié)約一定的工程施工成本。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；新風(fēng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）24-0330-02

1 BIM技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析

BIM技術(shù)的基本支撐有信息交換格式IFC、信息交付手冊(cè)IDM以及國際字典框架IFD等，因此，其是一項(xiàng)綜合了建筑性能化、專業(yè)協(xié)同化的模擬技術(shù)，將其應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不僅能有效實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)從單純信息到特定用途的信息轉(zhuǎn)換，同時(shí)，其利用自身特有的建筑性能化模擬技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)，還能優(yōu)化分析暖通空調(diào)系統(tǒng)采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)等技術(shù)要點(diǎn)，從而能優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)功能、促進(jìn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算精度提高、將暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的視覺感突出、實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的虛擬施工以及促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行能耗降低，進(jìn)而促使暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與施工建設(shè)綜合效果提高[1]。

2 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

1975年，Chuck Eastman首次提出了BIM技術(shù)的概念，BIM技術(shù)是一種數(shù)據(jù)化工具，將其應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理階段中，能夠?qū)Ω鞣N項(xiàng)目相關(guān)信息利用參數(shù)模型進(jìn)行整合，并且還能實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)全過程的信息、數(shù)據(jù)傳遞和共享，因此，其能促進(jìn)工程設(shè)計(jì)方案更加合理與科學(xué)，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中也不例外，將BIM技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，能夠作為數(shù)據(jù)載體構(gòu)建良好的信息管理平臺(tái)，因此，能促使高暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性得到顯著提升，從而能降低設(shè)計(jì)成本和縮短設(shè)計(jì)周期，進(jìn)而有助于實(shí)現(xiàn)建筑物經(jīng)濟(jì)效益最大化的目標(biāo)。

總的來說，BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢主要有：①促進(jìn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)計(jì)算精度提高，利用BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可構(gòu)建5D數(shù)據(jù)庫，從而能夠精準(zhǔn)地計(jì)算工程量和完成各構(gòu)件的精準(zhǔn)計(jì)算，另外，其還能快速獲取相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)供暖通空調(diào)設(shè)計(jì)所需，因此，能有效促進(jìn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)精度和施工管理質(zhì)量水平提高；②將暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的視覺感突出，利用BIM技術(shù)，只需將暖通空調(diào)性能、系統(tǒng)參數(shù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，便可自動(dòng)生成BIM三維數(shù)據(jù)模型，該模型還具有三維渲染動(dòng)畫功能，不僅能促進(jìn)三維渲染的精度與效率顯著提高，同時(shí)還能為受眾帶來直觀和真實(shí)的視覺沖擊，因而能夠?qū)⑴照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的立體效果突出；③實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的虛擬施工，BIM技術(shù)具有良好的模擬性和可視性，因此其能促進(jìn)三維可視化功能與時(shí)間維度進(jìn)行相互融合，從而實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的虛擬施工，這樣便有利于設(shè)計(jì)人員對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)見性的掌握，進(jìn)而有助于其改進(jìn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)方案[2]。

3 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用

某高校建筑總面積為55654.6m2，主體包含了辦公樓、教學(xué)樓、餐廳、學(xué)生宿舍及相關(guān)配套設(shè)施等，建筑整體高度為24m，包含地下1層和地上5層，地下建筑主要為機(jī)電及配套用房、停車場等，地下冷熱源機(jī)房共設(shè)置了2臺(tái)地源熱泵機(jī)，額定制冷量為280W，額定制熱量為285kW，當(dāng)泵機(jī)組處于制冷狀態(tài)時(shí)，冷水溫度為6～13℃，處于制熱狀態(tài)時(shí)，熱水溫度為40～47℃。

3.1 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

先利用BIM技術(shù)對(duì)該工程的暖通空調(diào)冷熱源進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，規(guī)劃后決定將地源熱泵用于辦公樓和教學(xué)樓制冷和供暖，餐廳、學(xué)生宿舍等區(qū)域的冷熱源由散熱片供暖、爐房提供熱水和多聯(lián)機(jī)空調(diào)供冷。暖通空調(diào)負(fù)荷采用DeST能耗計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，教學(xué)樓的負(fù)荷為118、餐廳46、學(xué)生宿舍65.5，因此，該工程的最終暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案為采用多聯(lián)機(jī)空調(diào)+散熱器對(duì)教學(xué)樓、宿舍樓進(jìn)行供暖，采用新風(fēng)系統(tǒng)+風(fēng)機(jī)盤管+循環(huán)風(fēng)空調(diào)對(duì)餐廳進(jìn)行供暖，采用分體空調(diào)+散熱器對(duì)學(xué)生宿舍進(jìn)行供暖。

3.2 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)嘗試階段的應(yīng)用

選擇Magi CAD軟件作為暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的軟件，該軟件研發(fā)的基礎(chǔ)為CAD，是由CAD和Revit兩個(gè)平臺(tái)共同研發(fā)的，不僅能符合機(jī)電領(lǐng)域中專業(yè)建筑信息模型軟件設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還能滿足多數(shù)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)習(xí)慣，而Magi CAD軟件不僅在建筑信息模型設(shè)計(jì)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，同時(shí)其也是BIM技術(shù)的代表，因此，BIM技術(shù)還可應(yīng)用于散熱器、換熱站和空調(diào)水系統(tǒng)等多個(gè)方面的供暖設(shè)計(jì)，并且其與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方式相比，在表達(dá)方式、繪制方法和應(yīng)用效果方面還具有顯著的優(yōu)勢：

3.2.1 表達(dá)方式

傳統(tǒng)暖通空調(diào)二維設(shè)計(jì)在二維投影圖中展現(xiàn)管道的輪廓、閥門和主要是利用設(shè)備等位置信息線的組合方式進(jìn)行，然后對(duì)管道、設(shè)備的數(shù)據(jù)采用一些文字展開描述，而利用BIM技術(shù)可以構(gòu)建管道、設(shè)備的三維信息模型，這種直觀的表現(xiàn)方式使暖通空調(diào)設(shè)計(jì)表現(xiàn)更加清晰，更容易加深施工人員對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的理解，進(jìn)而能有效降低和避免其施工的失誤和促進(jìn)工程施工進(jìn)度加快。

3.2.2 繪制方法

為了清楚地表現(xiàn)管線、設(shè)備庫的相對(duì)位置，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)多利用線表達(dá)管線及投影，并配以必要的說明文字，而BIM技術(shù)不僅能采用線和文字結(jié)合的方式描述管線與設(shè)備的位置，同時(shí)其還能面、點(diǎn)等相關(guān)元素加入設(shè)計(jì)中，從而能有效克服傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中難以形成立體構(gòu)造、表述不清等缺陷，并更加全面地展示暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.2.3 應(yīng)用效果

對(duì)特定空調(diào)設(shè)備的投影輪廓線，二維設(shè)計(jì)多采用繪制圖塊的方式進(jìn)行表達(dá)，如制冷機(jī)、空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)和水泵的投影輪廓線，利用BIM技術(shù)則是先構(gòu)建管線和設(shè)備模型，并且在建立的模型中還需安裝相關(guān)的管線和設(shè)備，并且模型中還需包含產(chǎn)品的尺寸、性能等參數(shù)，然后再利用制作器將模型中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息關(guān)聯(lián)到項(xiàng)目管理文件中，進(jìn)而制作完成新產(chǎn)品數(shù)據(jù)，因此，其比一般的二維設(shè)計(jì)應(yīng)用效果較好。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)具有良好的模擬化、信息化和可視化等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員和施工人員提供更加準(zhǔn)確與直觀的數(shù)據(jù)信息參數(shù)，從而利于其更好地進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工，同時(shí)其還有助于設(shè)計(jì)人員預(yù)見性的發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工中存在的問題，從而對(duì)設(shè)計(jì)方案加以改進(jìn)和優(yōu)化，這樣便能不斷提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、合理性和完整度，同時(shí)還能為后續(xù)的工程施工提供準(zhǔn)確的信息，進(jìn)而有助于促進(jìn)暖通空調(diào)系統(tǒng)工程建設(shè)質(zhì)量提高和節(jié)約一定的工程施工成本。由于，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的意義重要，為此，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，為了更好地體現(xiàn)BIM技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值，不能局限地在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM技術(shù)，而是在整個(gè)暖通空調(diào)生命周期全過程都需注意貫穿該技術(shù)，這樣才能促進(jìn)暖通空調(diào)系統(tǒng)最大限度地發(fā)揮其建筑功效。

參考文獻(xiàn)

[1]閆海朋.探討B(tài)IM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].智能建筑與智慧城市，2017（11）：26～27.

[2]張大鎮(zhèn).BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析[J].發(fā)電與空調(diào)，2016（02）：62～65.

收稿日期：2018-7-22

作者簡介：王麗麗（1978-），女，山東濟(jì)南人，工程師，本科，從事暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作。