淺談BIM在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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【摘 要】 近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平有了很大的提升，對(duì)于建筑工程的建設(shè)要求也有了更高的要求。為了提高人們的生活舒適度，暖通設(shè)計(jì)是建筑工程實(shí)施中的重要組成部分。本文就針對(duì)BIM在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】 社會(huì)經(jīng)濟(jì)；暖通設(shè)計(jì)；BIM技術(shù)

引言：

BIM技術(shù)的三項(xiàng)基本支撐為國(guó)際字典框架IFD、信息交付手冊(cè)IDM、信息交換格式IFC，然后通過專業(yè)協(xié)同技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)、建筑性能化模擬技術(shù)，使暖通空調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了從單純的信息到特定用途的信息轉(zhuǎn)換，顯著的增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的專業(yè)協(xié)同。因此，正確的掌握BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，確保暖通設(shè)計(jì)各個(gè)參與方能夠獲得正確的信息，對(duì)保證暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)標(biāo)注化、三維參數(shù)化具有十分重要的作用。

1、BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了工程各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，是對(duì)該項(xiàng)目相關(guān)信息的詳盡表達(dá)。BIM技術(shù)的應(yīng)用軟件（例如Autodesk Revit）為所有專業(yè)間的協(xié)同作業(yè)構(gòu)筑了一個(gè)平臺(tái)，提高了建筑設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)品質(zhì)。

BIM不僅包含了建筑師的設(shè)計(jì)信息，而且可以容納從設(shè)計(jì)到使用，甚至是使用周期終結(jié)的全過程信息，并且各種信息始終是建立在一個(gè)三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。BIM可以持續(xù)即時(shí)的提供項(xiàng)目設(shè)計(jì)范圍、進(jìn)度以及成本信息，這些信息完整可靠并且完全協(xié)調(diào)。BIM能夠在綜合數(shù)字環(huán)境中保持信息不斷更新并可提供訪問，使建筑師、工程師、施工人員以及業(yè)主可以清楚全面地了解項(xiàng)目。這些信息在建筑設(shè)計(jì)、施工和管理的過程中能促使加快決策進(jìn)度、提高決策質(zhì)量，從而使項(xiàng)目質(zhì)量提高，收益增加。BIM技術(shù)提供的自動(dòng)協(xié)調(diào)更改功能可以消除協(xié)調(diào)錯(cuò)誤，使得設(shè)計(jì)修改更容易。一個(gè)地方的修改會(huì)使所有結(jié)果都會(huì)在整個(gè)項(xiàng)目中自動(dòng)協(xié)調(diào)，各個(gè)視圖中的平、立、剖面圖自動(dòng)修改。

2、建筑暖通設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1空調(diào)系統(tǒng)選擇存在的問題

要保證房屋建筑暖通設(shè)計(jì)的質(zhì)量，最關(guān)鍵的就是空調(diào)系統(tǒng)的選擇，對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量有著決定性的影響。但是在房屋建筑暖通的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，空調(diào)系統(tǒng)選擇不合理的現(xiàn)象卻經(jīng)常出現(xiàn)。例如在進(jìn)行房屋暖通設(shè)計(jì)時(shí)，業(yè)主要求室內(nèi)環(huán)境保持恒定的溫度和濕度，設(shè)計(jì)師為了滿足業(yè)主的需求，就會(huì)考慮從空調(diào)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)中分離出一個(gè)單獨(dú)的支路。雖然這樣可以滿足業(yè)主的需求，但是卻會(huì)給后期的維護(hù)增加難度，還會(huì)增加能源的消耗量，增加設(shè)計(jì)的成本。又比如說，對(duì)會(huì)議廳計(jì)算機(jī)房等進(jìn)行暖通設(shè)計(jì)時(shí)，最優(yōu)先選擇的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)該是低速風(fēng)道系統(tǒng)，而設(shè)計(jì)師往往采用風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。

2.2暖通設(shè)計(jì)中存在的經(jīng)濟(jì)性問題

（1）系統(tǒng)主機(jī)的設(shè)計(jì)容量太高，出現(xiàn)這一問題的主要原因就是對(duì)暖通設(shè)備的負(fù)荷沒有進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。（2）沒有選擇合適的冷熱源系統(tǒng)。房屋建筑在暖通設(shè)計(jì)時(shí)，冷熱源系統(tǒng)的選擇經(jīng)常出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)不合理的問題，造成這一問題的原因主要有如下四點(diǎn)：①相關(guān)的設(shè)計(jì)人員并沒有對(duì)建筑當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)和價(jià)格進(jìn)行充分的市場(chǎng)調(diào)查。②設(shè)計(jì)人員在確定冷熱源系統(tǒng)的方案之前，并沒有對(duì)建筑當(dāng)?shù)氐乃Y源和生態(tài)等自然環(huán)境進(jìn)行充分的了解。③不同類型的空調(diào)在暖通設(shè)計(jì)中有不同的限制條件，但是設(shè)計(jì)人員卻不能完全掌握各種類型空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)。④設(shè)計(jì)的時(shí)間周期有限，不能對(duì)多種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行充分的比較?？偠灾朐谂ㄔO(shè)計(jì)中選擇合適的冷熱源系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員不僅需要具備熟練的專業(yè)技能，還必須能夠?qū)φw的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行強(qiáng)有力的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)。（3）沒有對(duì)暖通設(shè)備的管道進(jìn)行合理的配置。在進(jìn)行空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須完全掌握空調(diào)設(shè)備的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、各個(gè)部分的主要功能、不同管道材料的熱點(diǎn)、空調(diào)運(yùn)用的場(chǎng)地環(huán)境等特點(diǎn)，這也是空調(diào)設(shè)計(jì)人員必須具備的基本素質(zhì)之一。隨著空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，很多設(shè)計(jì)知識(shí)都是課堂和設(shè)計(jì)的規(guī)范中很少能接觸到的，這就要求設(shè)計(jì)人員不斷對(duì)設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)行革新，加強(qiáng)和生產(chǎn)企業(yè)和專業(yè)人員之間的知識(shí)和技術(shù)的交流。

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

工程概況：

某學(xué)?？偨ㄖ娣e為56465.2㎡，總建筑高度為24.6m，地上5層，地下1層，建筑的主體包括學(xué)生宿舍、教學(xué)樓、辦公樓等，地下1層冷熱源機(jī)房安裝有2臺(tái)地源熱泵機(jī)，一臺(tái)額定制熱量為290kW、額定制冷量為280kW。水源側(cè)溫度通常為7℃/4℃，在制熱狀況下，熱水供應(yīng)威溫度在50℃-45℃之間；水源側(cè)溫度為34℃-29℃，在制冷狀況下，冷水供回水溫度為13℃-6℃。

3.1設(shè)計(jì)階段

（1）冷熱源設(shè)計(jì)。該學(xué)校的暖通空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)區(qū)域分為兩個(gè)部分：其一，學(xué)生宿舍、餐廳、沐浴室區(qū)域的冷熱源設(shè)計(jì)，夏季供冷，由多聯(lián)機(jī)空調(diào)提供冷負(fù)荷；冬季供暖有鍋爐房提供二次供水，其供回水溫度為93℃/72℃，再經(jīng)過熱轉(zhuǎn)換器后，其提供的二次熱水供回水溫度為84℃/59℃，此外，學(xué)生宿舍的屋面還安裝了許多太陽(yáng)能熱水集熱器；其二，辦公樓、教學(xué)樓的冷熱源設(shè)計(jì)，該區(qū)域的冷熱源設(shè)計(jì)采用地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)該區(qū)域的供暖與制冷。

（2）計(jì)算負(fù)荷。通過對(duì)該學(xué)校的整體狀況進(jìn)行分析，該暖通空調(diào)設(shè)計(jì)采用DeST能耗計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果表現(xiàn)為下表：

（3）暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案。該學(xué)校的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)為：餐廳表現(xiàn)為：新風(fēng)系統(tǒng)+循環(huán)風(fēng)空調(diào)+風(fēng)機(jī)盤管；辦公樓表現(xiàn)為：散熱器供暖+多聯(lián)機(jī)空調(diào)；學(xué)生宿舍表現(xiàn)為：分體空調(diào)+散熱器供暖；教學(xué)樓表現(xiàn)為地板輻射值班供暖+定風(fēng)量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)+散熱器供暖。

3.2 BIM實(shí)踐體會(huì)

3.2.1 BIM技術(shù)具有可視化、信息化的優(yōu)點(diǎn)，有助于提高專業(yè)協(xié)作的準(zhǔn)確性

專業(yè)間協(xié)調(diào)是建筑設(shè)計(jì)工作的重要部分。通過搭建建筑信息模型，直觀理解不同專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，使不同專業(yè)的技術(shù)人員能夠進(jìn)行更好的溝通。便捷、快速、高效地查詢信息并進(jìn)行協(xié)調(diào)，可避免由于信息交換的不及時(shí)而帶來的專業(yè)間誤解。

3.2.2提高BIM設(shè)計(jì)效率，需充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員主觀能動(dòng)性

一線設(shè)計(jì)人員面臨的普遍問題是在繁忙的設(shè)計(jì)工作中無暇學(xué)習(xí)新的軟件技術(shù)，從而制約了BIM技術(shù)的高效應(yīng)用。發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高BIM設(shè)計(jì)效率，最有效的途徑是，具有一定經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員掌握并直接采用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。BIM技術(shù)的學(xué)習(xí)需要經(jīng)過一段時(shí)期的艱苦努力和投入，只有通過充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，才能掌握并應(yīng)用BIM技術(shù)，從而提高BIM設(shè)計(jì)的效率。

BIM技術(shù)的應(yīng)用可能對(duì)設(shè)計(jì)工作流程產(chǎn)生重大影響B(tài)IM制圖需要在信息模型中輸入大量的數(shù)據(jù)，某些非標(biāo)準(zhǔn)連接繪制尚不成熟，會(huì)導(dǎo)致制圖效率低于二維平面設(shè)計(jì)。現(xiàn)有建筑設(shè)計(jì)的流程基于二維平面設(shè)計(jì)，在BIM設(shè)計(jì)中盲目套用二維設(shè)計(jì)流程會(huì)降低設(shè)計(jì)工作的效率。因此，采用BIM設(shè)計(jì)的項(xiàng)目需重視設(shè)計(jì)流程的改變。

3.3 BIM在設(shè)備及管線參數(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)大型辦公樓或商業(yè)樓的過程中，往往每層的空調(diào)系統(tǒng)都不相同，空調(diào)系統(tǒng)又包括風(fēng)系統(tǒng)及水系統(tǒng)，在通常狀況下，設(shè)計(jì)師會(huì)按照經(jīng)驗(yàn)或者估算或者利用負(fù)荷軟件等計(jì)算風(fēng)管的大小以及空調(diào)冷凍水管的大小，這種計(jì)算方法有很多的不足之處，（1）若想精確計(jì)算那么就需要分管段進(jìn)行，而且還要考慮的各種閥門及彎頭的阻力對(duì)流體的影響，在進(jìn)行大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，根本不可能有這么多的時(shí)間去精確考慮這些問題。（2）若進(jìn)行估算，那么越大的系統(tǒng)，造成的誤差就會(huì)越大，一層有誤差，層層有誤差，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)空調(diào)風(fēng)或水系統(tǒng)的運(yùn)行不正常。雖然說有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師會(huì)對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)大體準(zhǔn)確的估計(jì)，但是在大型項(xiàng)目面前，任何經(jīng)驗(yàn)都只能是輔助，我們必須用理論結(jié)合經(jīng)驗(yàn)來確?？照{(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4、結(jié)束語(yǔ)

BIM在歐美地區(qū)已經(jīng)發(fā)展的相對(duì)成熟，并且制定出相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)只處于起步階段。但是BIM在建筑的設(shè)計(jì)及施工上的巨大優(yōu)勢(shì)是顯而易見的，利用BIM在設(shè)計(jì)上帶來方便，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量，在施工中可以減少材料的浪費(fèi)，加快施工的進(jìn)度，并且能夠使業(yè)主更加直觀的看到建筑物的三維形式，BIM在暖通中的優(yōu)勢(shì)會(huì)隨著其應(yīng)用越來越明顯，終究會(huì)替代CAD的使用。

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