暖通空調(diào)設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用

樊志霞 容海川城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計有限公司

1 前言

BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用，可通過該技術(shù)的模擬和參數(shù)化功能對暖通空調(diào)系統(tǒng)加以優(yōu)化和調(diào)整，對系統(tǒng)功能予以擴展和科學管控，發(fā)揮出暖通空調(diào)在建筑中的作用優(yōu)勢，為人們提供良好的生活環(huán)境。

2 暖通空調(diào)設(shè)計中BIM技術(shù)的優(yōu)勢

暖通空調(diào)設(shè)計中，BIM技術(shù)的應(yīng)用為設(shè)計數(shù)據(jù)提供了良好的信息管理平臺，設(shè)計人員可在BIM模型的作用下，實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，加強設(shè)計的可行性、合理性，減少時間和成本上的消耗，為后續(xù)作業(yè)開展提供可靠保障。BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢為：

一是強化視覺感。BIM技術(shù)可借助三維模型的構(gòu)建，將暖通空調(diào)各系統(tǒng)參數(shù)及性能數(shù)據(jù)羅列其中，直觀的展示在設(shè)計人員眼前，便于設(shè)計人員開展參數(shù)審核和調(diào)整。同時在立體模型作用下，生成直觀的三維圖紙，明確了解設(shè)計后的整體效果，及時找出其中異常項并加以改善，加強設(shè)計的有效性。

二是計算精準性。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可構(gòu)建5D 數(shù)據(jù)庫，為工程量計算、預(yù)算編制提供全面精準的數(shù)據(jù)支持。隨著BIM技術(shù)的不斷精進，數(shù)據(jù)庫的精準性也在提高，為設(shè)計人員提供的信息數(shù)據(jù)也越來越齊全，保證了各項參數(shù)計算的準確度。同時該技術(shù)的應(yīng)用還可滿足自動化計算要求，提高設(shè)計工作的效率。

三是虛擬施工。BIM 的可視化和模擬化功能可將暖通空調(diào)設(shè)計內(nèi)容以動態(tài)化的形式展現(xiàn)出來，直觀的演繹各環(huán)節(jié)的作業(yè)內(nèi)容，方便設(shè)計人員了解整個施工過程，并通過與施工方、監(jiān)理方的溝通交流，對其中不合理結(jié)構(gòu)加以調(diào)整。

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

3.1 二維繪圖

在二維圖紙設(shè)計中，以往設(shè)計人員需要利用投影輪廓的方式對設(shè)備設(shè)施的位置及占用空間予以展示和詳細標注。而在BIM 技術(shù)應(yīng)用后，數(shù)據(jù)庫內(nèi)詳細存儲了廠家提供的設(shè)備信息數(shù)據(jù)，內(nèi)容較為齊全，在二維圖紙設(shè)計中，可直接調(diào)取數(shù)據(jù)庫中的信息資料，完成位置標注和空間規(guī)劃，不僅節(jié)省了更多時間，降低了設(shè)計人員的工作量，也加強了標注的精準性，降低了設(shè)計難度。另外，在傳統(tǒng)二維圖紙設(shè)計中，工作人員在管徑數(shù)據(jù)錄入時多采用人工作業(yè)方式，工作效率低，容易出現(xiàn)偏差，而BIM技術(shù)則可避免這一問題，使用數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能即可完成上述作業(yè)，大大提升工作的效率。

3.2 管線綜合規(guī)劃

圖1 BIM在管線綜合規(guī)劃中的運用

暖通空調(diào)設(shè)計中，管線綜合規(guī)劃是非常重要的環(huán)節(jié)，該項設(shè)計將直接決定暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常運行。在設(shè)計活動中，設(shè)計人員需先確定管線位置，綜合考量現(xiàn)場情況及存在的交叉作業(yè)，確定暖通空調(diào)管線的位置及走向，保證管線連接順暢性，保證系統(tǒng)的正常運行。BIM技術(shù)在這一過程中可發(fā)揮自身優(yōu)勢和作用，對管線位置及走向?qū)嵭芯C合考量，合理規(guī)劃管線內(nèi)容（如圖1），維持運營的穩(wěn)定性。正如前文提及的，BIM 技術(shù)相較于傳統(tǒng)的方法與技術(shù)，最大的優(yōu)勢就在于圖像結(jié)構(gòu)都是以三維的方式加以呈現(xiàn)的，這一點在管線綜合設(shè)計中也不例外。所有的管道路線均以立體形式呈現(xiàn)，方便施工人員查看與參考，增大施工的正確率，為建設(shè)方呈現(xiàn)高質(zhì)量的工程。

3.3 三維圖紙

一是專業(yè)項目樣板的制作。在暖通空調(diào)設(shè)計中，專業(yè)項目樣板的制作是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。由于專業(yè)項目樣板中需要導(dǎo)入的數(shù)據(jù)文件較多，如線型設(shè)定、顯示方式、字體和字形大小、風管附件族文件、機械設(shè)備族文件等，BIM 技術(shù)需要對這些數(shù)據(jù)文件實施科學管理，確保導(dǎo)入的合理性，樣板制作的可靠性。不過就目前技術(shù)而言，還存在不完善之處，仍需人工輔助以加強設(shè)計效果。

二是三維圖紙的制作和輸出。BIM 技術(shù)為暖通空調(diào)設(shè)計提供了較多幫助，通過立體模型的構(gòu)建，直觀顯示設(shè)計內(nèi)容，還可將立體模型直接轉(zhuǎn)化成平面圖紙打印出來，便于作業(yè)人員準確了解設(shè)計要點，為后續(xù)作業(yè)開展提供幫助。不過當前部分設(shè)計在BIM 系統(tǒng)中完成制作后，仍需在傳統(tǒng)的CAD 系統(tǒng)中承接后續(xù)的工作，因此BIM 技術(shù)還需要繼續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)BIM技術(shù)的多元化應(yīng)用，達到最佳效果。

3.4 擴展功能

一是負荷計算。BIM 技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用可完成相關(guān)參數(shù)的自動化計算，計算結(jié)果精準度高，為設(shè)計優(yōu)化和工作開展提供幫助。利用BIM 技術(shù)完成負荷計算，可為暖通空調(diào)設(shè)計方案及后續(xù)施工調(diào)整提供可靠依據(jù)。不過與發(fā)達國家相比，我國的BIM系統(tǒng)還存在一定不足，負荷計算中仍存在一些問題有待進一步解決。又由于所處區(qū)域的不同，對暖通空調(diào)性能要求也存在差異，相應(yīng)的負荷要求也有所不同，統(tǒng)一的負荷計算方式會產(chǎn)生偏差，需要相關(guān)職能人員，對BIM系統(tǒng)做出進一步的調(diào)整與開發(fā)。

二是風系統(tǒng)阻力計算。風系統(tǒng)阻力計算是暖通空調(diào)設(shè)計中經(jīng)常被忽視的環(huán)節(jié)。應(yīng)用BIM 技術(shù)可解決這一難題，并給出相應(yīng)的阻力參數(shù)數(shù)值。不過由于BIM系統(tǒng)體系的完善度不高，在風系統(tǒng)阻力計算模塊的設(shè)計中存在部分弊端。故而在后續(xù)的功能設(shè)計中，要將風系統(tǒng)阻力計算納入重點研究內(nèi)容，加大建筑工程從業(yè)人員的關(guān)注，為后續(xù)的暖通設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。

圖2 為施工提供指導(dǎo)

三是施工指導(dǎo)。鑒于BIM 的多元化功能，在實際施工中也起到了很好的指導(dǎo)作用。暖通空調(diào)設(shè)計在實際落實中，可利用BIM 技術(shù)對設(shè)計文件進行快速導(dǎo)出，以不同形式傳輸?shù)较嚓P(guān)部門中，便于工作人員準確了解施工內(nèi)容和要點（如圖2），針對設(shè)計內(nèi)容做好人力、物力的調(diào)配，進而推動施工作業(yè)的順利進行。同時在設(shè)計方案指導(dǎo)下，規(guī)范施工工序和流程，提高施工的質(zhì)量。

4 BIM技術(shù)的應(yīng)用案例

本文以某山區(qū)教學樓、辦公樓、宿舍樓的暖通空調(diào)設(shè)計為例，詳細闡述了BIM技術(shù)在其中的應(yīng)用優(yōu)勢，以期優(yōu)化暖通空調(diào)設(shè)計水平，保障施工的安全。

4.1 二維圖紙設(shè)計

傳統(tǒng)的暖通空調(diào)二維圖紙設(shè)計多是借助投影輪廓方式及人工調(diào)整等形式實現(xiàn)的，在整個過程中，難免會存在偏差和失誤，并導(dǎo)致設(shè)備設(shè)施的位置和占地空間出現(xiàn)問題，阻礙設(shè)計工作，抑制后期施工作業(yè)的開展。再者，反復(fù)校對也會增加設(shè)計工作量，加大設(shè)計人員的負擔。而使用BIM 技術(shù)后，利用BIM數(shù)據(jù)庫中信息資料的科學導(dǎo)入，借助專業(yè)軟件的校對，則能完成設(shè)備設(shè)施位置確定及占地空間面積的規(guī)劃，大大節(jié)省設(shè)計時間，降低工作難度，提高作業(yè)效率。

4.2 三維空間數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建

二維圖紙中難以將管材型號和參數(shù)信息顯示出來，為后續(xù)作業(yè)的開展帶來一定的難度。而利用BIM 技術(shù)后，則可通過三維空間數(shù)據(jù)模型的建立，詳細清晰的展示上述內(nèi)容，為工作人員提供更多依據(jù)。在打開三維立體空間數(shù)據(jù)信息模型后，可以快速提取不同設(shè)備的參數(shù)信息，以及管道結(jié)構(gòu)特征、配置位置與占用空間等基本信息，為后續(xù)設(shè)計工作提供有利條件。

另外，BIM下的三維空間數(shù)據(jù)模型還能準確掌握管道與閥門的連接信息，找出其中的問題項，并做好管道調(diào)節(jié)工作。與二維平面圖紙不同，在三維空間數(shù)據(jù)模型中開展管道位置及相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，與之關(guān)聯(lián)的內(nèi)容也會一并發(fā)生改變，進而降低設(shè)計難度，加快設(shè)計進程，更好的維持連接位置的可靠性，避免施工中各類問題的產(chǎn)生。

5 結(jié)束語

暖通空調(diào)設(shè)計中BIM 技術(shù)的應(yīng)用，一方面做到了設(shè)計內(nèi)容的科學調(diào)整和優(yōu)化，降低設(shè)計人員工作量及工作難度，另一方面還可以加強設(shè)計的可行性、合理性與可靠性，及時發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計中存在的問題，為暖通空調(diào)系統(tǒng)的施工和使用奠定堅實基礎(chǔ)。不過我國在BIM 技術(shù)的應(yīng)用上還存在一定的不足，還需要相關(guān)作業(yè)人員加大研究力度，不斷完善技術(shù)功能，以此為暖通空調(diào)設(shè)計工作助力。