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

趙玉剛

摘要：隨著社會(huì)發(fā)展水平的不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的追求不再局限于物質(zhì)層面，生活質(zhì)量逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，溫室效應(yīng)越來(lái)越明顯，空調(diào)逐漸成為人們生活的必需品，這也逐漸擴(kuò)大了暖通空調(diào)市場(chǎng)。為了適應(yīng)市場(chǎng)需求和技術(shù)水平的要求，BIM 技術(shù)被應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中。雖然它在一定程度上有一定的優(yōu)勢(shì)，但仍然存在一些問(wèn)題。只有結(jié)合實(shí)際情況合理利用BIM 技術(shù)，最大限度發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，才能有效提高暖通空調(diào)性能。本文通過(guò)對(duì)暖通空調(diào)的特性進(jìn)行分析，并分析BIM 技術(shù)對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的影響，然后對(duì)BIM 技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);暖通;空調(diào)設(shè)計(jì);應(yīng)用初探

1 BIM 技術(shù)的內(nèi)涵

建筑信息模型（Building Information Modeling）就是BIM 技術(shù)的總稱。這項(xiàng)技術(shù)就是在相關(guān)項(xiàng)目具體實(shí)施的過(guò)程中，對(duì)相關(guān)的建筑進(jìn)行先關(guān)信息數(shù)據(jù)的建筑模型構(gòu)建，為建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的輔助，利用數(shù)字信息仿真模擬技術(shù)使得相應(yīng)的信息技術(shù)轉(zhuǎn)換為建筑物的真實(shí)信息并反映到相應(yīng)的建筑模型中去。在現(xiàn)代社會(huì)的建設(shè)中，BIM 技術(shù)不僅被用作一種數(shù)字信息集成技術(shù)，也是一種將信息數(shù)據(jù)與實(shí)際建設(shè)的設(shè)計(jì)和管理相結(jié)合的數(shù)字化方法。該方法為暖通空調(diào)設(shè)計(jì)提供了有效的綜合管理保障，能夠有效防范施工風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的合理改進(jìn)。

2 BIM 技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以通過(guò)虛擬建筑發(fā)揮積極作用，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。在BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以充分發(fā)揮自身的可視化和仿真特性，充分發(fā)揮時(shí)間和三維可視化的功能，呈現(xiàn)暖通空調(diào)的虛擬建筑，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可預(yù)見的問(wèn)題，從而有助于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步完善。此外，在暖通空調(diào)的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用BIM 技術(shù)可以有效控制設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性。BIM 技術(shù)的應(yīng)用中數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能通過(guò)5D 數(shù)據(jù)庫(kù)方式進(jìn)行計(jì)算，這樣就能在構(gòu)件的精度控制上有效提高，為實(shí)際的設(shè)計(jì)提供了參數(shù)，這樣就能有助于暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，暖通空調(diào)實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)υO(shè)計(jì)當(dāng)中的各項(xiàng)參數(shù)以及性能，通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行建立，這樣所建立的三維數(shù)據(jù)模型就有著實(shí)景模擬的功能，能夠直觀的把設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)給設(shè)計(jì)人員，在視覺上也能形成很強(qiáng)沖擊力，這對(duì)方案的優(yōu)化選擇就提供了方便條件。

3 BIM 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)分析

BIM 技術(shù)的基本支持包括信息交換格式IFC、信息傳遞手冊(cè)IDM 和國(guó)際詞典框架IFD 等。因此，BIM 是一種集建筑性能和專業(yè)合作于一體的仿真技術(shù)。應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，BIM 不僅能有效實(shí)現(xiàn)從簡(jiǎn)單信息到具體用途的信息轉(zhuǎn)換，還能利用其獨(dú)特的建筑性能模擬技術(shù)和參數(shù)化技術(shù)，對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化分析，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。

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

4.1 設(shè)計(jì)性能上的應(yīng)用

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)用戶的實(shí)際需求合理設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的性能。通常在空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于不同的室內(nèi)空間區(qū)域?qū)ε照{(diào)有不同的要求，冷熱源應(yīng)根據(jù)不同的區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，當(dāng)使用BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)餐廳、淋浴室或臥室時(shí)，由于不同季節(jié)的降水和其他因素的差異，供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有所不同。冬季，鍋爐房可與暖通空調(diào)合作建造，以滿足用戶的供暖需求。在此過(guò)程中，由于供水溫度會(huì)逐漸變化，冷熱源的初始供暖性能難以滿足正常的供暖，因此可以配置太陽(yáng)能熱水器來(lái)輔助冷熱源。

4.2 空調(diào)風(fēng)機(jī)管盤

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中，最重要的設(shè)備是風(fēng)機(jī)管板。風(fēng)機(jī)管板設(shè)計(jì)的合理性關(guān)系到整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。事實(shí)上，在高靜壓條件下，空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)扇管板的安裝不會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生很大影響，但會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的排氣量和送風(fēng)量產(chǎn)生一定影響。因此，在系統(tǒng)中安裝風(fēng)扇盤時(shí)，工作人員應(yīng)注意控制排氣量和供氣量，以將風(fēng)扇盤安裝造成的負(fù)面影響降至最低。中國(guó)建筑目前設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)，一般都采用高靜壓的送電方式，而空調(diào)系統(tǒng)在其內(nèi)部氣壓的作用下，其運(yùn)行過(guò)程中的功率通常為50 帕上下。不過(guò)，由于現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中其工作功率會(huì)有所變化。由于不同建筑物的密封情況、房間設(shè)計(jì)不同，使得空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式也不相同。鑒于上述情況，在空調(diào)系統(tǒng)中安裝風(fēng)機(jī)管盤，應(yīng)結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行功率，對(duì)風(fēng)機(jī)管盤的結(jié)構(gòu)與長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，保證風(fēng)機(jī)管盤的設(shè)計(jì)要求滿足實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行需要。

4.3 在繪圖方面的應(yīng)用

BIM 技術(shù)通過(guò)收集信息形成三維圖像。工作人員可以將建筑物所需的各種信息和數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，如管道長(zhǎng)度和設(shè)備安裝位置。通過(guò)BIM 技術(shù)，可以獲得模擬圖像。通過(guò)這個(gè)三維圖像，我們可以更直觀地看到實(shí)際效果。在繪圖階段，我們可以調(diào)整信息數(shù)據(jù)以獲得更多的模擬圖像，從而可以出現(xiàn)更多不同的圖片，獲得更多的繪圖設(shè)計(jì)效果。

4.4 在負(fù)荷計(jì)算方面的應(yīng)用

應(yīng)用暖通空調(diào)的目的是在夏季享受冷風(fēng)或在冬季享受熱風(fēng)供暖，但無(wú)論需要什么，都必須為暖通空調(diào)的正常運(yùn)行提供保證。在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，暖通空調(diào)承受的運(yùn)行負(fù)荷會(huì)隨著室外參數(shù)等因素不斷變化。因此，需要采用BIM 技術(shù)提前計(jì)算暖通空調(diào)可能承受的載荷，以便技術(shù)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠適當(dāng)提高暖通空調(diào)的承載能力。例如，DeST 等設(shè)計(jì)軟件可用于計(jì)算暖通空調(diào)系統(tǒng)各部分承受的冷熱負(fù)荷，從而順利找到承受負(fù)荷量最高的具體位置，作為應(yīng)用BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的重要數(shù)據(jù)信息。

4.5 模型方面

使用BIM 技術(shù)時(shí)，應(yīng)將產(chǎn)品、模型和管道模型放置在三維模型中，使設(shè)計(jì)者能夠更全面地了解建筑的尺寸、高度和尺寸結(jié)構(gòu)，從而滿足他們的實(shí)際需求。同時(shí)，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，可以有效保證信息模型的完整性和緊湊性。管徑、尺寸和尺寸能夠滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)工作流和模型的數(shù)字化和可視化，從而獲得模型的特征，使用學(xué)到的各種知識(shí)來(lái)提高建筑信息的實(shí)際價(jià)值。除此之外，使用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維模型可以給預(yù)算階段提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這樣可以使以后的維修工作更加順利的開展。

5 BIM 技術(shù)的應(yīng)用成果

對(duì)于專業(yè)協(xié)調(diào)，BIM 的主要專業(yè)協(xié)調(diào)基本上是利用三維信息模型來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于每個(gè)專業(yè)組件都有自己的形狀，其位置可以在模型中直觀顯示，因此專業(yè)錯(cuò)誤的發(fā)生率大大降低。使用這種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)和實(shí)時(shí)訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)信息共享，為各行各業(yè)的協(xié)調(diào)提供更大的便利。

在管線綜合方面，BIM 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，專業(yè)協(xié)調(diào)結(jié)果就是管線綜合。由于在所有區(qū)域中，模型上的管線都已顯現(xiàn)出來(lái)，而且管線在交叉以及碰撞上也能夠?qū)哟畏置鳌亩∪ス芫€綜合中各種管線很容易打架的難題，在指導(dǎo)施工中能起到很好的效果。

在設(shè)計(jì)成果方面，BIM 設(shè)計(jì)主要是對(duì)暖通空調(diào)的有關(guān)設(shè)備，加上管道的材料和一些熱工性能進(jìn)行的信息三維模型。這種模型具有較大的優(yōu)勢(shì)，不僅在打開模型即可看出設(shè)備以及管道的安裝后形狀、位置，而且其效果直觀，這樣就很受設(shè)計(jì)及施工人員的歡迎，大大的節(jié)省了看圖的時(shí)間。

結(jié)語(yǔ)

總之，目前，要想實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)的正常運(yùn)行，那么就得需要優(yōu)良的設(shè)計(jì)工作來(lái)作為基本保障，相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員要注重采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等等諸多方面來(lái)進(jìn)行處理。依據(jù)相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)充分的表明，在我們國(guó)家總能耗之中，暖通空調(diào)所消耗的能源占到了15%，因此，相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員要運(yùn)行實(shí)際可行的措施來(lái)進(jìn)一步的加大暖通空調(diào)的環(huán)保節(jié)能性，進(jìn)而從根本之上來(lái)有效的改善人們的生活質(zhì)量。

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