BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

喬亞濤

山水一墨（北京）科技有限公司 北京 101116

前言

BIM技術(shù)能夠使用精確化的手段構(gòu)建起與實(shí)際物體相符的信息化模型，從而將物體生動(dòng)地、直觀地展示在設(shè)計(jì)人員面前，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)暖通設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率的提升。探究現(xiàn)階段BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢與價(jià)值、提升工程整體設(shè)計(jì)與建設(shè)質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 BlM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

暖通設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)與二維設(shè)計(jì)技術(shù)相比，具有以下幾方面優(yōu)勢：①BIM技術(shù)可精準(zhǔn)分析計(jì)算出暖通管道的直徑，并在圖中做出相應(yīng)的標(biāo)注，極大地降低了二維設(shè)計(jì)的應(yīng)用難度。②閥門、管線等構(gòu)件的標(biāo)注工作在二維設(shè)計(jì)中十分復(fù)雜，而工作人員運(yùn)用BIM技術(shù)可自動(dòng)生成與暖通設(shè)計(jì)要求相符的管線，通過直觀合理的BIM模型還可明確各線條之間的關(guān)系[1]。③二維設(shè)計(jì)平面圖具有一定程度的局限性，使得暖通工程后期施工過于抽象，BIM技術(shù)的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備管線模型的三維化，而且能夠降低暖通工程施工錯(cuò)漏及變更的發(fā)生概率。

2 暖通設(shè)計(jì)中BlM技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 前期準(zhǔn)備

在應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行暖通設(shè)計(jì)工作前，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際情況有效分析計(jì)算擁有的環(huán)境以及建設(shè)條件信息，以此擬定出初步設(shè)計(jì)方案，然后結(jié)合暖通工程建設(shè)單位資質(zhì)以及資源、經(jīng)濟(jì)條件，對建設(shè)資金的投入方案進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃，確保在滿足基礎(chǔ)建設(shè)條件的前提下，能夠充分發(fā)揮出BIM技術(shù)的優(yōu)勢與作用，以此避免暖通工程施工中出現(xiàn)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工效率的提升。與此同時(shí)，工作人員還應(yīng)積極總結(jié)BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)，為不同類型暖通設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)注、線路布局等工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，設(shè)計(jì)人員與暖通工程施工人員應(yīng)做到有效溝通，及時(shí)分析計(jì)算應(yīng)用BIM技術(shù)形成的方案在施工中存在的問題，以此提升風(fēng)險(xiǎn)防控工作水平，實(shí)現(xiàn)暖通工程整體建設(shè)質(zhì)量與效率的提升。

2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算

三維信息流是BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合建筑所在地區(qū)的氣候變化情況以及工程實(shí)際要求，合理規(guī)劃暖通工作的基本布局方案，并按照方案進(jìn)行科學(xué)施工。在應(yīng)用BIM技術(shù)之前，需要對建筑物的冷熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。傳統(tǒng)暖通施工工程量計(jì)算依賴于設(shè)計(jì)人員、預(yù)算人員從二維圖紙中尋找設(shè)備、管道配件、部件等構(gòu)件的參數(shù)，在一定程度上會(huì)造成設(shè)計(jì)出現(xiàn)誤差。而引用BIM技術(shù)的三維模型并且加入時(shí)間與空間參數(shù)的4D模型能夠分樓層、分型號、分系統(tǒng)地將數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計(jì)成報(bào)表，進(jìn)而降低工程方案變更的概率，并可保證安裝速度合理高效。

以北方暖通工程施工為例，由于北方地區(qū)對建筑的要求為冬暖夏涼，并且冬季溫度較低，熱負(fù)荷需求遠(yuǎn)大于冷負(fù)荷需求。因此，設(shè)計(jì)人員需要科學(xué)分析計(jì)算建筑的通風(fēng)情況，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用BIM技術(shù)。運(yùn)用BIM技術(shù)計(jì)算分析建筑通風(fēng)情況的流程為：利用專業(yè)設(shè)備對門窗全部打開的建筑空間進(jìn)行自然風(fēng)流通速度的測試，同時(shí)做好室內(nèi)濕度以及溫度檢查、測試工作，并對比相同調(diào)風(fēng)狀態(tài)下相同風(fēng)力等級數(shù)據(jù)間的差異[2]。由于暖通設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的計(jì)算流程較為復(fù)雜，設(shè)計(jì)人員需要記住其他信息化手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，主要是將數(shù)值帶入相應(yīng)的計(jì)算程序中，從而自動(dòng)得出暖通設(shè)計(jì)需要的結(jié)果。

2.3 模型建立

模型建立以及根據(jù)模型分析計(jì)算暖通設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，是BIM技術(shù)應(yīng)用的最大優(yōu)勢，因?yàn)槟Ｐ湍軌蛑庇^地反映出空間大小、空間布局、窗與門的具體位置，從而保證設(shè)計(jì)人員編制出的設(shè)計(jì)方案與實(shí)際建設(shè)要求相符。三維模型需要和二維平面圖在設(shè)計(jì)參數(shù)上保持一致，避免操作誤差的產(chǎn)生。值得注意的是，建筑工程中暖通與給排水系統(tǒng)較為復(fù)雜，其中包含冷凝水管、風(fēng)管、消防水管、電氣橋架等管道，還包括一些穿墻管線，在建筑機(jī)房、走廊中相互重疊。引用BIM技術(shù)可有效解決管線排布中存在的問題，以此提升與暖通設(shè)計(jì)相關(guān)管線布置的科學(xué)性與規(guī)范化，進(jìn)而達(dá)到節(jié)省項(xiàng)目時(shí)間、提高設(shè)計(jì)效率、降低工程成本的目的。

利用BIM技術(shù)明確建筑內(nèi)部的透視狀況，包括暖通設(shè)計(jì)空間的風(fēng)管、墻體、樓板、地面等，然后對暖通設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能分析，利用BIM渲染功能將實(shí)體空間使用模型反映出來，再結(jié)合空間的環(huán)境、日照、噪音等情況對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整暖通管道及末端的參數(shù)設(shè)置。模型建立用到的數(shù)據(jù)包括冷熱源設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)，以此將空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用三維模型反映出來。為了提高暖通設(shè)計(jì)效率，利用CAD創(chuàng)建工作集，不同設(shè)計(jì)人員根據(jù)暖通設(shè)計(jì)需求進(jìn)行分區(qū)建模，同時(shí)按照暖通設(shè)計(jì)空間的結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備以及建筑類型區(qū)分設(shè)計(jì)模型，然后利用三維信息模型實(shí)現(xiàn)管線的綜合布置。此外，暖通設(shè)計(jì)人員在建模過程中，應(yīng)將BIM技術(shù)與專業(yè)知識有機(jī)聯(lián)系在一起，輸入建筑各項(xiàng)參數(shù)，從而快速計(jì)算出區(qū)域通風(fēng)量、循環(huán)水流量、閥門數(shù)量等數(shù)據(jù)指標(biāo)，充分發(fā)揮出BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的信息化作用。對于暖通工程經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)方案，需要各部門之間充分發(fā)揮BIM智慧建造平臺的優(yōu)勢與作用，以此判斷暖通工程材料價(jià)格、設(shè)備等級以及安裝費(fèi)用，以提升設(shè)計(jì)總體水平。

3 結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需要不斷整合各類物體的參數(shù)信息，設(shè)計(jì)人員只有做好暖通設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作、設(shè)計(jì)計(jì)算與模型建立工作，才能充分發(fā)揮出BIM技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢與價(jià)值，保障暖通設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量的提升，減少工作中誤差的出現(xiàn)，以此為各個(gè)領(lǐng)域暖通設(shè)計(jì)高精專發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。