閆海朋

YAN Hai-peng

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司）

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Limited by Share Ltd.)

探討B(tài)IM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

閆海朋

YAN Hai-peng

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司）

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Limited by Share Ltd.)

論文基于BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提出在設(shè)計(jì)中就需要積極應(yīng)用BIM技術(shù)，在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。并以某一辦公樓的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)為例，對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)分析，希望能夠給相關(guān)人員帶來一些啟示。

BIM技術(shù)；暖通空調(diào)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 引言

在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)負(fù)荷水平進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，充分考慮建筑構(gòu)架以及電氣系統(tǒng)等方面的特點(diǎn)，以保證暖通空調(diào)系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。

2 BIM技術(shù)概念及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 BIM技術(shù)概念

BIM技術(shù)即建筑信息模型或建筑信息管理。其以建設(shè)工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維模型，并通過數(shù)字信息仿真模擬目標(biāo)物所具有的真實(shí)信息。其具有可視化、立體化、模擬化等諸多特性[1]。因此，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠有效提高數(shù)據(jù)考量的準(zhǔn)確性，從而為科學(xué)、合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

2.2 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.2.1 突出設(shè)計(jì)的視覺感

BIM技術(shù)能夠以暖通空調(diào)的各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)以及性能方面的關(guān)鍵數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立起B(yǎng)IM三維數(shù)據(jù)模型，同時(shí)具備三維動(dòng)畫功能，能夠更加直觀地將設(shè)計(jì)效果展現(xiàn)在人們眼前，給人視覺上的真實(shí)感以及沖擊力，從而便于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化與選擇。

2.2.2 提高設(shè)計(jì)計(jì)算精度

BIM技術(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠以5D數(shù)據(jù)庫的形式對(duì)工程量進(jìn)行準(zhǔn)確地計(jì)算，精度甚至可達(dá)到構(gòu)件級(jí)以上，從而為工程設(shè)計(jì)提供快速而準(zhǔn)確的設(shè)備參數(shù)，最終達(dá)到提升施工管理質(zhì)量與效率的目的。

2.2.3 實(shí)現(xiàn)虛擬施工

BIM技術(shù)具有可視性和模擬性的特點(diǎn)，能夠?qū)r(shí)間維度與三維可視化功能項(xiàng)相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)工程的虛擬施工，這樣就可以預(yù)見施工過程中可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)而便于設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步的完善與改進(jìn)[2]。

3 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的步驟

3.1 設(shè)計(jì)冷熱源

在各類建筑工程中，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)首先需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)不同區(qū)域的冷熱源的配置問題進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)不同區(qū)域的功能需求來對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

3.2 負(fù)荷的計(jì)算

暖通空調(diào)在工作中會(huì)形成冷熱負(fù)荷，在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算時(shí)就需要借助于專門的軟件，例如Dest能核算軟件就可以對(duì)不同區(qū)域內(nèi)供熱和供暖作業(yè)的負(fù)荷量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。在計(jì)算過程中，受建筑面積的影響，不同區(qū)域的負(fù)荷程度存在著明顯差異，因此，相關(guān)人員還需結(jié)合具體情況進(jìn)行深入分析。

3.3 設(shè)計(jì)方案

最后一步就是根據(jù)前邊對(duì)于冷熱源的分析以及負(fù)荷量的計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合工程實(shí)際情況，來設(shè)計(jì)具體的施工方案。只有設(shè)計(jì)出科學(xué)、合理的方案，才能使得后續(xù)施工能夠順利進(jìn)行，并且暖通空調(diào)在使用過程中能夠獲得良好的效果。

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

以某辦公樓為例，該辦公樓總建筑面積為5470m2，地下2層，地上5層。建筑功能布局方面：1～5層為辦公用房，負(fù)1層主要用作商業(yè)餐飲，負(fù)2層安裝了機(jī)電設(shè)備、變壓器以及熱泵等設(shè)施。

4.1 暖通空調(diào)的BIM技術(shù)設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中不同環(huán)境對(duì)冷熱源的需求各不相同，因此，冷熱負(fù)荷的計(jì)算難度非常大，必須借助于專業(yè)的軟件才能完成。本次工程中應(yīng)用的是Dest耗能計(jì)算軟件，其是以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)研究出來的。該軟件不僅能夠根據(jù)此次辦公樓的建筑特點(diǎn)對(duì)冷熱負(fù)荷情況進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，還能夠結(jié)合不同區(qū)域所占面積來進(jìn)行相應(yīng)的分析工作。該辦公樓辦公用房和商業(yè)用房供冷負(fù)荷預(yù)計(jì)550kW，供熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為150kW，餐廳的熱水供應(yīng)負(fù)荷為140kW。該辦公樓的冷熱源設(shè)計(jì)主要采用的是地源熱泵系統(tǒng)，在冷熱源機(jī)房內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)地源熱泵機(jī)組，額定制冷量預(yù)設(shè)為280kW，制熱量預(yù)設(shè)為290kW。制冷條件下的冷水供回水溫度在7℃～11℃，水源側(cè)的溫度在30℃～35℃；制熱時(shí)回水溫度45℃或者41℃，水源測(cè)溫度7℃或者3℃。工程采用U型地埋管換熱孔，共計(jì)150個(gè)換熱孔，間距設(shè)為4m，孔深120m。經(jīng)Dest耗能軟件計(jì)算，每年釋放冷量累計(jì)可達(dá)150400kW·h，釋放的熱量累計(jì)為151500kW·h。

最終確定冷熱源設(shè)計(jì)方案：空調(diào)供暖采用的設(shè)計(jì)方案采用聯(lián)機(jī)空調(diào)以及散熱器供暖，辦公用房空調(diào)設(shè)計(jì)成定風(fēng)量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)，在過渡季、應(yīng)急時(shí)啟動(dòng)，可使超過七成的新風(fēng)得以運(yùn)行；餐廳則設(shè)計(jì)為風(fēng)機(jī)盤管以及循環(huán)風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)[3]。

4.2 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)中的實(shí)際運(yùn)用

1）BIM二維繪圖設(shè)計(jì)

在二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中，工程中涉及到的各設(shè)備組成部分都需要通過投影輪廓的方法，來對(duì)其位置、所占空間等進(jìn)行展示。而BIM技術(shù)庫里邊儲(chǔ)存著設(shè)備廠家提供的各種信息數(shù)據(jù)，內(nèi)容極為豐富，因此設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)工程實(shí)際情況，在庫里尋找自己需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，方便快捷。另外，傳統(tǒng)的繪圖設(shè)計(jì)過程中，諸如管徑等數(shù)據(jù)都需要人工錄入，而且暖通空調(diào)工程中此類數(shù)據(jù)極為龐大，這就使得工作量較為繁重，而使用BIM軟件進(jìn)行操作，工作效率會(huì)大大提升。

2）三維建模

二維平面設(shè)計(jì)中，管材型號(hào)以及其他一些重要數(shù)據(jù)無法通過圖紙完全呈現(xiàn)出來，而應(yīng)用BIM技術(shù)很好地解決了這一問題。通過建立BIM三維模型，打開模型就可清晰得看到各設(shè)備以及管道安裝后的形狀以及位置，小到螺栓，大到設(shè)備，一應(yīng)俱全，而且其效果直觀、形象。各設(shè)備與閥門、管道之間的連接也一目了然，從而便于展開施工。此外，BIM技術(shù)的應(yīng)用還能使得圖紙變更更為便捷。例如，在對(duì)某一管道位置進(jìn)行變更時(shí)，按照之前的方法，設(shè)計(jì)師不僅需要在平面圖內(nèi)修改管道的位置，還要在相應(yīng)的剖面圖內(nèi)進(jìn)行修改。而建立BIM三維模型后，一旦某個(gè)部位出現(xiàn)變動(dòng)，該模型會(huì)自動(dòng)對(duì)其他相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行變更，從而使得設(shè)計(jì)工作更具時(shí)效性。

3）信息平臺(tái)的構(gòu)建

應(yīng)用BIM技術(shù)建立統(tǒng)一的信息平臺(tái)，將暖通空調(diào)工程中各部分的信息劃分到這一平臺(tái)，能夠有效實(shí)現(xiàn)信息資源共享，設(shè)計(jì)人員可以隨時(shí)在平臺(tái)上查詢各項(xiàng)信息資料，避免了不同組成系統(tǒng)之間的互相矛盾與沖突。同時(shí)，利用BIM技術(shù)對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)更新調(diào)試進(jìn)度，能夠便于設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善與修改，保證設(shè)計(jì)方案的合理性以及嚴(yán)密性。

另外，在此次辦公樓暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)還能夠?qū)ζ渌嚓P(guān)專業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而形成管道綜合，并利用BIM技術(shù)軟件將辦公用房、商業(yè)餐廳等不同區(qū)域的管道綜合情況進(jìn)行直觀的展示。工作人員如果想了解某一辦公用房、某一餐廳的情況，只需要在軟件中選擇出范圍，BIM軟件就可以自動(dòng)生成剖面圖，將管道內(nèi)的狀況展現(xiàn)出來，以便于工作人員參考。

5 結(jié)束語

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及真實(shí)性，同時(shí)也使得暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)效果能夠更為直觀地展現(xiàn)出來，這樣不僅能夠提升設(shè)計(jì)的合理性以及設(shè)計(jì)效率，還能在一定程度上降低設(shè)計(jì)成本，起到節(jié)能減排的作用。因此，相關(guān)人員還需加強(qiáng)BIM技術(shù)應(yīng)用的研究與探索，使其能夠更好地發(fā)揮自身作用，不斷完善暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程。

[1]靳嬌.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng),2017(14):5.

[2]王風(fēng)召.芻議暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].河南建材,2017(2):9-10.

[3]李波.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2017(21):215.

Discussion on the Application of BIM Technology in HVAC

In the design of HVAC system, in need should be adjusted with BIM technology, based on original design in order to achieve the optimization of system design, based on this article. The advantage of application based on BIM technology, and the HVAC design of an office building as an example, analyzes the application of BIM technology, hoping to bring some inspiration to the relevant personnel.

BIM technology; HVAC; system design; application