暖通空调设计中BIM技术的应用

陶伟++梁波++焦婷

[摘 要]将BIM技术应用到暖通空调系统设计中，通过参数化技术与建筑性能化模拟技术，对整个系统功能进行优化，并减少系统运行能耗，提高暖通空调建设综合效果。即针对暖通空调系统采暖、空气调节、通风等技术要点进行分析优化，进一步提升系统使用性能，并将环保理念贯彻到底，实现系统的标准化设计。

[关键词]暖通空调；BIM技术；节能；设计参数

中图分类号：TU263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0162-01

引言

为了实现具有快捷、高效特点的机场运输，我国在不断扩充飞机场的数量。飞機场具有人员流动量大、空间面积大的特点（尤其是在航站楼部分），这就涉及到机场航站楼的暖通问题，如何在这样一个空间领域内节能减耗，还要保证暖通系统的使用寿命，值得我们大力研究和思考。基于此，本文对BIM技术概述、暖通空调设计中BIM技术优势、BIM技术和普通二维设计的区别以及BIM技术在暖通空调工程设计中的运用实践进行分析，希望可以给相关工作人员提供理论借鉴。

1 BIM技术概述

BIM技术全称是建筑信息模型（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）。具体指的是通过将建筑工程项目的各种不同的信息数据参数作为一个基础来进行三维的建筑模型的建设。总的来说就是在建筑项目的前期设计、中期施工和后期管理操作阶段，能够运用数字化技术和信息技术进行协调和管理操作。BIM技术通过建立三维模型数据信息库直观的把建筑和后期安装操作的进度全部展现出来，同时将数据实时共享，有效的减少不必要的施工操作，从而控制施工成本。信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性是BIM技术的八大特点。

2 暖通空调设计中BIM技术优势

其一，BIM技术可突出暖通空调设计的视觉感。BIM技术可以通过输入暖通空调系统参数以及性能等关键数据的方式生成BIM三维数据模型，支持三维渲染动画功能，给受众带来真实与直观的视觉冲击，并且可明显提高三维渲染的效率与精度，突出暖通空调系统设计方案的立体效果；其二，BIM技术可提高暖通空调设计计算精度。BIM技术所依托数据库系统可通过构建5D数据库的方式对工程量进行准确计算，精确度可达到构件级以上，快速提供暖通空调设计所需的设备参数，是提高施工管理质量水平的重要方式之一；其三，BIM技术可实现暖通空调的虚拟施工。BIM技术具有极高的可视性以及模拟性，可实现时间维度与三维可视化功能的结合，支持暖通空调工程的虚拟施工，预见性地掌握施工中可能出现的问题，对设计方案作进一步改进与优化。

3 BIM技术和普通二维设计的区别

3.1 绘制手法不同

在暖通管线设计工作中采用二维设计方法，一般是通过管线粗细程度和数字标志、文字注解加以区别，再延伸成暖通管线与设备的交汇情况。而BIM技术相对来说绘制手法比较简单，能够全面容纳管线，使过去点和点之间的关系转换成了点和面之间的关系，设计意图表达起来更为清晰和全面。

3.2 绘图的效率不同

利用二维模型绘图时，一般仅仅是采用线条的形式，绘图具有一定的局限性，后期工作人员在对图纸进行观察时不够形象，需要工作人员通过二维模型想象三维模型，而且二维模型图标识灵活性不够，十分局限。而BIM技术在模型展示和绘制方式方面都比二维方式更为实用。BIM技术可以实现点、线、面的结合，对设备管线和设备模型进行构建，利用这一技术使设备尺寸标志和管线尺寸更为直观的反映出来，但是应用BIM技术进行操作并不简单，通常情况下效率比较低。

3.3 表达方式不同

二维设计中，一般利用线和线之间的重叠关系和二维上的投影来对管线组合、设备轮廓和阀门等进行表现，一般情况下要标注尺寸数据参数，比较繁琐。而BIM技术仅仅需要在保证数据准确的基础之上对管道、设备模型进行构建，设计人员可以构建自己任何所需的模型。而且，利用BIM技术不需要再花费多余的时间去对所需数据进行标注，BIM技术可以比较直观的反映暖通空调设计模型，使相关工作人员分析起来更为简便和直观，从而为暖通空调的合理性设计奠定基础

4 BIM技术在暖通空调工程设计中的运用实践

4.1 冷热源方案与设备选型

利用BIM技术对暖通空调进行设计时，首先就要选择设备和冷热源方案。在通常情况下，建筑方要对围护结构进行节能计算，收集建筑围护结构的热工参数参与暖通空调设计，暖通相关工作人员再对负荷进行计算。就我国目前实际情况而言，很多相关工作人员在进行暖通空调方案设计时，存在着对负荷分析不够重视的问题，这就使冷热源方案评价起来比较困难。通过BIM技术对全专业和全数据进行协同，BIM工具间的信息传递更为方便和顺利，建筑专业人员可以利用设计模型对绿色建筑进行模拟分析，暖通方面的工作人员可以通过建筑数据对冷热源系统进行分析，分析完毕后，要加强考察暖通空调适应性方面的问题，为后期的设计和沟通工作做好铺垫。

4.2 管路布置与系统阻力计算

暖通空调设计第二步就是要计算管路布置和系统阻力。过去的二维设计过程中，协同设计一般利用的是外部参照方式，这种方式成功与否的关键在于设计人员的抽象空间想象能力和工作人员之间的默契度以及安装单位的领悟和深化能力。BIM技术使管路穿越墙体、管道间距和设备布置等情况以三维的方式呈现出来，能够比较直观的表达其空间关系，代替了过去的文字说明和人员沟通的方式，设计配合更为自动化和智能化。利用BIM技术进行管理布置和系统阻力计算，能够消除专业间的障碍，使交流更为流畅，施工变更情况能够有效控制。管路布置设计环节中，主要以设备为核心，进行管路系统闭环（从末端风口到设备入口、从末端空气处理设备再到主机）设计，这一设计环节能够把管路阻力结果直接输出去，使设备扬程、风压等计算更为简单，为设计人员减轻工作难度。

4.3 气流组织与舒适性

一般设计中，气流组织以风口风速、风口间距作为控制目标。常见的评价气流组织的CFD模拟软件，由于存在模型制作问题，得不到很好的应用。运用BIM技术的设计成果其数字格式可以直接用于CFD模拟，其多种数字化信息不会在转换过程中丢失，或是需要设计人员重新添加。通过CFD模拟分析，很好的解决了设计经验不足的问题，为开展设计评价提供了便捷的接口管理。

结语

BIM技术属于作用在工程前期设计和工程后期建造管理的数据化实用工具，BIM是建立在整合整体相关的参数信息，通过对建设项目策划设计、项目的运行建设、项目后期的管理维护的项目全生命周期过程的信息即时传输共享，保障了从设计人员到施工管理人员对建筑的综合信息得出正确的判断和结论，对提高工作效率、节约施工成本具有非常重要的现实意义。

参考文献

[1] 王风召.刍议暖通空调设计中BIM技术的应用[J].河南建材，2017，02：9-10.

[2] 谢波.BIM技术在暖通空调工程设计运用中的若干问题分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，06：300.endprint