暖通空调设计中BIM技术的应用

樊志霞 容海川城乡规划设计有限公司

1 前言

BIM技术在暖通空调设计中的应用，可通过该技术的模拟和参数化功能对暖通空调系统加以优化和调整，对系统功能予以扩展和科学管控，发挥出暖通空调在建筑中的作用优势，为人们提供良好的生活环境。

2 暖通空调设计中BIM技术的优势

暖通空调设计中，BIM技术的应用为设计数据提供了良好的信息管理平台，设计人员可在BIM模型的作用下，实现系统参数的调整和优化，加强设计的可行性、合理性，减少时间和成本上的消耗，为后续作业开展提供可靠保障。BIM技术在暖通空调设计中的应用优势为：

一是强化视觉感。BIM技术可借助三维模型的构建，将暖通空调各系统参数及性能数据罗列其中，直观的展示在设计人员眼前，便于设计人员开展参数审核和调整。同时在立体模型作用下，生成直观的三维图纸，明确了解设计后的整体效果，及时找出其中异常项并加以改善，加强设计的有效性。

二是计算精准性。BIM 技术的应用可构建5D 数据库，为工程量计算、预算编制提供全面精准的数据支持。随着BIM技术的不断精进，数据库的精准性也在提高，为设计人员提供的信息数据也越来越齐全，保证了各项参数计算的准确度。同时该技术的应用还可满足自动化计算要求，提高设计工作的效率。

三是虚拟施工。BIM 的可视化和模拟化功能可将暖通空调设计内容以动态化的形式展现出来，直观的演绎各环节的作业内容，方便设计人员了解整个施工过程，并通过与施工方、监理方的沟通交流，对其中不合理结构加以调整。

3 BIM技术在暖通空调设计中的应用

3.1 二维绘图

在二维图纸设计中，以往设计人员需要利用投影轮廓的方式对设备设施的位置及占用空间予以展示和详细标注。而在BIM 技术应用后，数据库内详细存储了厂家提供的设备信息数据，内容较为齐全，在二维图纸设计中，可直接调取数据库中的信息资料，完成位置标注和空间规划，不仅节省了更多时间，降低了设计人员的工作量，也加强了标注的精准性，降低了设计难度。另外，在传统二维图纸设计中，工作人员在管径数据录入时多采用人工作业方式，工作效率低，容易出现偏差，而BIM技术则可避免这一问题，使用数据导入功能即可完成上述作业，大大提升工作的效率。

3.2 管线综合规划

图1 BIM在管线综合规划中的运用

暖通空调设计中，管线综合规划是非常重要的环节，该项设计将直接决定暖通空调系统的正常运行。在设计活动中，设计人员需先确定管线位置，综合考量现场情况及存在的交叉作业，确定暖通空调管线的位置及走向，保证管线连接顺畅性，保证系统的正常运行。BIM技术在这一过程中可发挥自身优势和作用，对管线位置及走向实行综合考量，合理规划管线内容（如图1），维持运营的稳定性。正如前文提及的，BIM 技术相较于传统的方法与技术，最大的优势就在于图像结构都是以三维的方式加以呈现的，这一点在管线综合设计中也不例外。所有的管道路线均以立体形式呈现，方便施工人员查看与参考，增大施工的正确率，为建设方呈现高质量的工程。

3.3 三维图纸

一是专业项目样板的制作。在暖通空调设计中，专业项目样板的制作是基础环节。由于专业项目样板中需要导入的数据文件较多，如线型设定、显示方式、字体和字形大小、风管附件族文件、机械设备族文件等，BIM 技术需要对这些数据文件实施科学管理，确保导入的合理性，样板制作的可靠性。不过就目前技术而言，还存在不完善之处，仍需人工辅助以加强设计效果。

二是三维图纸的制作和输出。BIM 技术为暖通空调设计提供了较多帮助，通过立体模型的构建，直观显示设计内容，还可将立体模型直接转化成平面图纸打印出来，便于作业人员准确了解设计要点，为后续作业开展提供帮助。不过当前部分设计在BIM 系统中完成制作后，仍需在传统的CAD 系统中承接后续的工作，因此BIM 技术还需要继续发展，实现BIM技术的多元化应用，达到最佳效果。

3.4 扩展功能

一是负荷计算。BIM 技术在暖通空调设计中的应用可完成相关参数的自动化计算，计算结果精准度高，为设计优化和工作开展提供帮助。利用BIM 技术完成负荷计算，可为暖通空调设计方案及后续施工调整提供可靠依据。不过与发达国家相比，我国的BIM系统还存在一定不足，负荷计算中仍存在一些问题有待进一步解决。又由于所处区域的不同，对暖通空调性能要求也存在差异，相应的负荷要求也有所不同，统一的负荷计算方式会产生偏差，需要相关职能人员，对BIM系统做出进一步的调整与开发。

二是风系统阻力计算。风系统阻力计算是暖通空调设计中经常被忽视的环节。应用BIM 技术可解决这一难题，并给出相应的阻力参数数值。不过由于BIM系统体系的完善度不高，在风系统阻力计算模块的设计中存在部分弊端。故而在后续的功能设计中，要将风系统阻力计算纳入重点研究内容，加大建筑工程从业人员的关注，为后续的暖通设计打下坚实的基础。

图2 为施工提供指导

三是施工指导。鉴于BIM 的多元化功能，在实际施工中也起到了很好的指导作用。暖通空调设计在实际落实中，可利用BIM 技术对设计文件进行快速导出，以不同形式传输到相关部门中，便于工作人员准确了解施工内容和要点（如图2），针对设计内容做好人力、物力的调配，进而推动施工作业的顺利进行。同时在设计方案指导下，规范施工工序和流程，提高施工的质量。

4 BIM技术的应用案例

本文以某山区教学楼、办公楼、宿舍楼的暖通空调设计为例，详细阐述了BIM技术在其中的应用优势，以期优化暖通空调设计水平，保障施工的安全。

4.1 二维图纸设计

传统的暖通空调二维图纸设计多是借助投影轮廓方式及人工调整等形式实现的，在整个过程中，难免会存在偏差和失误，并导致设备设施的位置和占地空间出现问题，阻碍设计工作，抑制后期施工作业的开展。再者，反复校对也会增加设计工作量，加大设计人员的负担。而使用BIM 技术后，利用BIM数据库中信息资料的科学导入，借助专业软件的校对，则能完成设备设施位置确定及占地空间面积的规划，大大节省设计时间，降低工作难度，提高作业效率。

4.2 三维空间数据模型的构建

二维图纸中难以将管材型号和参数信息显示出来，为后续作业的开展带来一定的难度。而利用BIM 技术后，则可通过三维空间数据模型的建立，详细清晰的展示上述内容，为工作人员提供更多依据。在打开三维立体空间数据信息模型后，可以快速提取不同设备的参数信息，以及管道结构特征、配置位置与占用空间等基本信息，为后续设计工作提供有利条件。

另外，BIM下的三维空间数据模型还能准确掌握管道与阀门的连接信息，找出其中的问题项，并做好管道调节工作。与二维平面图纸不同，在三维空间数据模型中开展管道位置及相关参数的调整，与之关联的内容也会一并发生改变，进而降低设计难度，加快设计进程，更好的维持连接位置的可靠性，避免施工中各类问题的产生。

5 结束语

暖通空调设计中BIM 技术的应用，一方面做到了设计内容的科学调整和优化，降低设计人员工作量及工作难度，另一方面还可以加强设计的可行性、合理性与可靠性，及时发现和解决设计中存在的问题，为暖通空调系统的施工和使用奠定坚实基础。不过我国在BIM 技术的应用上还存在一定的不足，还需要相关作业人员加大研究力度，不断完善技术功能，以此为暖通空调设计工作助力。