BIM在的暖通空调系统中的设计与应用

宋春青

摘 要：BIM技术在当下建筑工程项目施工中的应用重点是通过工程项目的三维参数设置实现的，通过三维模拟将建筑工程项目相关信息直观化、可视化展示出来，这样工程人员能够直观化的判断工程项目施工是否存在不科学、不合理和不标准现象。本文首先对BIM技术相关概念进行解读，其次，围绕BIM技术对暖通空调施工过程中的管控进行分析研究，最后，对机电安装工程暖通空调技术发展趋势做出预测分析，希望对有关工作者有所帮助。

关键词：BIM;暖通空调;系统;设计

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是一种工程技术、建造管理的数据化工具，为建设项目的规划、设计、施工、运维等进行全生命周期的数据共享和传递，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点，在三维展示、过程模拟等方面具有独特优势。

将BIM理念引入暖通空调系统设计，能够建立三维立体模型，加强设计过程的直观视觉效果，防止出现线条式平面设计图纸的失误，可以减少设计中出现的碰撞问题，从而能够有效地提高效率，保证工程设计质量，进而提高施工质量、加快施工进度并能降低工程完工后的运营维护成本。

2 BIM技术在建筑暖通空调工程施工中应用重要性分析

2.1有效提升和改善建筑暖通工程施工质量

BIM技术通过三维模拟效果的展示，能够促使施工管理人员在正式施工进入之前，发现、预测施工过程可能存在问题，提前做好预防工作，为工程项目实现高质量建设发挥有效促进作用。此外，相关施工人员通过前期学习，能够把握工程项目施工难点和重点，在提前针对各个施工环节有效分析基础上，严格把控施工材料应用，在充分满足工程项目施工需求基础上，加强协调合作，为实际施工建设奠定基础，避免相关质量问题出现。

2.2满足工程项目施工进度管控目标

将BIM技术应用到建筑暖通空调工程项目施工中，能够通过三维模型实现提前总结，严格按照模型展示督促现实施工进度，做好进度总结工作。此外，相关工作人员做好记录工作，及时与前期进度管控规划实现对接比较，一旦发现严重超过工期控制范围，及时核查调整，在不影响工程施工目标下，促使进度管控和计划保持相适应。

2.3有效控制暖通空调施工的成本

在建筑暖通空调工程施工建设中，控制工程项目施工成本是非常必要的。相关管理人员在工程项目实际正式施工之前，实现对建筑工程的模拟操作，能够明确各个环节使用所需要的材料和其他方面基本信息，以此实现对材料的预加工处理，严格按照施工进度灵活性调整，避免资源浪费，提升资源应用效率。此外，通过BIM技术应用到建筑暖通施工过程中，能够避免工程施工出现随意变更现象，严格按照方案规划落实一系列的操作施工，实现成本控制。

3 基于BIM的暖通空调系统设计

3.1 建立建筑模型

应用Revit建筑模块根据已有的CAD图纸，建立某办公楼的建筑模型。按照创建标高、轴网;绘制外墙、内墙;添加门窗、楼板、楼梯;布置结构柱;添加卫生器具;添加尺寸标注的顺序完成共二层的建筑模型创建。建筑模型如图1所示。

3.2 通风空调方案确定

（1）系统形式：一层为办公大厅，人流量大，温度较高，湿度较大，对空气质量要求较高，采用全空气一次回风系统;二层为办公室，因其功能、温湿度基数、使用要求等相近，且需要相对独立调节，采用风机盘管加新风系统。

（2）空气处理：利用湿空气的焓湿图确定空调机的送、回风及新风状态，并计算各空调空间需要的送风量和冷量，完成空气处理机组、风机盘管和新风机组的选择。

（3）气流组织计算：办公大厅采用上送上回式的气流组织形式，办公室采用侧送上回的气流组织形式。完成布置送回风口位置，计算风口大小，并校核气流分布是否满足要求等。

（4）风、水系统的水力计算：选择最不利环路，画出草图，设计管径，计算最不利环路压力损失并选择相应的设备。

（5）制冷机房设计计算：根据系统设计方案和负荷计算，完成系统冷热源设计和相关设备选型。

3.3 负荷计算

（1）将建筑模型添加房间和空间等体量信息后，导出生成GBXML格式文件。

（2）應用鸿业软件的负荷计算功能进行负荷。

（3）总一层办公大厅的最大冷负荷、湿负荷;汇总二层各个办公室的冷负荷、湿负荷;汇总二层的新风量和新风负荷。

3.4 空气处理过程计算

（1）应用鸿业软件焓湿图功能进行全空气一次回风系统和风机盘管加新风系统的空气处理过程计算。

（2）完成空气处理机组、风机盘管和新风机组的选型。

3.5 气流组织计算

（1）办公大厅采用方形散流器送风，单层百叶回风的上送上回式气流组织形式，并确定风口面积及个数，然后按照规范规定校核房间的换气次数、散风口的射程和工作区的风速。

（2）办公室采用双层百叶送风，单层百叶回风的侧送上回式气流组织形式，并确定风口面积及个数，然后按照规范规定校核房间的换气次数、送风口的射程和工作区的平均风速。

3.6 水力计算

（1）风系统水力计算。应用鸿业软件绘风管、风口功能绘制办公大厅送、回风口，绘制送回风干的草图，完成风管路和风口的连接，再应用风管水力计算功能完成风管路设计并计算最不利环路的阻力。应用相同的方法完成二层新风系统的绘制、设计和阻力计算。

（2）水系统水力计算。应用鸿业软件绘风机盘管和水管功能绘制二层各个办公室的末端盘管和冷水供回水干管及冷凝水管，完成水管路和风机盘管的连接，再应用水管水力计算功能完成水管路设计并计算最不利环路的阻力。36D6A94A-4452-47CD-897D-50B2B247FD84

3.7 制冷机房设计

在满足制冷机房布置原则和制冷机房选型计算的基础上，完成冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、水处理设备、分集水器和板式换热器等机房设备的选择与布置，进而完成制冷机房设计。

3.8 建立暖通空调系统模型

应用Revit机电模块，根据前期的设计计算结果、鸿业软件绘制的草图，完成暖通空调系统的三维模型创建。暖通空调风、水系统如以下各图所示。

3.9 施工图绘制

在三维建模后，自动生成暖通空调系统施工图纸。本次设计完成了图纸目录、设计施工说明、设备材料明细表和图例的编制;完成了一、二层建筑平面图;建筑透视图;一、二层空调系统平面图;风水系統图;制冷机房流程图;制冷机房设备平面布置图;制冷机房设备基础图;制冷机房透视图的生成与整理。

4、BIM技术应用到建筑工程施工过程中的策略分析

4.1严格按照前期所设计的数据平台，实现信息共享应用

在将BIM技术应用到建筑工程项目施工过程中，应严格按照设计阶段所形成的数据平台，将施工过程所涉及的信息及时上传、实现共享应用，对整个施工过程实现有效的调整。对于现阶段建筑工程项目暖通空调工程而言，其施工规模大、施工线路比较复杂，在施工过程中，应重点根据前期规划设计方案实现全方面监督管控，并且根据施工过程在不同区域实行的标准，对设备使用型号和尺寸信息全面记录，为后期竣工总结和階段性施工成果验收奠定基础。

4.2重点应用到管线施工中

对于建筑暖通空调工程而言，管线综合施工是非常关键的。而在应用BIM技术针对管线施工中，工程人员在前期三维立体绘图形成基础上，可以通过透视技术实现将各个线路的具体位置呈现出来，查看管线是否存在不良交叉现象，通过碰撞测试，保证管线后期运行稳定顺畅。在管线施工过程中，是多个阶段同时进行的，工程人员深入到施工中，对信息进行在线沟通和在线交流，灵活调整，保证管线安装正确，控制变更现象，减少后期返工问题的出现。基于以上分析，在将BIM技术应用到建筑暖通空调工程项目施工过程中，重点体现在信息交流基础上的在线监督。这主要是BIM技术在正式应用到建筑工程项目施工中时，前期已经构建了三维模型，将工程设计方案和规划设计已经完全反馈到三维模型中。而施工过程，施工人员则是主要借助前期模型结合施工方案实现在线沟通和在线交流，审查施工技术应用、施工材料应用是否与工程项目施工方案相符合，实现在线反馈和监督，保证工程施工建设阶段所做工作与工程项目建设目标相符合。

BIM技术在暖通空调安装中有着普遍应用，该技术能实现自动检查及分析，获取空调系统运行数据，确保整个暖通空调安装工程的顺利展开，能提高施工方案优化设计的针对性，避免造成施工资源的浪费，将成本控制在规定范围内，实现工程效益的提高。另外，在暖通空调技术创新上，可从加强各个项目间的合作能力出发，保证空调安装工程在规定时间内完成，确保机械设备和材料的充分利用，确保施工各个环节的密切衔接，是解决施工进度延迟、质量不一的主要措施。随着空调系统朝着自动化趋势发展，一定程度提高了电力设备的自动化程度，按照室内环境需要进行系统功能的调整，促使供热系统稳定运行。节能工艺的使用和推广，能带动其他机械设备的研发，降低煤炭燃烧时带来的环境污染，加速清洁能源对传统能源的取代。

结语

随着《建筑信息模型应用统一标准》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工应用标准》（GB/T51235-2017）相继颁布和实施，我国建筑行业将更深入广泛地推进基于BIM技术的建筑工程设计、生产、运输、装配和运营维护。基于BIM技术的暖通空调系统设计也将快速发展和完善。本文将BIM技术与现有的暖通空调系统设计软件有机结合，完成了从建筑建模到暖通空调系统设计、建模及施工图绘制的整个流程。以此为基础将进一步学习和研究绿色建筑评价、施工进度模拟、设备材料概预算和暖通空调系统的装配式等内容，为今后的学习和工作确立了明确的方向。

参考文献：

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