BIM 技术在建筑暖通设计中的应用

郝 婧

太原理工大学建筑设计研究院有限公司（030000）

BIM 技术总体上是一个较为整体的综合体系，能够在不同的领域有效地整合与协调，针对各建筑实际情况进行真实的模拟，有效地为建筑体的供暖提供基础与保障。BIM 技术在模型中对建筑的各项数据与有关的系列参数进行集成，可以提高供暖系统的精准性。因此，在建筑过程中对BIM 技术进行有效的应用可以对建筑暖通的整体工作有很大的帮助。BIM 技术虽然是一个辅助类技术却能够有效提高数据的准确性，因此应重视BIM 技术，提高供暖系统的合规性。

1 BIM 技术的发展背景、含义及应用价值

1.1 BIM 技术的发展背景及含义

在施工现场，各种信息的采集与集成技术还比较落后，如现场查询工作的信息采集、施工信息的采集等，在各部门之间的信息传输上浪费了大量的时间和精力。因此，随着工程项目规模的扩大和复杂性的增加，传统方法在多人、多专业的协同规划中逐渐显示出其缺陷和差距。这些缺陷和差距将延误规划阶段的工期，规划产品的质量将参差不齐，影响工期，引发其他问题，严重损害建设项目各方的利益。BIM，即建立信息模型。BIM 技术是继计算机辅助规划技术之后，建筑行业的另一种计算机应用技术，被誉为建筑业改革的创新力量[1]。

1.2 BIM 技术的应用价值

用通俗的语言对BIM 技术进行描述，BIM 就是一种数字信息模型，是当下时代的产物，是数字化和信息化的时代标识。利用现代化手段对传统工艺进行精简，在我国建筑暖通工程已经有几十年的发展了，在信息技术时代，这一工程有了更大的挑战与全新技术引用。近几年BIM 技术的出现对传统的建筑通暖工程有较大的冲击，能够在很大程度上对传统的建筑通暖工程行业有一定的改变，有效弥补与改善传统工作中的不足，引进现代化技术，对数据进行标准化，促进整个行业的发展创新。就当前发展来看，BIM 技术在建筑通暖设计的应用中是一个新领域，有效地将现代化数字技术引进建筑行业，更加贴近人们生活所需，是时代和社会的发展必然趋势。在逐步发展过程中，BIM 技术已经开始慢慢地从模型向实际应用开始转换，这意味着在建筑通暖工程中将会有一条现代有效的途径发展壮大。从不同的方向看，BIM 技术不仅仅是在建筑暖通工程设计和施工实践中能够有一定的应用，对于相关的其他产品也有着一定的促进发展的作用。在现代化城市发展过程中，建筑通暖工程的发展是与人们需求相符，因此暖通空调工程在现代化建筑中是一个较为重要的工程。在建筑设计过程中需要对暖通进行有效的合理的设计，在一定程度上能够让建筑施工过程中的各个环节提高效率。BIM 技术利用现代化手段，将设计数据可视化，同时能够将大量的信息进行采集与应用，引用特殊的手段对数据进行建模，以三维的形式呈现，能够将采集到的数据价值最大化，从而有效地提高整个工程的效率[2]。

2 暖通空调设计特点

2.1 数据集成性

数据在建筑设计中是十分重要的，运用BIM 在数据处理方面会有很大的改善。在传统的建筑设计中，数据集成是通暖空调设计周期最主要的决定因素，较短的设计周期能够与更大的变更可能性同时将数据的作用效果放大。因此在设计过程中引用BIM 技术能更能加快对数据的处理效率，缩短设计周期，从而提高整个工作效率。在现代持续发展过程中，应该将降低能耗、环境保护作为可持续发展的重心，因此对建筑通暖空调设计时应该将该理念作为设计时的重要影响因素，利用BIM 对数据进行建模，利用三维空间进行数据测试，减少能源在运行过程中的损耗，降低对环境的污染。在利用BIM数据运算时，能够对暖通空调的整体能耗、实时负荷有较为准确计算。这一方法能够在一定的程度上对传统的设计中不可预见的可能进行预判，综合管理与分析暖通空调，对促进系统与环境的协调发展具有重要作用[3]。

2.2 数据互通性

正常的暖通空调设计对建筑物的各方面数据要求十分严格，例如建筑物结构与热协调。在设计时必须将暖通空调的承载量设计在允许范围内。管道规划设计时，对于管道的结构承载强度与用电负荷程度需要有一个较为综合的分析，然后根据合理的数据对排水工程、建筑骨架、电气等进行相应的安排。在BIM 中这些过程都能够用相应的数据模型进行测试，能够使数据的利用率达到最大化[4]。

3 BIM 技术在暖通设计中的具体应用

3.1 建筑能耗分析

BIM 技术能够对各项数据进行真实模拟，能够对人们在日常中的真实耗能准确估计，在一定程度上对建筑暖通空调的设计有简化的作用。设计工程师能够借助BIM 技术更加快速精准地设计出合理的建筑暖通系统。在数字模型中建筑物的各项指标都是以数字的方式呈现，用可视化的形式将各阶段数据进行有效的测评，最后呈现出最合理的设计。能耗分析结果可以直观地用各种颜色图表表示，也可以导出到动画中，提高可读性。

3.2 风环境分析

在BIM 技术中各种可能对设计造成影响的因素都是可以通过不同的设置进行模拟的。也就是说，室外风环境也是可以进行仿真模拟的。利用BIM 技术的对室外风环境进行准确模拟，可以根据不同地区的风环境进行合理的设计。在设计之前能够通过BIM 对建筑外部的风流进行模拟，然后精确得到在不同单体建筑的外表面各项压力系数。同时在设计时可以通过这些有效的信息对建筑体室内的自然通风设计进行有效改善。借助这些信息，可以进一步指导建筑的自然通风设计。CFD 模拟软件还可以用来分析内部自然通风方式以及机械通风的气流分布是否合理。模拟建筑物所有外窗开启时自然风压形成的室内气流，预测建筑物室内自然通风，为建筑物功能布局和窗位设计提供合理建议，为内部通风系统提供节能策略。另外，通过确定风口布置、风口形式、风量等设计参数，设置模型计算参数，分析室内机械通风的气流分布情况，根据气流方向、速度和流量分布数据，分析通风空调方案的合理性和方案的优化比较。

3.3 声环境分析

将BIM 模型数据导入声环境模拟软件，模拟建筑声环境。这样的方式能够将建筑体实际的噪声分布情况有效模拟，在模拟过程中对设计的优化具有重要的意义，且这一准确的分析会比人工数据分析更加的科学准确。特别对于一些有高质量音质要求的地方，能够在设计时更好地规避设计漏洞，为设计提供最优方案，尽可能减少各种噪声对建筑的影响。例如剧院、演播厅等对噪声有特殊要求的地方，在模拟过程中对于室内各项会影响音效与音质的数值提供精确计算，从而确定有利于保证质量的设计，能够在一定程度上节约人工与时间成本。

4 建筑暖通工程对BIM 技术的引入

4.1 应用BIM 设计绘图进行实体组成结构的表达

建筑暖通工程采用BIM 技术选择方案设计主体。确定产品后，有必要结合物理结构建立管道模型的可视化图。三维信息模型可以反映各种机械设备的布置、管道尺寸和设置高度。例如，地源热泵房的设计、各层配水管道的设置、配水阀门的设置、进出口管道的走向等都可以通过三维信息模型反映出来，反映程度可以最接近建筑物的物理结构特征。

4.2 BIM 设计绘图的管线综合体现

建筑体的暖通工程会涉及到较多的管道施工，传统的设计方法通常是利用图纸绘画进行设计，会在施工时有一定的困难，导致图纸在设计时会有一定不合理的现象存在。但BIM 技术能够通过虚拟的三维空间弥补传统设计中的不足，能够在三维空间中实现虚拟施工，而且虚拟施工与实际情况很相似，因此能够在结合实际情况后对设计进行最优化。在BIM 技术中，施工人员可通过模型的细节对管道的交叉、转角等多个地方进行合理的预判，从而加快施工进度，提高图纸的利用效率，加快工程从设计到施工整个过程的整体效率。相关设计人员还可以根据自己的实际应用需要，选择任意模块结构的裁剪图，生成裁剪图，提高了工作的方便性。

5 BIM 技术在建筑暖通规划中的运用分析

5.1 BIM 绘图规划的管线归纳

与二维规划的区别在于，BIM 规划不是简单的管道定向布局，而是通过高度透视，在模型中直观地显示建筑暖通工程的管道区域，包括管道的插入、转角和相互接触，可以观察到。此外，BIM 规划模型是归纳式的，只有规划人员根据自己的需要任意选择剖面才能生成剖面。

5.2 BIM 技术绘图规划是选用产品库中的规划模型

建筑暖通空调规划采用二维图纸规划，其呈现方式的特殊性导致其通常是以投影的形式对作品进行展现，利用不同数值的等高线和制造块的形式显示对真实环境中的空调机组、水泵进行模拟。同时在BIM 技术发展过程中得到了各大厂家的支持。BIM 储存空间有较多的产品系数是可以在设计时直接利用的，可在BIM 的产品库中对产品进行挑选，有效地弥补传统设计中产品的估计缺陷。在实际的操作过程中利用BIM 的检索功能能够快速找到所需材料，避免设计中对现实情况考虑不足，导致整个生产周期变长的情况，保证在设计时对材料选择的准确，节约时间成本。

5.3 BIM 技术绘图规划经过实体组成来表达

BIM 技术是对建筑进行仿真模拟，因此在运用该技术时应该先选择实际的主体建筑，根据建筑各类数据的输入建立模型，再根据模型在各种仿真环境的模拟，进一步对建筑暖通空调的管道等进行设计与合理安排，因此在BIM 技术中需要有大量的数据作支撑，保证数据的准确性才能够保证模型的真实性。在BIM 的整体设计与规划中，前期需要有大量准确数据作支撑，建筑体、管道、自然环境数值等方方面面的数据都需要精准测量，以保证整个设计的准确性。

6 结语

在建筑通暖空调工程设计过程中引用BIM 技术能在一定程度上提高图纸的精确度，提高图纸的利用效率，有效节约人力、物力资源。在未来的发展趋势中，BIM 很可能成为暖通空调设计的重要环节，保证暖通空调设计，因为BIM 在设计中能够与城市的发展需求更加贴近，在实际操作过程中没有复杂的步骤。运用合理的科学技术，保证绿色生态发展，这一系列的发展都是对BIM 技术的肯定。利用BIM 技术在对建筑设施进行设计的同时能考虑周边实际环境，保证不对周边环境造成危害。当前建筑工程市场注重生态化和信息化，有这样的前提作为背景，BIM 能够在未来的发展中有多方面的应用，市场前景十分广阔。BIM 技术在暖通空调设计中的应用管理也是建筑工程未来发展的总趋势。