BIM技术在暖通空调施工中的应用探讨

文／王硕 中国中元国际工程有限公司 北京 100089

引言：

现代社会高速发展之下，建筑工程领域高速发展，对于暖通空调系统要求逐步的提高，加强设计研究，让可持续发展理念应用到其中，在设计环节就要将环保理念应用到其中，从而可以解决我国的能源危机。在暖通空调施工中，应用BIM技术后，可以提升水平，建设完善的信息化模型，可以充分的利用项目内各项信息资源，让各个单位都能够积极的配合，减少能源的损耗，促进设计水平的提升，产生较高的经济效益与社会效益，为建筑领域发展奠定基础。科学技术的高速发展，BIM技术不断开发和成熟，在暖通空调设计中有着重要作用，分析各项技术参数，提升设计水平，为现代建筑工程建设施工奠定基础。

1、BIM技术的相关概念

BIM技术实际是对建筑信息模型（BuildingInformatio nModeling）或建筑信息管理（BuildingInformationMan agement）的简称，该技术需要将各项信息数据进行仿真模拟，建设三维模型，所以被大量的应用到设计、施工以及管理环节中，形成完善的模型信息数据库，让建筑企业通过数字化、信息化技术可以充分利用各项数据，达到协调管理的要求，保证资源和信息顺利共享，降低项目成本。应用BIM技术后，可以保证信息数据的完整性、关联性和一致性，协调各项数据信息，保证建筑工程的质量和效率，规避风险问题。建筑工程设计环节，通过合理的应用BIM技术，通过建设三维模型，能够直观的了解项目的具体情况，更加的真实、准确。利用二次渲染技术的应用，可以提高三维渲染效果，应用更加的普遍，让每个人都能够了解方案的具体情况，为项目顺利的设计和施工起到积极的作用。通过使用BIM技术建设完善的信息化数据库，可以保证工程量数据计算更加的准确，还能够减少人们的工作量，促进资源利用率的提升。此外，建筑工程的数据信息量巨大，涉及的单位也比较多，必须实现整合与分析，才能更好的提高设计水平，消除各种存在的安全隐患问题，施工顺利进行，避免发生返工、整改等问题，保障项目经济效益。

2、暖通空调设计的特点分析

2.1 数据方面的互通性

暖通空调系统设计中，必须保证热工、建筑基础能够达到协调性的要求，保证负荷计算更加的准确，所以在管线规划设计中，要结合建筑给排水工程，建设整体的结构系统，还要预留足够的空间，达到电气负荷的标准要求，也会满足承载性能的要求，保证数据合理沟通与交流，保证建筑、设施、电气与结构信息，达到共享和应用的要求。

2.2 BIM数据有一定的集成性

数据集成设计中，要做好决策周期设计的重点，如果在决策中设计周期较短，设计后变更情况较少，可以充分的改善环境污染、能源消耗的问题，所以很多人研究出模拟的软件，这些软件的设计和研究主要是以暖通设计软件为基础，确保合理的开发和使用。比如，在节能软件设计中，其中包含计算内核软件，作用就是对整个建筑粘度内能源损耗做好记录，及时进行动态负荷的调节，促进计算效率的提高，同时融入了Dest先进计算方法，同时利用数据集中的作用，根据光、节能、热、设备、风等要素，了解环境污染的问题，实现环境损耗的优化，切实提升暖通空调系统设计和应用效果，保证建筑功能性。

3、暖通空调施工中BIM技术应用的重要性

暖通空调施工中BIM技术就有非常重要的意义和价值，通过使用该技术，使得传统的二维设计转化为三维可视化设计，构件立体化模型，直接出具二维设计图纸，系统内各个部分都是相互关联的，使得暖通空调设计更具先进性，提高设计水平和效果。较之二维设计方案对比来说，使用先进技术构造出三维仿真模型，提高设计水平和质量，有效的消除缺陷和问题，提高设计效果，促进设计水平的全面提升。通过应用BIM三维信息化模型，准确掌握施工进度、空调设备参数、材料功能等相关的信息，从而提高管理水平，保证现场施工顺利的开展。应用BIM技术开展暖通空调的三维模型设计，保证电气、给排水、基础结构等施工相互配合，都符合相应时效的要求，从而可以缩短项目建设实现与成本。通过合理的应用BIM技术，保证暖通空调系统建设更加的顺畅，直观的反映出设计的效果，一旦系统设计存在任何问题，都要及时展开调整和控制，消除设计中存在的问题，促进项目建设的有序展开。同时暖通空调系统内，发挥出BIM技术的作用，各个部分的施工管理顺利进行，有效协调各个部分的关系，全面提升施工效果，让工程建设更加顺畅的实施。

4、暖通空调施工中BIM技术和传统二维设计区别

第一，拿传统暖通空调二维设计方案来说，应用BIM技术之后，设计的效率提高非常的明显。传统暖通管线设计主要是利用管线颜色以及一些标注来区分，对于设备和管线的交汇情况有大致的了解。应用BIM技术后，暖通空调工程的施工变得更加的顺畅，各个单位和人员都能够充分了解施工方式和进度，保证管线系统充分整合与管理，对于整个施工过程进行全面的管控。

第二，BIM技术和传统二维设计的表达方式不同。传统二维设计采用的是堆叠与构建的方法，通过二维投影把管线、设备直接通过技术参数表达出来。而应用BIM技术之后，通过精确数据信息建立三维模型，反映出管线、设备以及基础等各个部分的关系，工作效率和质量都得到提升，缩短设计的时间。工作人员能够直观的通过三维模型展开现场的施工，切实提升现场管理水平；工程管理者通过BIM模型快速掌握施工进度，为后续施工计划的制定提供基础。传统二维设计主要是线条方式表现设计方案，对于复杂结构来说，有着很高的局限性，而BIM技术则通过点、线、面全部结合的方法进行设计，对于管线和设备模型进行建设，确定各个部分的尺寸，提高设计水平。

第三，传统二维设计方式是图块的绘制，而BIM技术则直接建设三维模型，通过模型内直观的反映出设备和管线的连接，各个结构部位的尺寸更加的精确，随时掌握各个部分之间的构成关系，从而使得安装施工变得更加顺利进行。此外，通过BIM模型能够快速出具相关的技术文件和系统，每个人都能够了解设计理念和方案，从而保证施工顺利实施。

总之，BIM技术的三维模型设计，比传统二维设计有很大的差异，满足当前设计的需要，提高设计水平，有效的指导现场的施工，促进设计水平和质量的全面提升。

5、暖通空调施工中BIM技术的应用

5.1 应用流程

暖通空调领域内，BIM技术有着明显的优势，比传统二维设计效果更好。但是具体的应用，要明确应用流程，保证该技术可以充分的利用。

（1）首先需要在原建筑结构的3D模型中分析建筑结构的功能，落实可持续发展的设计，其主要是通过内部集成分析的方式实现能耗分析，对于整个系统负载值评估和分析，保证设计人员可以更加顺利的进行，提高结构设计效果和水平。

（2）风管系统建模。根据设计方案的需要，建设具备机械功能的HAVC系统库，构建三维模型，将通风管网和管道设置都能够表现处理。通过BIM技术的优势就是可以随时做出修改和调整，数据库内的模型视图能够自动化协调和变更，这样就表示各个建筑物构建软件，比如天正、鲁班等。按照工业化标准要求，对于尺寸标注与管道压力损失进行计算分析，保证结构设计更加的准确。风管的尺寸较大，在建筑中占据空间较大，新风管通常还会延伸到建筑体外，和建筑结构发生碰撞的情况，所以需要通过BIM技术解决处理。

（3）水系统和管道建筑。根据冷、热负荷报告建设供暖系统库，对于热水管网及管道模型建设。和市政管网接入，到地下室出口，水系统管道长度较大，内部组成也比较繁琐，容易发生交叉、碰撞的情况，通过使用Revit MEP软件进行尺寸的标记，保证设计的精确性，高度和长度都会有效控制。

（4）对于各个管道、设备的参数进行复核，检查管道是否存在碰撞的情况，检测管道净高尺寸，核算空间尺寸。按照各个方面复核检测的数据，如果存在碰撞的情况，能够及时做出改正，最终可以绘制出BIM综合图。

（5）暖通空调的设计中，实现数据汇总极为重要，与给排水、电气等专业实时信息沟通，实现信息共享和应用，促进交流与合作，达到协同设计的要求，最终构建出完善的设计系统，为项目顺利建设奠定基础。

5.2 协调空调施工各方面

在工程建设中，暖通空调系统具备较高的复杂性、综合性，针对于机电方面的设计主要是强弱电、排水、暖通、消防等部分。在工程系统内，机电设备的数量是非常多的，负荷量比较大，通过应用BIM技术之后，建设三维模型，可以快速掌握相关的数据信息，实现可视化、信息化的应用，有效的提升暖通空调系统的效率和质量，让设计、施工、运维管理都能够顺利的实施，促进各个专业协调管控。暖通空调系统是建筑工程不可或缺的组成部分，其是保证人们生活质量的关键，只有合理的应用BIM技术实现模型的构建，才能快速获取相关的数据信息，让各个部分都能够有效的控制，促进总体设计和施工水平的提升。在暖通空调系统内，保证BIM技术可以充分的利用，及时查找相关的信息库，快速、准确的获取相关的信息，各个部门有效协调使用，从而可以减少信息交换，缩短工作时间，促进工作效率和质量的有效提升。

5.3 优化暖通空调施工流程

应用BIM技术之后构建三维模型，但是因为BIM制图的体量巨大，很多非标部分的连接绘制都不统一，所以使得绘图效率比较低。建筑设计作业流程中，很多都是在二维设计软件中进行的，如果不能转变工作模式，会导致暖通空调施工效率和质量无法满足要求。因此，应用BIM技术之后，要重视流程方面的变化。一是合理分配时间。通过使用BIM技术后，可以保证暖通空调系统与其他专业相互协调使用，让设计更具深度，特别是初步设计环节，必须保证各个专业相互沟通与协调，才能保证设计方案的质量满足要求。二是保证各个流程得到协调和控制。通过使用BIM技术进行三维信息模型建设，保证信息数据沟通和使用，保证各项工作顺利的进行，提高效率和水平。

5.4 提高效率，降低工程建设成本

BIM技术应用到暖通空调系统内，大幅提升建筑节能效果，对于建筑工程领域的可持续发展存在重要的意义。通过三维信息模型的可视化、信息化特性，让暖通空调系统各个环节的施工都能够顺利的实施，促进工作效率的全面提升，还能够保证资源不会浪费，减少项目成本。通过使用BIM技术构建三维信息化模型，和运维软件联系起来。在空调系统投入运营的过程中，建筑工程企业作业人员要让项目稳定的运行，保证系统处于最佳运行状态，保证暖通空调系统的节能性。在现场安装作业中，使用的材料、设备数量非常多，保证调运以及安装施工顺利的进行。除此之外，工程管理人员还必须落实现场施工质量管理和控制工作，保证项目建设处于管控范围内，各项工作顺利的进行，对于运行总体效果提升奠定基础。

5.5 BIM技术对冷热源的设计分析

现代社会高速发展之下，城市化发展速度加快，很多建筑都开始设置暖通空调系统，保证BIM技术合理使用，根据需要进行建筑空间区域的划分，保证冷热源有效的配置。结合不同地区的条件，选择合适的设计方案。比如学校的宿舍中，冷热源设置环节，必须考虑到季节温度的变化，如果是夏季，通过选择使用联机空调进行冷负荷的处理；如果是冬季，环境温度较低，采取联机空调制热方法效果并不好，此时联合锅炉设备同时使用。通过整合供给的情况，供水温度的差异明显，其可以通过使用热转化设备，从而满足使用的需要。根据系统运行的需要，了解到各个部分的运行情况，联合多种能源形式，比如太阳能等，可再生资源的合理开发和利用，促进工作效率的提升，保证室内空间环境的改善。

5.6 分析对负荷的计算

在暖通空调系统的运行中，系统内存在冷热负荷的情况，在负荷计算环节，要使用多种专业化的软件进行处理，比如应用Dest软件的核算功能，快速的确定建筑物内负荷参数，了解各个部分的负荷参数。经过计算后发现，有些空间内负荷量较大，有些区域则负荷比较低，这就需要根据不同区域的负荷大小，选择合适的设计方案，保证系统运行效果，提高提高建筑内部空间的舒适度有重要的作用。

6、BIM技术的实践探索

以某建筑项目为案例进行分析，其建筑总面积为21.7万㎡，设计有地下4层、裙房4层、两座塔楼，层数为6-23层，总高度为100m，属于大型综合体的建筑项目，也是当地受到BIM技术应用的示范项目。本次建筑项目中，机电专业包含的内容较多，比如强弱电、给排水、暖通、消防、燃气等，其暖通系统采用的是中央空调设计方案。项目内设备数量较多，设计与核算工作量大、难度高。从暖通专业来说，前期需水利计算的风机有664台、空调机组354台，所以数据计算工作难度非常高。该工程量巨大，图纸设计复杂，参数核算量大，需要协调各个专业的关系，才能实现资源优化配置，保证系统可以稳定的运行。应用BIM技术对该项目进行设计与管理，是当地建筑领域重要的突破，对于建筑领域的引领和发展产生积极的作用。通过使用BIM技术后，发现其有如下优势：其一，全面性。利用BIM建设实现各个专业集合应用，在设计、施工、运维各个环节都能够发挥出应有的作用。其二，严格落实现场管理。其三，数据共享，设计有深度、广度。其四，直观性、立体性，保证各个专业协调控制，达到集成化应用。

在BIM技术应用中，首先根据设计目标建模；其次根据模型布设机电综合管网；再次进行模型拓展应用；最后建设运维管理平台，提高系统运行效果。暖通空调系统的设计中，利用初期建模设计，联合综合机电管网的同时设计使用。经过分析发现，本次工程项目在设计环节，三维模型中建设有设备产品库，设计效果良好，还能够进行参数负荷、管道碰撞检查、设备通道校核等，各方数据整合与应用，消除一切可能存在的问题，从而实现协同化设计，让项目更加顺利的运行。

在本次建筑项目中，暖通系统选择的是中央空调系统，首先要做好专业之间协调合作。设计计算负荷环节，对于建筑内部空间的几何参数有充分的了解，还要掌握围护结构；选择合适的设备，管网设计符合要求，考虑到能耗方面，确定设计方案；管网布设完成后，和其他专业提供的设计方案进行合理调整，确定是否存在碰撞问题；设备、构件的类型比较多，要利用Revit软件进行多层次设计。但是经过分析发现，BIM技术还有一定的不足：其一，平台有局限性。BIM软件对计算机配置要求较高，目前很多企业这方面投入不足。其二，软件表达不够全面，尤其是构件数据库不完善，无法达到多样化的要求。其三，BIM技术研究分散，难以实现建筑全寿命周期的应用。通过使用BIM技术拓展应用，其可以安装模拟分析，机房标准化建设，异形件预制等，还能够做好成本与质量管理。虽然BIM技术应用优势明显，但是我们也要认识到该技术的不足，必须结合实际情况，做出改进和调整，比如建设统一平台框架系统，开发出集成化的软件，整合各个部分功能，提出优化功能。

结语：

综上所述，BIM技术应用到暖通空调施工中，有着非常明显的优势，也是现代科学技术发展之下的必然结果。通过BIM技术的合理开发和利用，促进建筑设计水平的提升，降低项目运行成本，降低材料损耗，实现协调和运行，建设三维模型，对于工程领域实现革命性的改革。暖通设计中，充分的发挥出BIM技术的优势，实现各方面功能的集合与应用，让整个建筑的信息都融入到模型，达到一体化功能设计的要求。此外，暖通设计环节，建设BIM模型后，各个专业的技术人员通过模型进行交流，提出可能存在的问题，消除不利因素和影响，让设计方案更具科学性，为现场施工顺利提供基础，还能够应用运维管理环节，使得暖通空调系统全寿命周期内处于管控范围内，对提高建筑工程总体水平有积极意义。