BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

陳 密

杭州市城建開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司

BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

陳 密

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我國(guó)建筑能耗占社會(huì)總能耗的三分之一，尤其是建筑能耗中的空調(diào)系統(tǒng)能耗最為嚴(yán)重，所以對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并不斷的降低空調(diào)系統(tǒng)能耗是非常重要的。BIM技術(shù)作為新型技術(shù)，在各種領(lǐng)域得到了較為廣泛的運(yùn)用，而B(niǎo)IM技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，不僅能夠達(dá)到節(jié)能的目的，還可以使空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加便捷。文中主要針對(duì)BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)展開(kāi)研究，首先對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行概述，最后對(duì)BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，僅供參考。

BIM技術(shù)；空調(diào)系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)也就是所謂的建筑信息模型，主要就是通過(guò)對(duì)建筑項(xiàng)目中的每項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并以此為基礎(chǔ)，建立三維建筑模型，之后借助數(shù)字信息仿真來(lái)對(duì)建筑物中的全部信息進(jìn)行模擬。BIM技術(shù)能夠把建設(shè)方、承包方以及設(shè)計(jì)方等參與工程中的所有參與方放到同一平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)建筑信息模型共享，在一定程度上能夠達(dá)到建筑項(xiàng)目工程可視化以及精細(xì)化施工建設(shè)的目的。BIM技術(shù)具有多個(gè)方面的特征，主要有：（1）模擬性特征。BIM技術(shù)的模擬性功能，除了能夠?qū)?shí)際的建筑物進(jìn)行模擬之外，還可以模擬在現(xiàn)實(shí)生活中不可以進(jìn)行操作的事物。設(shè)計(jì)階段的BIM技術(shù)的運(yùn)用能夠?qū)υO(shè)計(jì)中需要進(jìn)行模擬的事物進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，比如，節(jié)能模擬、緊急輸送通道模擬等。不管是招標(biāo)階段還是施工階段都可以通過(guò)4D的方式，并結(jié)合施工組織設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行模擬，以此來(lái)對(duì)合理的施工方案進(jìn)行判定。不僅如此，在后期運(yùn)營(yíng)階段還可以對(duì)緊急情況進(jìn)行模擬。（2）優(yōu)化性特征。BIM技術(shù)的優(yōu)化型特征主要就是針對(duì)項(xiàng)目方案以及特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化處理，①項(xiàng)目方案的優(yōu)化。通過(guò)將項(xiàng)目設(shè)計(jì)與投資回報(bào)分析相互結(jié)合的方式，以設(shè)計(jì)變化為基準(zhǔn)，來(lái)對(duì)投資回報(bào)的影響進(jìn)行計(jì)算，這樣在眾多方案中有利于項(xiàng)目方案的選擇。②特殊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)優(yōu)化。特殊項(xiàng)目主要是指比較異形的設(shè)計(jì)，別不，裙樓、幕墻等，盡管這些特殊項(xiàng)目在整體比例中所占據(jù)的比例比較小，但是不管是在投資上還是工作量上都是比較大的，不僅如此，這些特殊項(xiàng)目也是建筑項(xiàng)目施工中的難點(diǎn)以及出現(xiàn)問(wèn)題最多的地方，所以對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行方案設(shè)計(jì)優(yōu)化是很有必要的。（3）一體化性特征。BIM技術(shù)的一體化性特征主要體現(xiàn)在不管是在設(shè)計(jì)階段還是施工階段，或者是后期的運(yùn)營(yíng)階段，都可以通過(guò)利用BIM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整體項(xiàng)目過(guò)程的一體化管理。

2 BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

2.1 空調(diào)系統(tǒng)前期階段的設(shè)計(jì)優(yōu)化

空調(diào)系統(tǒng)的前期階段主要指的是建筑設(shè)計(jì)階段，也就是說(shuō)，在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就需要對(duì)空調(diào)系統(tǒng)所涉及到的結(jié)構(gòu)能耗性能以及自然通風(fēng)等影響建筑能耗的各種因素進(jìn)行全面的考量，以此來(lái)建造出節(jié)能優(yōu)化的建筑，從而減少空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)荷載，也是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能效果提升的重要方法。在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)前的設(shè)計(jì)優(yōu)化主要分為四個(gè)步驟：（1）通過(guò)Revit軟件來(lái)對(duì)BIM模型進(jìn)行構(gòu)建；（2）對(duì)BIM模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；（3）利用Design?builder軟件來(lái)對(duì)建筑的性能進(jìn)行全面的分析；（4）將優(yōu)化之后的最終效果反饋到Revit中，以便對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。

2.2 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化

在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要按照從淺至深以及逐步細(xì)化的準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)?？照{(diào)系統(tǒng)的最初設(shè)計(jì)方案的合理與否將會(huì)對(duì)整體設(shè)計(jì)過(guò)程產(chǎn)生直接的影響，所以保證其方案的合理性，不僅能夠提升設(shè)計(jì)的效率，還是對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化的前提條件。就目前而言，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定主要是依照空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及應(yīng)用的場(chǎng)所來(lái)進(jìn)行確定，以此來(lái)選擇出更加合適的設(shè)計(jì)方案。但是這種方案確定的方法具有非常強(qiáng)的理論性，倘若采用這種方法來(lái)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定的話(huà)，會(huì)與實(shí)際的情況有所差距。

BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案主要是通過(guò)對(duì)Revit軟件中的建筑BIM模型加以利用，并在Designbuilder軟件直接導(dǎo)入模型，這樣不僅能夠減少模型分析的時(shí)間，還可以省略二次建模，有利于分析效率的提升，不僅如此，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM模型的充分運(yùn)用，進(jìn)而對(duì)BIM的應(yīng)用空間進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化過(guò)程主要分為四步，分別是：（1）對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的方案進(jìn)行制定；（2）對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備與運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；（3）對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行模擬；（4）對(duì)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析比較，并反饋。

2.3 空調(diào)系統(tǒng)CFD的優(yōu)化

空調(diào)系統(tǒng)不僅對(duì)室外的環(huán)境變化有著直接的關(guān)聯(lián)，還與室外的天氣變化緊密相連，因此就會(huì)導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)外部的設(shè)備性能會(huì)受到室外氣象參數(shù)變化的影響，而室內(nèi)末端風(fēng)口等分布的不同也會(huì)對(duì)室內(nèi)氣流組織以及舒適性產(chǎn)生一定的影響。通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中建筑室外與室內(nèi)CFD進(jìn)行模擬，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備優(yōu)化布置上有著一定的促進(jìn)作用。CFD主要是利用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)流體的流動(dòng)性質(zhì)進(jìn)行分析，先對(duì)空間內(nèi)氣流的數(shù)值模型進(jìn)行構(gòu)建，之后對(duì)室內(nèi)各位置的參數(shù)與邊界條件進(jìn)行定義，進(jìn)而對(duì)室內(nèi)的溫度以及速度的分布狀況進(jìn)行模擬，這樣能夠直觀的對(duì)模擬的最終效果進(jìn)行顯示。

2.4 空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)BIM集成

在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的分析數(shù)據(jù)，因此這些數(shù)據(jù)也應(yīng)得到充分的利用。把建筑中的全部分析數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并存在BIM分析數(shù)據(jù)庫(kù)中，之后和BIM模型相互關(guān)聯(lián)，使其成為BIM模型中的一部分，進(jìn)而為各階段的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化會(huì)獲得各種建筑能耗的分析結(jié)果，之后再把這些分析結(jié)果導(dǎo)出，形成IDF數(shù)據(jù)格式、word文本形式與能耗分析圖表。在對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中的CFD進(jìn)行模擬的過(guò)程中，不僅獲得了室內(nèi)外空間的CFD分析模型，還取得了關(guān)于溫度以及速度的云圖結(jié)果，所以可以把CFD網(wǎng)絡(luò)分析模型進(jìn)行導(dǎo)出，以便為其他階段的模擬進(jìn)行參考與分析，除此之外，還要導(dǎo)出每個(gè)房間的CFD云圖結(jié)果，并與BIM模型中的每個(gè)相對(duì)應(yīng)的房間進(jìn)行連接。這些有效的分析數(shù)據(jù)便匯集成了BIM分析數(shù)據(jù)庫(kù)，并且進(jìn)行了不斷的共享與擴(kuò)展，使BIM模型的信息數(shù)據(jù)量更加的豐富與詳細(xì)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并對(duì)空調(diào)系統(tǒng)前期的設(shè)計(jì)優(yōu)化、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化、空調(diào)系統(tǒng)CFD模擬以及空調(diào)系統(tǒng)BIM集成這四個(gè)優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行全面的分析，進(jìn)而為BIM技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了建筑的節(jié)能。

[1]劉銅浩.淺談BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].工程技術(shù):全文版,2017(1):00257～00257.

[2]周云凱.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用初探[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2015(23).

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.058