試析BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

靳 翔 宇

(山西省人防建筑設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030013)

試析BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

靳 翔 宇

(山西省人防建筑設(shè)計(jì)研究院,山西 太原 030013)

在開展暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠提升工程施工效率，對(duì)于增強(qiáng)施工質(zhì)量和延長(zhǎng)空調(diào)使用期限也有較大的作用,主要對(duì)BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

BIM技術(shù),暖通空調(diào)設(shè)計(jì),應(yīng)用

就一般的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)來(lái)說，在較多的方面都有比較廣泛的應(yīng)用。比如采暖、空氣和通風(fēng)等都需要應(yīng)用相關(guān)技術(shù)提升整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。暖通空調(diào)在我國(guó)的總耗能約占整體的15%，因此，在應(yīng)用相關(guān)技術(shù)開展空調(diào)設(shè)計(jì)的過程中，需要注重減少能源消耗，提升資源利用率。BIM技術(shù)就是針對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)優(yōu)化的一種建筑技術(shù)，其在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以提升空調(diào)的環(huán)保性能。不僅在空調(diào)設(shè)計(jì)本身上具有較大的作用，還能夠提升人們的生活質(zhì)量。

1 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)特征

1.1數(shù)據(jù)互用特征

在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中，首先需要明確相關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。由于在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，需要將建筑幾何與熱工進(jìn)行協(xié)調(diào)，然后對(duì)其負(fù)荷程度進(jìn)行測(cè)定，因此，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中，需要合理規(guī)劃管線，并且對(duì)建筑構(gòu)架進(jìn)行充分的考慮。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與安裝關(guān)系到電氣、給排水工程等，一旦設(shè)計(jì)不合理就會(huì)使得相關(guān)內(nèi)容的施工存在差錯(cuò)，影響整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。因此，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)就需要具有一定程度的數(shù)據(jù)共享性，將相關(guān)的建筑、設(shè)施及電氣等結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，從而滿足暖通空調(diào)的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要做好空調(diào)內(nèi)部設(shè)計(jì)工作，然后用格式交換的方式在信息輸出的過程中實(shí)現(xiàn)文件外部的信息共享。數(shù)據(jù)互用高效性的保證需要以信息輸出的格式為主，設(shè)計(jì)人員需要注重對(duì)信息輸出格式的轉(zhuǎn)換，使得暖通空調(diào)設(shè)計(jì)能夠符合建筑整體的設(shè)計(jì)。

1.2數(shù)據(jù)集成特征

設(shè)計(jì)決策周期對(duì)數(shù)據(jù)集成設(shè)計(jì)的影響較大，在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過程中，很可能會(huì)產(chǎn)生水變更，一旦工程決策周期較短，則變更的效果就會(huì)相應(yīng)擴(kuò)大。在當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展過程中，建筑市場(chǎng)已經(jīng)開始逐步開發(fā)能夠模擬建筑性能的軟件。主要是在開展實(shí)際建筑施工之前，就對(duì)能源的利用和環(huán)境污染狀況進(jìn)行一定程度的改善，因此就需要結(jié)合數(shù)據(jù)集成特征開展這項(xiàng)工作。在利用這個(gè)特征開發(fā)相關(guān)軟件的過程中，首先需要對(duì)節(jié)能軟件進(jìn)行一定程度的研發(fā)和利用，通過計(jì)算內(nèi)核將暖通空調(diào)的能源損耗進(jìn)行估算，同時(shí)還需要將其動(dòng)態(tài)負(fù)荷計(jì)算出來(lái)。在計(jì)算過程中需要節(jié)能大量的自然因素，比如風(fēng)、光、熱等，達(dá)到改善環(huán)境的目的。

2 BIM技術(shù)對(duì)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)影響

2.1冷熱源的影響

由于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)本身就需要進(jìn)行一定程度的冷熱配置，并且會(huì)影響裝置的冷熱效果，因此，在大型建筑內(nèi)安裝暖通空調(diào)的過程中，就會(huì)受到冷熱源的影響。在利用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中，就需要對(duì)建筑物進(jìn)行實(shí)地考察，確定內(nèi)部的冷熱源配置，這樣就能夠根據(jù)建筑物的特點(diǎn)合理布置暖通空調(diào)。冷熱源的影響也可以歸屬于季節(jié)影響，不同的季節(jié)對(duì)暖通空調(diào)的作用要求不同，當(dāng)季節(jié)變化時(shí)，暖通空調(diào)內(nèi)部構(gòu)件發(fā)揮的作用和對(duì)建筑的影響就會(huì)存在區(qū)別。

2.2對(duì)負(fù)荷的影響

空調(diào)在運(yùn)行過程中需要散發(fā)一定程度的熱度或冷氣，這是平常的制熱或者制冷，所以其會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的不同產(chǎn)生一定程度的熱負(fù)荷或冷負(fù)荷。因此，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中就需要應(yīng)用BIM技術(shù)計(jì)算出負(fù)荷的量，使得空調(diào)設(shè)計(jì)更符合實(shí)際。在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員需要明確在同一棟建筑中，空調(diào)的區(qū)域負(fù)荷量可能會(huì)存在一定的區(qū)別，這種區(qū)別需要根據(jù)建筑物的面積確定，使得負(fù)荷影響降到最低。

2.3對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響

雖然暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中還是需要考慮到技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響。暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方案需要根據(jù)不同的環(huán)境和運(yùn)作方式進(jìn)行選擇，這樣才能保證空調(diào)設(shè)計(jì)的高水準(zhǔn)，使得空調(diào)的運(yùn)行能夠符合實(shí)際環(huán)境。比如在設(shè)計(jì)餐廳暖通空調(diào)時(shí)，設(shè)計(jì)方案就需要以室內(nèi)風(fēng)的循環(huán)為主，滿足人流量對(duì)空調(diào)風(fēng)的需求，在設(shè)計(jì)宿舍暖通空調(diào)的過程中，就需要以分體空調(diào)設(shè)計(jì)為主。

3 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用

3.1科學(xué)采用

在應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中，首先需要根據(jù)建筑物的內(nèi)部環(huán)境和條件選擇合理的軟件，進(jìn)行合理的規(guī)劃，保證暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，這就是空調(diào)設(shè)計(jì)的科學(xué)采用。比如：在利用Magi—CAD軟件技能原理設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，就需要考慮其特殊性，這種原理的應(yīng)用需要由專業(yè)的高水平工程師進(jìn)行合理規(guī)劃。并且在規(guī)劃完全之后再由高水平的施工人員落到實(shí)處，完成相關(guān)操作，保證暖通空調(diào)運(yùn)行的有效性。在這項(xiàng)應(yīng)用過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要在利用BIM技術(shù)建立建筑信息模型軟件的設(shè)計(jì)前期，由專業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)操作，用Magi—CAD使得CAD與Revit效果能夠呈現(xiàn)出最佳效用，從而保證設(shè)計(jì)方案的有效性。

3.2工作范圍

BIM技術(shù)涉及到的專業(yè)知識(shí)和技能范圍與暖通空調(diào)存在一定的相同之處。在應(yīng)用BIM技術(shù)開展建筑工程設(shè)計(jì)施工的過程中需要將暖通空調(diào)設(shè)計(jì)在辦公樓和教學(xué)樓這兩大區(qū)域體現(xiàn)出來(lái)。由于不同的暖通空調(diào)方案對(duì)于不同區(qū)域的適應(yīng)性存在差異，因此，就需要合理劃分餐廳、圖書館等工程設(shè)計(jì)。在應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中需要結(jié)合換熱站和地源熱泵設(shè)計(jì)。值得一提的是，BIM技術(shù)中有較多的工作范圍可以針對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行專業(yè)化設(shè)計(jì)，這種技術(shù)采用的空調(diào)和供熱體系可以說非常適用于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中。

3.3BIM技術(shù)和二維設(shè)計(jì)的差異

我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平在不斷進(jìn)步，建筑工程相關(guān)內(nèi)容也處于飛躍狀態(tài)，BIM技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中能夠有效提升運(yùn)行效率和整體質(zhì)量。但是BIM技術(shù)與二維設(shè)計(jì)還存在一定的差異，從整體上來(lái)說，BIM技術(shù)比二維設(shè)計(jì)更加符合現(xiàn)代暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，這是我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。在應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中，主要是通過點(diǎn)、面結(jié)合的方式全面控制規(guī)劃體系，對(duì)整體系統(tǒng)起到全面的控制作用。而傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)則是利用線的組合，對(duì)暖通空調(diào)的某個(gè)方面進(jìn)行多元化的表達(dá)，但是并不能對(duì)系統(tǒng)整體起到較大的作用。

3.4展現(xiàn)管道內(nèi)的狀況

暖通空調(diào)管道內(nèi)的狀況能夠體現(xiàn)其運(yùn)行狀態(tài)，BIM技術(shù)就能夠直觀地體現(xiàn)管道中的狀況，這是應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的一大優(yōu)勢(shì)。BIM技術(shù)能夠?qū)ε照{(diào)設(shè)計(jì)的不同專業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)，使得所有管道能夠綜合起來(lái)。在BIM模型中就可以對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的管道情況進(jìn)行直觀的觀察，然后進(jìn)行整體考察，這樣能夠省去模型的繪制。因此，這種技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用比較人性化，能夠降低設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于后期施工進(jìn)度和質(zhì)量也可以進(jìn)行保障。

4 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)踐與體會(huì)

由于BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要是通過建立BIM模型完成的，因此在利用這項(xiàng)技術(shù)開展設(shè)計(jì)工作的過程中就能夠?qū)ζ溥M(jìn)行三維設(shè)計(jì)，使得空調(diào)能夠全面展現(xiàn)其實(shí)際內(nèi)觀和狀態(tài)。在應(yīng)用BIM技術(shù)的過程中，可以使得BIM技術(shù)融入到整體設(shè)計(jì)過程中，建立信息模型，使得暖通空調(diào)的所有信息、數(shù)據(jù)都能夠得以全面的展示。但是在建立信息模型的過程中，需要投入大量的資金，作為暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的啟動(dòng)資金，并且要由專業(yè)的技術(shù)人員參與工作。在應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的過程中，可以將電氣、暖通空調(diào)與給排水系統(tǒng)連接起來(lái)，通過信息模型的建立使得這些設(shè)備能夠完整地體現(xiàn)在三維模型之中，達(dá)到同步運(yùn)行的目的。不過，在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要對(duì)信息模型進(jìn)行深入了解，并且與技術(shù)人員進(jìn)行溝通，將BIM技術(shù)與暖通空調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行完整的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與實(shí)際技術(shù)操作的完整銜接。

5 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)主要是通過建立信息模型的方式呈現(xiàn)出暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容和細(xì)節(jié)，使得設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員能夠共同完成工作，保證工程設(shè)計(jì)的高效性。雖然在建立BIM模型的初期階段需要投入足夠的資金，但是就整體工作而言，還是能夠節(jié)省工程整體的成本，并且有效控制能源的消耗，使得暖通空調(diào)設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。

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AnalysisoftheapplicationofBIMtechnologyinHVACdesign

JinXiangyu

(ShanxiCivilDefenseBuildingDesignandResearchInstitute,Taiyuan030013,China)

In the process of HVAC design, the application of BIM technology can improve the construction efficiency, and it also plays an important role in enhancing the quality of construction and prolonging the service life of air conditioning. This article mainly carries on the brief analysis to the BIM technology in the HVAC design.

BIM technology, HVAC design, application

1009-6825(2017)28-0125-02

2017-07-26

靳翔宇(1990- )，男，助理工程師

TU712

A