暖通BIM技術(shù)的有效運(yùn)用研究

王玉峰+吳剛

【摘要】隨著暖通空調(diào)的普及應(yīng)用與發(fā)展，BIM技術(shù)在暖通空調(diào)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以實(shí)際工程為例，通過科學(xué)的理論研究，對空調(diào)負(fù)荷的進(jìn)行計(jì)算，通過冷熱源設(shè)計(jì)，簡要闡述了暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)方法，對BIM設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào) BIM技術(shù) 應(yīng)用

BIM即建筑信息模型，是一種以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的，集成了建筑工程項(xiàng)目各種信息的工程數(shù)據(jù)模型。進(jìn)入到21世紀(jì)起，大批的BIM技術(shù)得到了應(yīng)用和推廣并實(shí)現(xiàn)了一定的突破，大量的BIM技術(shù)得到了發(fā)展。BIM技術(shù)拋棄了傳統(tǒng)的模式，逐漸向著4D計(jì)劃及動態(tài)模擬，以及5D造價(jià)管理發(fā)展。在本文中以暖通空調(diào)為例，探究暖通BIM技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮BIM技術(shù)的優(yōu)勢，提升工作效率，為暖通設(shè)計(jì)提供便利和新的思路。

一、工程概括

以北京四中長陽校區(qū)為例，在運(yùn)用BIM技術(shù)過程中將BIM技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。此校區(qū)的建筑面積有55484m2 ，功能包含教學(xué)、辦公、宿舍及相關(guān)配套設(shè)施。在此建筑中，建筑類別分為多層民用公共建筑，地上5層，局部地下1層，建筑高度24m。

二、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的負(fù)荷計(jì)算和方案

目前比較通用的負(fù)荷計(jì)算是通過DeST能耗計(jì)算軟件計(jì)算出來的，計(jì)算內(nèi)容是通過計(jì)算全年冷熱負(fù)荷來計(jì)算得出空調(diào)供暖的有關(guān)負(fù)荷以及熱水設(shè)計(jì)的負(fù)荷數(shù)值。計(jì)算求得禮堂餐廳的供冷負(fù)荷為560kw，供熱負(fù)荷522kw。教學(xué)樓供冷負(fù)荷為1250kw，供熱符合為1481kw。宿舍供熱為負(fù)荷287kw，廚房供熱負(fù)荷為560kw，生活熱水所需負(fù)荷為145.6kw。

設(shè)計(jì)采用地源熱泵系統(tǒng)作為空調(diào)冷熱源，在地下一層的冷熱源機(jī)房中，配有兩臺地?zé)嵩幢脵C(jī)組，單臺額定制冷量為289kw，制冷熱量288kw。制冷情況下的冷水供回水溫度為7℃/12℃，水源側(cè)溫度為30℃/35℃。在制熱情況下，熱水供回水的溫度在45℃/41℃，水源測溫度為7℃/3℃。并在建筑物旁邊的操場上，使用150個(gè)U型的地埋管換熱孔，間隔設(shè)置為4m，孔深為120m。計(jì)算求得全年累計(jì)的釋放冷量在150414kw.h，釋放熱量為151547kw.h。

設(shè)置在教師、辦公室和宿舍的供熱為：利用供回水經(jīng)過換熱器之后二次供水換熱，在宿舍上方還備有太陽能熱水器進(jìn)行供熱。供冷情況主要有多臺聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供冷。

在辦公室和會議室設(shè)計(jì)了空調(diào)供暖措施，空調(diào)設(shè)計(jì)為多聯(lián)系空調(diào)和散熱器供暖，宿舍的空調(diào)供暖主要采用散熱器供暖，并增加預(yù)留分體空調(diào)。學(xué)校大禮堂的空調(diào)設(shè)計(jì)采用定風(fēng)量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)提供，一般在過渡季和應(yīng)急時(shí)啟動，空調(diào)系統(tǒng)能夠使得70%的新風(fēng)得到運(yùn)行。針對小操場的空調(diào)設(shè)計(jì)為多用定風(fēng)量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)，底板輻射值班供暖。食堂餐廳設(shè)計(jì)為風(fēng)機(jī)盤管和循環(huán)風(fēng)空調(diào)結(jié)合的方式，并加新風(fēng)系統(tǒng)。

三、暖通BIM技術(shù)的運(yùn)用

應(yīng)用BIM到暖通空調(diào)設(shè)計(jì)當(dāng)中一般會用到MagiCAD軟件，這是一種專業(yè)的工程設(shè)計(jì)軟件，尤其是在機(jī)電專業(yè)人才中通用。設(shè)計(jì)教師及食堂和機(jī)電管道時(shí)，主要應(yīng)用BIM技術(shù)在換熱站和地源熱泵以及空調(diào)系統(tǒng)上的應(yīng)用。實(shí)際當(dāng)中使用BIM，主要針對建模和管線綜合，最終得到一個(gè)BIM專業(yè)模型。

（1）BIM技術(shù)是不同于二維設(shè)計(jì)的，二維設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用大量的線進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過線條的組合和疊加來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。而應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，成品是由產(chǎn)品和各種管道進(jìn)行建模的，能夠得到一整套的系統(tǒng)連接，這種方式得到的成品更能夠科學(xué)呈現(xiàn)暖通系統(tǒng)。一般來說，空調(diào)水管的支管安裝和連接最能夠體現(xiàn)出BIM設(shè)計(jì)的典型性。

（2）在制圖效率上，由于BIM設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用的都是產(chǎn)品和管道，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)人員的要求進(jìn)行，并完整地輸入管徑信息和尺寸信息。但是當(dāng)前由于設(shè)計(jì)人員并不是能夠充分的使用和熟練應(yīng)用BIM技術(shù)，而BIM軟件的設(shè)計(jì)工作量十分龐大，這就使得BIM制圖效率并不高。

（3）應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作量更多的集中在軟件查找和分析，現(xiàn)在產(chǎn)品庫中挑選合適的設(shè)備模型，再安裝到模型當(dāng)中。這就意味著一個(gè)豐富的產(chǎn)品庫可以為設(shè)計(jì)人員提供很大的便利。在這里尤其需要說明的一點(diǎn)是在產(chǎn)品庫當(dāng)中的模型，都是受到廠家支持的，這些產(chǎn)品的尺寸和性能等參數(shù)都是受到廠家支持和保護(hù)的，而這些數(shù)據(jù)內(nèi)容也恰恰是BIM模型中的重點(diǎn)內(nèi)容。

一般來說，設(shè)計(jì)人員選定產(chǎn)品后，通過產(chǎn)品制作器進(jìn)行自定義得到新的產(chǎn)品，加入到產(chǎn)品庫當(dāng)中，會成為BIM設(shè)計(jì)中的重要產(chǎn)品來源。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品時(shí)，通常是先復(fù)制一個(gè)既有尺寸的模型，然后進(jìn)行編輯修改，最終得到新的產(chǎn)品。然后再通過項(xiàng)目管理文件建立該產(chǎn)品的各項(xiàng)信息，最終得到新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。

（4）就專業(yè)協(xié)作來說，二維設(shè)計(jì)的專業(yè)協(xié)作主要是通過平面圖、剖面圖來實(shí)現(xiàn)，這就意味著設(shè)計(jì)人員需要具有一定的相關(guān)專業(yè)知識，才能夠冥想出所需構(gòu)建的形狀、位置，才能夠意識到專業(yè)間可能出現(xiàn)的沖突和影響。但是當(dāng)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)不夠時(shí)就容易在碰到復(fù)雜的建筑形體時(shí)而產(chǎn)生錯(cuò)誤，專業(yè)性協(xié)作出現(xiàn)誤差。

就BIM設(shè)計(jì)來說，其專業(yè)協(xié)作主要是通過三維信息來實(shí)現(xiàn)，構(gòu)件的表現(xiàn)形式比較直觀，錯(cuò)誤率大大降低。通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，相互協(xié)作、實(shí)時(shí)查詢、定期溝通就能夠使得專業(yè)協(xié)作變得更加順暢。

（5）由于BIM的直觀性，使得BIM設(shè)計(jì)的管線綜合能夠一目了然，清晰呈現(xiàn)。除此之外還能夠隨意選取剖面圖，很輕松地就生成剖面圖。在該設(shè)計(jì)結(jié)果當(dāng)中，暖通空調(diào)設(shè)備、管道的材質(zhì)和熱工性能等參數(shù)在打開三維模型后就能夠辨識清楚，效果直觀，非常形象。

四、結(jié)語

BIM就是具有可視化、信息化的有點(diǎn)，對于提升設(shè)計(jì)人員的工作效率，減少錯(cuò)誤，節(jié)約成本具有重要的意義。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，主動探索BIM設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，研究和尋找BIM設(shè)計(jì)的方法和體系，爭取早點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對BIM技術(shù)的熟練應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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