暖通空調(diào)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

宋宏偉

摘 要：于暖通空調(diào)行業(yè)來(lái)講，如何將BIM技術(shù)充分融入且應(yīng)用于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，進(jìn)而將BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)顯得尤為重要。為此，本文在充分了解BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討，以期為暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；應(yīng)用價(jià)值；BIM技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）15-0117-02

作為建筑業(yè)的重要組成部分暖通空調(diào)工程建設(shè)是否合理，對(duì)建筑行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展意義重大。新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，應(yīng)加大暖通空調(diào)設(shè)計(jì)研究力度，發(fā)展節(jié)能建筑工程，始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀念，構(gòu)建和諧建筑體系，只有這樣才能推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展，才能緩解我國(guó)能源危機(jī)。將BIM軟件應(yīng)用于暖通空調(diào)工程建設(shè)項(xiàng)目，能夠通過(guò)建筑信息模型的建立，充分整合工程項(xiàng)目所有階段的信息，推進(jìn)參建各方的積極配合，最大限度降低能源消耗，提高節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)暖通空調(diào)行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

1 BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

BIM是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，英文名為Building Information Modeling，其建?；A(chǔ)為建筑工程項(xiàng)目的所有相關(guān)信息數(shù)據(jù)，利用數(shù)字信息進(jìn)行建筑物自身所存有的真實(shí)信息的仿真模擬。BIM不僅僅是簡(jiǎn)單地集成數(shù)字信息，而是一種數(shù)字信息的合理應(yīng)用，目前可在設(shè)計(jì)、建造及管理等方面得以應(yīng)用。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，可顯著提升工作效率，降低風(fēng)險(xiǎn)。其應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）三維渲染，宣傳展示。通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)三維渲染，進(jìn)而增強(qiáng)視覺(jué)沖擊感，增加真實(shí)性。同時(shí)其也可作為二次渲染開(kāi)發(fā)的模型基礎(chǔ)，進(jìn)一步提升三維渲染的成效，使得宣傳介紹更為直觀化。（2）快速算量，精度提高。通過(guò)建立BIM數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)工程量進(jìn)行準(zhǔn)確、迅速地計(jì)算，進(jìn)而達(dá)到工程預(yù)算精準(zhǔn)度提高的作用。（3）計(jì)劃精準(zhǔn)，避免浪費(fèi)。目前精細(xì)化管理實(shí)施難度大的主要原因在于工程數(shù)據(jù)量過(guò)大，無(wú)法給予計(jì)劃數(shù)據(jù)支持，導(dǎo)致經(jīng)驗(yàn)主義居多。BIM的應(yīng)用，可為工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取提供便利。能夠最大限度降低資源等浪費(fèi)行為的產(chǎn)生。（4）虛擬施工，便于協(xié)同。虛擬施工可通過(guò)三維可視化+時(shí)間維度實(shí)現(xiàn)。通過(guò)該方式可實(shí)時(shí)分析對(duì)比施工計(jì)劃和實(shí)際施工進(jìn)度，并便于協(xié)調(diào)，幫助施工各方及時(shí)、直觀地了解工程項(xiàng)目建設(shè)中存在的問(wèn)題。同時(shí)，BIM技術(shù)與施工方案、施工模擬等相結(jié)合，可有效提升工程質(zhì)量及安全，避免返工、修整等問(wèn)題頻發(fā)。

2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

某工程建筑面積為55484m2，為多層公共建筑。地上共5層，部分位置存地下1層，24m為建筑高度。地上功能為餐廳、辦公、住宿等，地下為停車(chē)、機(jī)房等。為更好地分析該建筑物供冷、供熱情況，決定對(duì)其暖通空調(diào)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

2.1 負(fù)荷計(jì)算

選取DeST能耗計(jì)算軟件進(jìn)行該工程整年空調(diào)冷熱負(fù)荷的準(zhǔn)確計(jì)算，具體如表1所示。

2.2 冷熱源設(shè)計(jì)

（1）餐廳等空調(diào)冷熱源選用地源熱泵系統(tǒng)。將2臺(tái)地源熱泵機(jī)組安設(shè)到地下一層冷熱源機(jī)房，289kw為單臺(tái)額定制冷量，288kw為其制熱量。制冷、制熱工況下實(shí)際情況如表2所示。

選取豎直雙U形作為地埋管換熱孔，144個(gè)為其數(shù)量總數(shù)，5m為其間距，120m為孔深。可在地面下埋設(shè)地埋管換熱孔。整年累計(jì)釋冷量、釋熱量分別為每小時(shí)132484kw、133613kw，0.99為土壤冷熱平衡比。

（2）辦公、住宿等區(qū)域供暖選取區(qū)域鍋爐房進(jìn)行一次熱水提供，待換熱器換熱之后，可進(jìn)行二次熱水提供。供冷時(shí)由多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)冷負(fù)荷。本工程空調(diào)供暖具體方案如表3所示。

3 暖通空調(diào)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用

3.1 選擇BIM軟件及工作范圍

Revit與CAD是MagiCAD軟件的兩個(gè)研發(fā)平臺(tái)，因大多數(shù)人員對(duì)CAD平臺(tái)較為了解，決定選取MagiCAD軟件用于本暖通工程。根據(jù)工程實(shí)際情況，決定將BIM技術(shù)應(yīng)用于辦公、餐廳及機(jī)電管道所在的負(fù)一層等區(qū)域。主要工作內(nèi)容包含空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、水系統(tǒng)及地源熱泵等。具體成果如表4所示。

3.2 BIM技術(shù)要點(diǎn)

3.2.1 表達(dá)方式

在設(shè)計(jì)主體方面，BIM設(shè)計(jì)與二維設(shè)計(jì)之間存在極大區(qū)別，其中線為二維設(shè)計(jì)主體，利用線的疊加與組合，在二維投影圖內(nèi)進(jìn)行各項(xiàng)內(nèi)容地表達(dá)，如設(shè)備、管道輪廓線或閥門(mén)相對(duì)位置等，同時(shí)高度、尺寸等數(shù)據(jù)可通過(guò)文字進(jìn)行表達(dá)。而產(chǎn)品是BIM設(shè)計(jì)的主體，在進(jìn)行產(chǎn)品及管道模型選擇后，設(shè)備、管道等信息可通過(guò)三維信息模型充分展現(xiàn)出來(lái)。本工程中以上兩類設(shè)計(jì)的不同之處主要體現(xiàn)在地源熱泵機(jī)房區(qū)域，如圖1所示。

3.2.2 繪制方法

在二維設(shè)計(jì)中，設(shè)備及管線的投影關(guān)系可利用線的合理組合進(jìn)行表述，同時(shí)設(shè)備及管線的連接、位置等信息可數(shù)字或文字等表達(dá)。而B(niǎo)IM設(shè)計(jì)的不同之處在于其能夠有效連接所選用的產(chǎn)品及管道，最后有效連接整個(gè)暖通系統(tǒng)，形成一個(gè)完整的整體。

3.2.3 制圖效率

線、文字、圖集等是二維設(shè)計(jì)制圖的主要構(gòu)成成分，其具有較高抽象性，但圖面表達(dá)所涵蓋的信息往往具有局限性，或量少。而B(niǎo)IM設(shè)計(jì)則是利用產(chǎn)品等實(shí)體進(jìn)行繪制表述，僅需將大量信息，如管徑、高度、尺寸等輸入軟件系統(tǒng)即可，通過(guò)模型建立，更直觀、更形象。

4 暖通空調(diào)工程中BIM技術(shù)的應(yīng)用效果

（1）BIM技術(shù)具備可視化、信息化的特點(diǎn)，有利于增強(qiáng)專業(yè)協(xié)作性。作為建筑工作的主要組成內(nèi)容，專業(yè)間協(xié)調(diào)極為關(guān)鍵。利用建立建筑信息模型，可對(duì)各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行更為直觀的展現(xiàn)，便于理解、溝通。通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)信息快速、高效及便捷地查詢，且有利于各個(gè)專業(yè)的協(xié)調(diào)工作，可降低因信息交換時(shí)間差等因素導(dǎo)致的問(wèn)題產(chǎn)生。（2）達(dá)到BIM效率最優(yōu)化，可將工作人員的主觀能動(dòng)性充分發(fā)揮出來(lái)。因暖通空調(diào)工程復(fù)雜，軟件如何應(yīng)用顯得尤為重要。為充分發(fā)揮BIM技術(shù)的作用，達(dá)到BIM效率最優(yōu)化，必須全面掌握BIM技術(shù)要點(diǎn)，且合理地將BIM技術(shù)應(yīng)用到暖通空調(diào)工程設(shè)計(jì)工作中。只有加大BIM技術(shù)學(xué)習(xí)力度，才能將人的主觀能動(dòng)性充分發(fā)揮出來(lái)。（3）BIM技術(shù)的應(yīng)用可優(yōu)化工作流程。在信息模型內(nèi)，BIM制圖所需的數(shù)據(jù)量較大，部分非標(biāo)準(zhǔn)連接繪制還并不完善，將大大降低其制圖效率，甚至在二維平面設(shè)計(jì)效率以下。目前，大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)流程都是以二維平面設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，如將二維設(shè)計(jì)流程盲目用于BIM設(shè)計(jì)，極可能會(huì)導(dǎo)致工作效率下降。為此，選取BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目，必須對(duì)設(shè)計(jì)流程變化加以重視。1）時(shí)間分配。可視化是BIM技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)暖通專業(yè)與其他專業(yè)之間相互協(xié)作，這種協(xié)作關(guān)系更為直觀、深入，但將大大增加其工作量，加大工作深入度。特別是在初步設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，只有做好各專業(yè)間的交流、協(xié)作，才能大大提升繪制效率。2）調(diào)整設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)流程。BIM技術(shù)應(yīng)用中主要利用信息模型進(jìn)行專業(yè)協(xié)調(diào)、交流，具有實(shí)時(shí)性。為此，專業(yè)間提資時(shí)間節(jié)點(diǎn)會(huì)越來(lái)越模糊，在信息模型繪制工作的所有時(shí)間內(nèi)都可充分滲入專業(yè)溝通及協(xié)調(diào)工作。（4）BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)提高建筑節(jié)能效果具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)可視化、信息化等優(yōu)勢(shì)，BIM技術(shù)有利于快速完成各項(xiàng)工作，且提升完成度。在施工過(guò)程中，BIM技術(shù)同樣可起到效率提升，避免浪費(fèi)及降低成本等作用。在BIM模型建立后，應(yīng)與運(yùn)行維護(hù)軟件充分結(jié)合，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，有效保證機(jī)電系統(tǒng)具有良好的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)工程節(jié)能、高效運(yùn)作。同時(shí)，利用BIM技術(shù)還能有效結(jié)合建筑物建設(shè)的各個(gè)階段，最終實(shí)現(xiàn)建筑全壽命周期效率的全面提升。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，BIM技術(shù)是現(xiàn)代建筑技術(shù)和高新技術(shù)的有效結(jié)合，BIM技術(shù)是建筑信息系統(tǒng)的核心內(nèi)容。BIM技術(shù)的全面應(yīng)用可進(jìn)一步推動(dòng)建筑業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，將其引領(lǐng)到一個(gè)更高的層次，對(duì)建筑業(yè)來(lái)講，可最大限度提升暖通空調(diào)工程的集成化程度。并能為建筑業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，使其設(shè)計(jì)質(zhì)量、效果得到顯著提高。

參考文獻(xiàn)

[1]董大綱，蔡悠笛，張杰，李德英.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用初探[J].暖通空調(diào)，2013，（12）：105-109.