暖通空調(diào)設(shè)計中BIM 技術(shù)的應用

孫慶華

（泰安市建筑設(shè)計院有限責任公司，山東泰安 271000）

0 引言

BIM 技術(shù)就是將傳統(tǒng)二維平面進行創(chuàng)新和改革，轉(zhuǎn)換成為三維立體模型，故而其設(shè)計工作也更為優(yōu)化，設(shè)計過程變得多樣化和可視化，便于將暖通空調(diào)的設(shè)計理念進行深層次的融合，使空調(diào)設(shè)計走向一個全新的高度。特別對于建筑行業(yè)來說，暖通空調(diào)的全新設(shè)計，為施工環(huán)節(jié)、監(jiān)管環(huán)節(jié)、施工運營等環(huán)節(jié)都提供了有力的保障，實現(xiàn)了信息的共建共享，推動建筑行業(yè)的施工有序進行。同過去CAD 二維設(shè)計的老舊模式相對照，我們不難發(fā)現(xiàn)BIM 三維設(shè)計更符合新時代的設(shè)計理念，同時也滿足社會經(jīng)濟的發(fā)展潮流。

1 暖通空調(diào)設(shè)計中的BIM 技術(shù)概述

雖然當前暖通空間的前景可觀，但是在原理設(shè)計和控制流程等過程中，仍然有很多問題需要改進。BIM 技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，它是融合了計算機基礎(chǔ)的一種多維信息集成技術(shù)，其涵蓋的信息量非常廣。BIM 是英文“Building Information Modeling”的縮寫形式，主要包括三維空間、四維時間、N 維應用等，能把建筑信息詳細完整的呈現(xiàn)在工作人員眼前，促進空調(diào)行業(yè)的健康、綠色、可持續(xù)發(fā)展。此外，BIM 技術(shù)還支持“檢測系統(tǒng)”，能夠解決建筑、結(jié)構(gòu)與施工設(shè)備三者之間的問題，提高暖通空調(diào)的施工質(zhì)量和員工的工作效率。加入了BIM 技術(shù)的項目，會在后續(xù)的施工作業(yè)中融合更多的新材料、新設(shè)備，保證暖通空調(diào)真正滿足用戶的需求體驗。按照通常的設(shè)計來看，空調(diào)在夏季時間段的最大冷負荷為可以達到4000kW；同時處于冬季時間段的時候其熱負荷可以達到3054kW 的數(shù)值，用戶可以根據(jù)自己的需求對暖通空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié)，發(fā)揮BIM 技術(shù)的極大優(yōu)勢。

2 暖通空調(diào)設(shè)計中的BIM 技術(shù)應用價值

BIM 技術(shù)建立在傳統(tǒng)CAD 計算機技術(shù)的基礎(chǔ)之上，不但符合新時期的工程設(shè)計理念，同時也解決了暖通空調(diào)設(shè)計的眾多問題，有很多信息化、科技化的優(yōu)點。通過BIM 技術(shù)創(chuàng)建一個三維模型，能實現(xiàn)各個階段的信息共享，方便技術(shù)人員設(shè)計專門的信息數(shù)據(jù)庫，最大限度保證建筑的實際結(jié)構(gòu)、施工流程能夠科學合理地開展。我們在設(shè)計中，遇到暖通空調(diào)的冷熱負荷計算問題，還可以利用BIM 技術(shù)，對空調(diào)的負荷進行精確計算。不同地區(qū)或地域的氣溫變化不同，就要采用不同的暖通空調(diào)設(shè)計方案。比如在學校食堂的暖通空調(diào)，就要盡可能使用新風系統(tǒng)，讓空調(diào)具有空氣熱回收的功能。在設(shè)計學生公寓時，要采用多聯(lián)機的空調(diào)設(shè)計原則，才能充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的應用價值。

3 暖通空調(diào)設(shè)計中BIM 技術(shù)的使用策略

3.1 引入BIM 技術(shù)理念，制定暖通空調(diào)的設(shè)計原則

既然引入了BIM 技術(shù)的設(shè)計理念，設(shè)計人員就要根據(jù)實際需求情況以及暖通空調(diào)的使用特點制定有效的施工方案，保證空調(diào)的各項合理配置，為用戶提供各種有效保障。暖通空調(diào)的離心式冷水機要嚴格按照國家的制冷量來進行配置，在制冷時，空調(diào)的回水溫度為7/12℃，當制熱時，空調(diào)的回水溫度為32/37℃。制冷機房的設(shè)置也很有講究，主要由冷水機組、分集水器、控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備等組成。傳統(tǒng)的集成系統(tǒng)以CAD 為主，是一種二維的平面設(shè)計，而加入了BIM 技術(shù)，則是采用三維的立體設(shè)計，使制冷機房的設(shè)計更加人性化，無論是制冷系統(tǒng)，還是分集水器，都有質(zhì)的提升。

一般的Windows 都支持BIM 技術(shù)，設(shè)計師還可以依據(jù)Revit，將二維CAD 圖紙鏈接到設(shè)計空間中，把CAD 設(shè)計和BIM 技術(shù)聯(lián)系起來，提高出圖的效率，建立的模型更加直觀。數(shù)據(jù)庫要做好數(shù)據(jù)的記錄和收集，并對空調(diào)設(shè)計的圖紙進行分類管理，方便后期的快速查找和修改。對暖通空調(diào)的“尺寸、型號、功率”，相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄人員都要備案在錄，做好自己的任務。如果數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)問題，還要在圖紙中標注出來，及時反饋給設(shè)計師，在設(shè)計中實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，減少資源數(shù)據(jù)的浪費，降低暖通空調(diào)的設(shè)計成本。

任何信息技術(shù)在使用過程中都會存在或多或少的問題，關(guān)鍵是怎樣調(diào)控和解決。BIM 技術(shù)在暖通空調(diào)的設(shè)計中也會有一些缺陷，所以設(shè)計人員應當加強這些問題的關(guān)注與處理，結(jié)合實際情況分析有效的解決方法。空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)機制是不斷變化的，雖然BIM 技術(shù)使用了三維的設(shè)計理念，但是在控制風速、調(diào)控溫度等方面的設(shè)定不及二維方便。相對來說，在添加暖通空調(diào)的閥門時，加入了BIM 技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)會根據(jù)環(huán)境的溫度變化，而自動改變其尺寸。這雖然體現(xiàn)了技術(shù)化的設(shè)計理念，但會給用戶帶來一些控制缺陷，不利于調(diào)節(jié)室內(nèi)的空氣濕度和溫度。所以設(shè)計師要優(yōu)化參數(shù)設(shè)計，使暖通空調(diào)的精度更高，更加能滿足用戶的人性化需求。

3.2 完善BIM 技術(shù)模式，擴展暖通空調(diào)的設(shè)計空間

3.2.1 負荷的計算

建筑中使用負荷計算是暖通空調(diào)設(shè)計工作的第一內(nèi)容，該計算對整體設(shè)計具有十分關(guān)鍵的意義。通過準確科學地計算運行負荷，為暖通空調(diào)的安全可靠奠定基礎(chǔ)，能為用戶和設(shè)計師提供基礎(chǔ)性的參數(shù)和數(shù)據(jù)。這一計算過程非常嚴謹，容不得一點馬虎。若在負荷計算過程中有差錯問題，那么不僅對后期建筑項目暖通使用造成影響，更給暖通空調(diào)的維護調(diào)整造成較大難度。對于暖通空調(diào)符合計算的軟件有很多，通常會采用HDY-SMAD 計算軟件，設(shè)計師和數(shù)據(jù)分析者一定要重視。

3.2.2 冷熱源設(shè)計

這是暖通空調(diào)是否能調(diào)控溫度的重要指標。不同地域的空調(diào)，要采用不同的冷熱源設(shè)計，以適應地域的差異性，滿足不同用戶的需求體驗。辦公樓、公寓、學校、街道、電影院、食堂等，都要采用不同的冷熱源設(shè)計，對人群的需求量進行分析和調(diào)查，最大限度節(jié)約能源，保證BIM 技術(shù)的使用合理性。

3.2.3 暖通空調(diào)設(shè)計方案

這是每個設(shè)計師都要重視的環(huán)節(jié)。不同功能區(qū)的暖通空調(diào)設(shè)計，都要達到當?shù)赜脩舻脑O(shè)計要求。特別是高樓建筑，應當根據(jù)使用特點采取多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計思路，并讓專業(yè)人士進行操作，保證暖通空調(diào)設(shè)計的合理性，達到可視性與專業(yè)技術(shù)性共存的效果。

在設(shè)計方案的過程中，有可能存在一些設(shè)計上的問題和矛盾，需要妥善地解決這些問題，保證暖通空調(diào)設(shè)計工作的合理及施工作業(yè)的質(zhì)量保障。如果施工圖紙精確性不足，就不利于后續(xù)施工，甚至可能出現(xiàn)一些不安全隱患，給施工帶來困難。這時就要建立健全暖通空調(diào)的工作機制，嚴格按照國家相關(guān)的行業(yè)標準，就暖通空調(diào)的施工環(huán)節(jié)進行檢測。如果冷凍水管運行不通暢，需要與物管部門及時溝通，促進水資源的循環(huán)利用，促進暖通空調(diào)的施工向著多元化、綠色可持續(xù)的方向發(fā)展。

3.3 建立BIM 信息平臺，實現(xiàn)暖通空調(diào)的資源共享

設(shè)計工作中，設(shè)計人員要基于用BIM 技術(shù)建立一個信息平臺，實現(xiàn)暖通空調(diào)的資源共享，布置好每一個實時動態(tài)的監(jiān)控工程現(xiàn)場。這種信息數(shù)據(jù)庫，不但能整合各個部門的工作進度，還有利于工作人員及時發(fā)現(xiàn)并迅速解決工程施工過程中的問題，極大提高了資源共享度。BIM 技術(shù)有專門的三維繪圖的設(shè)計，可以為設(shè)計者展示空調(diào)的位置與空間。在建立數(shù)據(jù)庫時，技術(shù)人員可以引入SQL 數(shù)據(jù)庫，保證各項數(shù)據(jù)信息更加完善、合理、詳細。

BIM 不僅是一種技術(shù)，還是一種過程，能將建筑的信息更好地集成起來，真實、準確的模擬出施工的工程效果，對施工團隊的工作任務、施工人員的操作流程都有十分重要的指導作用。傳統(tǒng)的繪圖設(shè)計方式，主要采用CAD 制圖軟件，不僅工作效率低下，還不利于工作人員的信息資源整合。如果使用BIM 技術(shù)，就可以構(gòu)建BIM 三維模型，清楚地看到不同設(shè)備和管道之間的安裝方式，使各種空調(diào)的配置一目了然。無論是空調(diào)的調(diào)控系統(tǒng)，還是各個設(shè)備、閥門的連接情況，只要打開三維模型，就能對各種平面圖進行修改，極大地提高了工程設(shè)計的效率和質(zhì)量。

在建筑暖通設(shè)計工作中通常會運用特殊符號，有的設(shè)計人員看圖紙比較吃力，難以校對設(shè)計信息。這時BIM 技術(shù)的優(yōu)勢便顯而易見。在展示設(shè)計原則時，BIM 技術(shù)可以通過三維立體的方式直觀、精確地顯示設(shè)計圖，避免客戶的不專業(yè)性，最大限度簡化客戶和空調(diào)商家的溝通模式，達到客戶的預想目的。此外，暖通空調(diào)設(shè)計，本身就是一個復雜的過程，隨著周圍環(huán)境的變化，還會受到冷熱源的影響。這就需要材料采購人員，對建筑物周圍的環(huán)境進行實地考察，實現(xiàn)暖通空調(diào)的節(jié)能控制。

4 結(jié)語

總而言之，在暖通空調(diào)的設(shè)計過程中加入“BIM 技術(shù)”是新時代下發(fā)展的客觀要求，也是廣大用戶使用的必然選擇。BIM 技術(shù)的融入可以保障暖通空調(diào)后期的各項施工進程。無論是商業(yè)用戶，還是住房用戶，都對“空調(diào)設(shè)計的質(zhì)量”有嚴格的要求，特別是時代發(fā)展的背景下，設(shè)計師只有引入BIM 技術(shù)理念，制定暖通空調(diào)的設(shè)計原則，才能逐漸完善BIM 技術(shù)模式，擴展暖通空調(diào)的設(shè)計空間。必要時還需管理層人員建立BIM 信息平臺，實現(xiàn)暖通空調(diào)的資源共享。