BIM在的暖通空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用

宋春青

摘 要：BIM技術(shù)在當(dāng)下建筑工程項目施工中的應(yīng)用重點是通過工程項目的三維參數(shù)設(shè)置實現(xiàn)的，通過三維模擬將建筑工程項目相關(guān)信息直觀化、可視化展示出來，這樣工程人員能夠直觀化的判斷工程項目施工是否存在不科學(xué)、不合理和不標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象。本文首先對BIM技術(shù)相關(guān)概念進(jìn)行解讀，其次，圍繞BIM技術(shù)對暖通空調(diào)施工過程中的管控進(jìn)行分析研究，最后，對機(jī)電安裝工程暖通空調(diào)技術(shù)發(fā)展趨勢做出預(yù)測分析，希望對有關(guān)工作者有所幫助。

關(guān)鍵詞：BIM;暖通空調(diào);系統(tǒng);設(shè)計

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是一種工程技術(shù)、建造管理的數(shù)據(jù)化工具，為建設(shè)項目的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維等進(jìn)行全生命周期的數(shù)據(jù)共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要作用。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點，在三維展示、過程模擬等方面具有獨特優(yōu)勢。

將BIM理念引入暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，能夠建立三維立體模型，加強(qiáng)設(shè)計過程的直觀視覺效果，防止出現(xiàn)線條式平面設(shè)計圖紙的失誤，可以減少設(shè)計中出現(xiàn)的碰撞問題，從而能夠有效地提高效率，保證工程設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)而提高施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度并能降低工程完工后的運營維護(hù)成本。

2 BIM技術(shù)在建筑暖通空調(diào)工程施工中應(yīng)用重要性分析

2.1有效提升和改善建筑暖通工程施工質(zhì)量

BIM技術(shù)通過三維模擬效果的展示，能夠促使施工管理人員在正式施工進(jìn)入之前，發(fā)現(xiàn)、預(yù)測施工過程可能存在問題，提前做好預(yù)防工作，為工程項目實現(xiàn)高質(zhì)量建設(shè)發(fā)揮有效促進(jìn)作用。此外，相關(guān)施工人員通過前期學(xué)習(xí)，能夠把握工程項目施工難點和重點，在提前針對各個施工環(huán)節(jié)有效分析基礎(chǔ)上，嚴(yán)格把控施工材料應(yīng)用，在充分滿足工程項目施工需求基礎(chǔ)上，加強(qiáng)協(xié)調(diào)合作，為實際施工建設(shè)奠定基礎(chǔ)，避免相關(guān)質(zhì)量問題出現(xiàn)。

2.2滿足工程項目施工進(jìn)度管控目標(biāo)

將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑暖通空調(diào)工程項目施工中，能夠通過三維模型實現(xiàn)提前總結(jié)，嚴(yán)格按照模型展示督促現(xiàn)實施工進(jìn)度，做好進(jìn)度總結(jié)工作。此外，相關(guān)工作人員做好記錄工作，及時與前期進(jìn)度管控規(guī)劃實現(xiàn)對接比較，一旦發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重超過工期控制范圍，及時核查調(diào)整，在不影響工程施工目標(biāo)下，促使進(jìn)度管控和計劃保持相適應(yīng)。

2.3有效控制暖通空調(diào)施工的成本

在建筑暖通空調(diào)工程施工建設(shè)中，控制工程項目施工成本是非常必要的。相關(guān)管理人員在工程項目實際正式施工之前，實現(xiàn)對建筑工程的模擬操作，能夠明確各個環(huán)節(jié)使用所需要的材料和其他方面基本信息，以此實現(xiàn)對材料的預(yù)加工處理，嚴(yán)格按照施工進(jìn)度靈活性調(diào)整，避免資源浪費，提升資源應(yīng)用效率。此外，通過BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑暖通施工過程中，能夠避免工程施工出現(xiàn)隨意變更現(xiàn)象，嚴(yán)格按照方案規(guī)劃落實一系列的操作施工，實現(xiàn)成本控制。

3 基于BIM的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 建立建筑模型

應(yīng)用Revit建筑模塊根據(jù)已有的CAD圖紙，建立某辦公樓的建筑模型。按照創(chuàng)建標(biāo)高、軸網(wǎng);繪制外墻、內(nèi)墻;添加門窗、樓板、樓梯;布置結(jié)構(gòu)柱;添加衛(wèi)生器具;添加尺寸標(biāo)注的順序完成共二層的建筑模型創(chuàng)建。建筑模型如圖1所示。

3.2 通風(fēng)空調(diào)方案確定

（1）系統(tǒng)形式：一層為辦公大廳，人流量大，溫度較高，濕度較大，對空氣質(zhì)量要求較高，采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng);二層為辦公室，因其功能、溫濕度基數(shù)、使用要求等相近，且需要相對獨立調(diào)節(jié)，采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。

（2）空氣處理：利用濕空氣的焓濕圖確定空調(diào)機(jī)的送、回風(fēng)及新風(fēng)狀態(tài)，并計算各空調(diào)空間需要的送風(fēng)量和冷量，完成空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組的選擇。

（3）氣流組織計算：辦公大廳采用上送上回式的氣流組織形式，辦公室采用側(cè)送上回的氣流組織形式。完成布置送回風(fēng)口位置，計算風(fēng)口大小，并校核氣流分布是否滿足要求等。

（4）風(fēng)、水系統(tǒng)的水力計算：選擇最不利環(huán)路，畫出草圖，設(shè)計管徑，計算最不利環(huán)路壓力損失并選擇相應(yīng)的設(shè)備。

（5）制冷機(jī)房設(shè)計計算：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案和負(fù)荷計算，完成系統(tǒng)冷熱源設(shè)計和相關(guān)設(shè)備選型。

3.3 負(fù)荷計算

（1）將建筑模型添加房間和空間等體量信息后，導(dǎo)出生成GBXML格式文件。

（2）應(yīng)用鴻業(yè)軟件的負(fù)荷計算功能進(jìn)行負(fù)荷。

（3）總一層辦公大廳的最大冷負(fù)荷、濕負(fù)荷;匯總二層各個辦公室的冷負(fù)荷、濕負(fù)荷;匯總二層的新風(fēng)量和新風(fēng)負(fù)荷。

3.4 空氣處理過程計算

（1）應(yīng)用鴻業(yè)軟件焓濕圖功能進(jìn)行全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空氣處理過程計算。

（2）完成空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組的選型。

3.5 氣流組織計算

（1）辦公大廳采用方形散流器送風(fēng)，單層百葉回風(fēng)的上送上回式氣流組織形式，并確定風(fēng)口面積及個數(shù)，然后按照規(guī)范規(guī)定校核房間的換氣次數(shù)、散風(fēng)口的射程和工作區(qū)的風(fēng)速。

（2）辦公室采用雙層百葉送風(fēng)，單層百葉回風(fēng)的側(cè)送上回式氣流組織形式，并確定風(fēng)口面積及個數(shù)，然后按照規(guī)范規(guī)定校核房間的換氣次數(shù)、送風(fēng)口的射程和工作區(qū)的平均風(fēng)速。

3.6 水力計算

（1）風(fēng)系統(tǒng)水力計算。應(yīng)用鴻業(yè)軟件繪風(fēng)管、風(fēng)口功能繪制辦公大廳送、回風(fēng)口，繪制送回風(fēng)干的草圖，完成風(fēng)管路和風(fēng)口的連接，再應(yīng)用風(fēng)管水力計算功能完成風(fēng)管路設(shè)計并計算最不利環(huán)路的阻力。應(yīng)用相同的方法完成二層新風(fēng)系統(tǒng)的繪制、設(shè)計和阻力計算。

（2）水系統(tǒng)水力計算。應(yīng)用鴻業(yè)軟件繪風(fēng)機(jī)盤管和水管功能繪制二層各個辦公室的末端盤管和冷水供回水干管及冷凝水管，完成水管路和風(fēng)機(jī)盤管的連接，再應(yīng)用水管水力計算功能完成水管路設(shè)計并計算最不利環(huán)路的阻力。36D6A94A-4452-47CD-897D-50B2B247FD84

3.7 制冷機(jī)房設(shè)計

在滿足制冷機(jī)房布置原則和制冷機(jī)房選型計算的基礎(chǔ)上，完成冷水機(jī)組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、水處理設(shè)備、分集水器和板式換熱器等機(jī)房設(shè)備的選擇與布置，進(jìn)而完成制冷機(jī)房設(shè)計。

3.8 建立暖通空調(diào)系統(tǒng)模型

應(yīng)用Revit機(jī)電模塊，根據(jù)前期的設(shè)計計算結(jié)果、鴻業(yè)軟件繪制的草圖，完成暖通空調(diào)系統(tǒng)的三維模型創(chuàng)建。暖通空調(diào)風(fēng)、水系統(tǒng)如以下各圖所示。

3.9 施工圖繪制

在三維建模后，自動生成暖通空調(diào)系統(tǒng)施工圖紙。本次設(shè)計完成了圖紙目錄、設(shè)計施工說明、設(shè)備材料明細(xì)表和圖例的編制;完成了一、二層建筑平面圖;建筑透視圖;一、二層空調(diào)系統(tǒng)平面圖;風(fēng)水系統(tǒng)圖;制冷機(jī)房流程圖;制冷機(jī)房設(shè)備平面布置圖;制冷機(jī)房設(shè)備基礎(chǔ)圖;制冷機(jī)房透視圖的生成與整理。

4、BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程施工過程中的策略分析

4.1嚴(yán)格按照前期所設(shè)計的數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)信息共享應(yīng)用

在將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑工程項目施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計階段所形成的數(shù)據(jù)平臺，將施工過程所涉及的信息及時上傳、實現(xiàn)共享應(yīng)用，對整個施工過程實現(xiàn)有效的調(diào)整。對于現(xiàn)階段建筑工程項目暖通空調(diào)工程而言，其施工規(guī)模大、施工線路比較復(fù)雜，在施工過程中，應(yīng)重點根據(jù)前期規(guī)劃設(shè)計方案實現(xiàn)全方面監(jiān)督管控，并且根據(jù)施工過程在不同區(qū)域?qū)嵭械臉?biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備使用型號和尺寸信息全面記錄，為后期竣工總結(jié)和階段性施工成果驗收奠定基礎(chǔ)。

4.2重點應(yīng)用到管線施工中

對于建筑暖通空調(diào)工程而言，管線綜合施工是非常關(guān)鍵的。而在應(yīng)用BIM技術(shù)針對管線施工中，工程人員在前期三維立體繪圖形成基礎(chǔ)上，可以通過透視技術(shù)實現(xiàn)將各個線路的具體位置呈現(xiàn)出來，查看管線是否存在不良交叉現(xiàn)象，通過碰撞測試，保證管線后期運行穩(wěn)定順暢。在管線施工過程中，是多個階段同時進(jìn)行的，工程人員深入到施工中，對信息進(jìn)行在線溝通和在線交流，靈活調(diào)整，保證管線安裝正確，控制變更現(xiàn)象，減少后期返工問題的出現(xiàn)。基于以上分析，在將BIM技術(shù)應(yīng)用到建筑暖通空調(diào)工程項目施工過程中，重點體現(xiàn)在信息交流基礎(chǔ)上的在線監(jiān)督。這主要是BIM技術(shù)在正式應(yīng)用到建筑工程項目施工中時，前期已經(jīng)構(gòu)建了三維模型，將工程設(shè)計方案和規(guī)劃設(shè)計已經(jīng)完全反饋到三維模型中。而施工過程，施工人員則是主要借助前期模型結(jié)合施工方案實現(xiàn)在線溝通和在線交流，審查施工技術(shù)應(yīng)用、施工材料應(yīng)用是否與工程項目施工方案相符合，實現(xiàn)在線反饋和監(jiān)督，保證工程施工建設(shè)階段所做工作與工程項目建設(shè)目標(biāo)相符合。

BIM技術(shù)在暖通空調(diào)安裝中有著普遍應(yīng)用，該技術(shù)能實現(xiàn)自動檢查及分析，獲取空調(diào)系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，確保整個暖通空調(diào)安裝工程的順利展開，能提高施工方案優(yōu)化設(shè)計的針對性，避免造成施工資源的浪費，將成本控制在規(guī)定范圍內(nèi)，實現(xiàn)工程效益的提高。另外，在暖通空調(diào)技術(shù)創(chuàng)新上，可從加強(qiáng)各個項目間的合作能力出發(fā)，保證空調(diào)安裝工程在規(guī)定時間內(nèi)完成，確保機(jī)械設(shè)備和材料的充分利用，確保施工各個環(huán)節(jié)的密切銜接，是解決施工進(jìn)度延遲、質(zhì)量不一的主要措施。隨著空調(diào)系統(tǒng)朝著自動化趨勢發(fā)展，一定程度提高了電力設(shè)備的自動化程度，按照室內(nèi)環(huán)境需要進(jìn)行系統(tǒng)功能的調(diào)整，促使供熱系統(tǒng)穩(wěn)定運行。節(jié)能工藝的使用和推廣，能帶動其他機(jī)械設(shè)備的研發(fā)，降低煤炭燃燒時帶來的環(huán)境污染，加速清潔能源對傳統(tǒng)能源的取代。

結(jié)語

隨著《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51235-2017）相繼頒布和實施，我國建筑行業(yè)將更深入廣泛地推進(jìn)基于BIM技術(shù)的建筑工程設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、裝配和運營維護(hù)?；贐IM技術(shù)的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計也將快速發(fā)展和完善。本文將BIM技術(shù)與現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計軟件有機(jī)結(jié)合，完成了從建筑建模到暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、建模及施工圖繪制的整個流程。以此為基礎(chǔ)將進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究綠色建筑評價、施工進(jìn)度模擬、設(shè)備材料概預(yù)算和暖通空調(diào)系統(tǒng)的裝配式等內(nèi)容，為今后的學(xué)習(xí)和工作確立了明確的方向。

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