BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用初探

鐘雨帆

（華藍(lán)設(shè)計（集團(tuán)）有限公司，廣西 南寧 530011）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，BIM技術(shù)在我國建筑業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。BIM技術(shù)在建設(shè)項目中的應(yīng)用可以充分應(yīng)用于相關(guān)項目建設(shè)和具體建設(shè)數(shù)據(jù)的信息分析。仿真可以幫助設(shè)計人員和施工工程師根據(jù)仿真的建筑數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建準(zhǔn)確可靠的建筑模型，進(jìn)而直觀地呈現(xiàn)建筑項目的具體情況。設(shè)計人員可以根據(jù)建筑方案對設(shè)計方案中的問題進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，使技術(shù)人員更清楚地了解建筑模型的視覺形象，進(jìn)而減少設(shè)計中的問題。與此同時，BIM技術(shù)可以提升設(shè)計方案的科學(xué)性和合理性，保障設(shè)計方案可以為施工過程提供有效的指導(dǎo)，進(jìn)而提升施工質(zhì)量，增強施工效率[1]。

1 暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)概述

在暖通空調(diào)系統(tǒng)范疇內(nèi)，包含有采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等主要系統(tǒng)。其中，采暖系統(tǒng)的工作目的是要利用室內(nèi)暖通空調(diào)機組給工程建筑結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)備提供足夠高的熱量，以保證室內(nèi)達(dá)到舒適度的要求；通風(fēng)系統(tǒng)則是在建筑工程投入運營之后，利用機械設(shè)備或者自然風(fēng)的作用可以讓內(nèi)部空氣得到更換，促進(jìn)空氣流動，可以保持室內(nèi)空氣的新鮮度，保證人們的生命健康；空氣調(diào)節(jié)就是讓室內(nèi)空間中的空氣環(huán)境得以改變，不僅改變其流動的速度，同時還保證其濕度得到改善。

暖通空調(diào)在設(shè)計圖紙中，包含到的項目內(nèi)容相對比較多，使用到的各種技術(shù)類型項目也比較多，其中主要使用的新技術(shù)類型包括太陽能技術(shù)、地源熱泵技術(shù)等，這些可以讓室內(nèi)空間的環(huán)境得以改善，還能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果，為建筑工程領(lǐng)域發(fā)展作出貢獻(xiàn)。這些技術(shù)雖然可以產(chǎn)生一定的效果，卻不能從設(shè)計階段做出改變和提升。設(shè)計方案的環(huán)節(jié)應(yīng)該加強現(xiàn)場的勘察和分析，掌握全部的資料和數(shù)據(jù)信息，并且總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，可以預(yù)防發(fā)生風(fēng)險的問題，實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化和改善[2]。利用三維BIM仿真技術(shù)既可以極大促進(jìn)建筑暖通空調(diào)工程設(shè)計自動化水平不斷提升，保證各項數(shù)字化設(shè)計技術(shù)方案都更具有科學(xué)性，也有助于實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)水平大幅提升，構(gòu)建出一個完善合理的建筑數(shù)字化三維模型系統(tǒng)。仿真模擬工程設(shè)計的客觀實際風(fēng)險情況，有效地降低了工程設(shè)計中風(fēng)險發(fā)生率，提升了建筑工程設(shè)計風(fēng)險的總體水平。

2 BIM技術(shù)的特點

BIM數(shù)字建模及分析模型技術(shù)系統(tǒng)是一套基于全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建筑數(shù)據(jù)庫模型技術(shù)，集成采用了當(dāng)前諸多國內(nèi)外最前沿的計算機技術(shù)，是一種大型綜合分布式建筑信息模型。BIM信息分析及建模查詢技術(shù)能夠更加充分地展現(xiàn)出整個建筑物信息系統(tǒng)的建筑技術(shù)生命周期，能夠比較迅速且有效精準(zhǔn)地獲取用戶定位，管理建筑信息系統(tǒng)過程中需要的建筑物信息資源以及建筑信息獲取的相關(guān)部分，并且由于檢索功能更加清晰直觀、方便高效和快捷，信息資源獲取也相對更加便捷準(zhǔn)確[3]。BIM數(shù)字制圖信息表現(xiàn)處理技術(shù)具有高度可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可實現(xiàn)快速打印樣圖等諸多特點。其中，可視性也就是指一旦它能夠完全被看見，在整個建筑設(shè)計領(lǐng)域或設(shè)計施工服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用中，就能夠發(fā)揮它應(yīng)有的重要作用，作用空間也會很大，能夠及時且最有效地展現(xiàn)出整個系統(tǒng)設(shè)計成果、建筑圖紙數(shù)據(jù)信息、實際工程及相關(guān)動態(tài)信息。

3 現(xiàn)階段BIM技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)設(shè)計的基本狀況

3.1 未能在實際工程發(fā)揮作用

為了適應(yīng)我國工業(yè)化城市發(fā)展中的高度復(fù)雜性，暖通空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計必須盡可能與建筑周圍的實際及建筑本身的環(huán)境狀況等綜合因素保持緊密的結(jié)合。與其他空調(diào)市政工程建設(shè)類項目工程設(shè)計不同，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計具有比較地域的氣候特殊性，涉及了空調(diào)的系統(tǒng)建設(shè)區(qū)域范圍，并且涉及的建設(shè)行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域也更為廣泛[4]。因此，BIM設(shè)計技術(shù)必須是在實際設(shè)計應(yīng)用過程中能夠有效靈活地與現(xiàn)場各種復(fù)雜設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并考慮到其影響。目前由于BIM建筑技術(shù)體系尚未成熟，無法有效充分利用好其優(yōu)勢，特別是在住宅暖通空調(diào)等設(shè)計系統(tǒng)中不能有效地開發(fā)應(yīng)用，如施工單位施工人員在實際施工中并未按照設(shè)計人員的三維模型進(jìn)行調(diào)整，而是根據(jù)自己意愿進(jìn)行管綜調(diào)整，使得設(shè)計人員的BIM模型成果僅停留在展示階段，增加了設(shè)計人員工作量，同時對于實際施工缺乏指導(dǎo)性。

3.2 缺少專業(yè)軟件

BIM技術(shù)及其應(yīng)用的主要前提必須是基于計算機軟件平臺的應(yīng)用。目前對國內(nèi)涉及BIM新技術(shù)設(shè)計的各類計算機應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)與研究，投入水平一直較低，能夠真正使用該專業(yè)設(shè)計軟件并進(jìn)行實際項目操作應(yīng)用的工程技術(shù)人員還較少，這降低了其對暖通空調(diào)設(shè)計的可能性。大多數(shù)國內(nèi)BIM技術(shù)相關(guān)軟件產(chǎn)品是為中央空調(diào)系統(tǒng)專門設(shè)計制造的，不利于今后我國空調(diào)暖通一體化設(shè)計軟件的發(fā)展。

3.3 技術(shù)人才匱乏

BIM技術(shù)的優(yōu)勢顯而易見，但我國缺乏相應(yīng)的技術(shù)人才，無法充分發(fā)揮BIM良好功能。BIM技術(shù)在暖通設(shè)計應(yīng)用過程中，要求設(shè)計人員有較高的專業(yè)水平。除了需要具有熟練操作計算機的技能外，還需要具有豐富的暖通設(shè)計專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗。此外，針對實際暖通空調(diào)設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容較少，設(shè)計人員對BIM技術(shù)的知識和理解不足，對整個設(shè)計流程不熟悉，尤其在涉及管綜時未能有效地在系統(tǒng)和專業(yè)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，常出現(xiàn)合模后管線難以調(diào)整的情況。且各專業(yè)人員對于管線排布的理解不統(tǒng)一，同一項目常出現(xiàn)不同樓層管線排布規(guī)則不同或者混亂的局面，這些情況使得BIM技術(shù)難以在暖通空調(diào)設(shè)計的各個方面發(fā)揮作用。

4 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)信息搜集的應(yīng)用

在暖通空調(diào)設(shè)計過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用之前首先必須獲取各個方面的數(shù)據(jù)信息資源，尤其是和暖通空調(diào)系統(tǒng)相關(guān)的一些具體參數(shù)，也包括相關(guān)部件的尺寸數(shù)據(jù)信息，這需要進(jìn)行全面詳細(xì)地了解和掌握，如此才能夠最大程度上保障暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，才能夠為后續(xù)的BIM技術(shù)應(yīng)用提供較強的支持。因為暖通空調(diào)系統(tǒng)本身的建筑應(yīng)用的主要功能就是需要在建筑工程項目結(jié)構(gòu)研究中才能加以考慮，所以從具體應(yīng)用到這種建筑信息數(shù)據(jù)全面搜集分析過程中來看，還應(yīng)該重點保障對其進(jìn)行搜集分析的系統(tǒng)全面性，不僅僅要將重點放到針對于暖通空調(diào)建筑設(shè)計及其相關(guān)的每一個系統(tǒng)的構(gòu)成中，進(jìn)行全面細(xì)致地分析了解和掌控，還應(yīng)該從考慮整體建筑結(jié)構(gòu)特點的角度上來進(jìn)行思考[5]。因此，只有充分保障暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠較好地融入到整個建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中去，才能夠促使其發(fā)揮積極作用，避免后續(xù)暖通空調(diào)問題和故障的產(chǎn)生。

4.2 產(chǎn)品庫模型的應(yīng)用

BIM新技術(shù)在建筑暖通空調(diào)工程的設(shè)計和應(yīng)用，必須考慮的重點問題是與產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)計模型應(yīng)用方案、應(yīng)用模型構(gòu)建的角度等。設(shè)計模型的應(yīng)用方案、應(yīng)用構(gòu)建方案思路的主要內(nèi)容，也基本上就是如何利用產(chǎn)品庫模型中產(chǎn)品、產(chǎn)品相關(guān)設(shè)備模型去進(jìn)行模型應(yīng)用設(shè)計優(yōu)化的。在現(xiàn)代建筑BIM的三維設(shè)計技術(shù)平臺的實際應(yīng)用設(shè)計中，首先是要求能夠準(zhǔn)確地構(gòu)建某一個基礎(chǔ)參數(shù)模型，再去進(jìn)行模型尺寸的計算，然后呈現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)參數(shù)模型，這樣能更好地提升其三維方式的設(shè)計性能及三維構(gòu)建應(yīng)用效果。

4.3 管線綜合設(shè)計的應(yīng)用

在整個暖通系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計優(yōu)化過程中，最好是實現(xiàn)管道的綜合優(yōu)化，也是實現(xiàn)該類型管道和優(yōu)化綜合功能設(shè)計的一個重點，是推動管道的綜合布局。系統(tǒng)流水線，能體現(xiàn)實際運行和效率。與我國傳統(tǒng)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計理念相比，二維模型應(yīng)用的設(shè)計理念存在局限性。然而，這種基于BIM建模技術(shù)的應(yīng)用模式，可以幫助規(guī)劃樓宇管理系統(tǒng)的全面布局。從而最大限度地提高管道系統(tǒng)的整體設(shè)計和施工效果。特別適用于對此類管道進(jìn)行綜合分析設(shè)計驗證的工作環(huán)境，在模型計算中要考慮關(guān)鍵技術(shù)點，管道是否在相應(yīng)位置交叉，是否相互碰撞以及拐角的位置。這些關(guān)鍵項目必須進(jìn)行有效的綜合處理，才能顯著提高系統(tǒng)應(yīng)用和可靠性效果，避免其他方面的技術(shù)問題和系統(tǒng)故障隱患。

4.4 設(shè)計成果展示的應(yīng)用

對于BIM數(shù)字制圖建模技術(shù)在家庭自動化改造設(shè)計中的應(yīng)用及其應(yīng)用效果，效果價值和設(shè)計技術(shù)價值的綜合提升也需要從如何實踐設(shè)計成果和展示等方面進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化和控制。結(jié)果模型中的設(shè)計結(jié)果。這種設(shè)計和應(yīng)用在結(jié)果模型中的主要作用是有效控制模型結(jié)果的應(yīng)用效果，根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計和研究結(jié)果模型，使最終的應(yīng)用效果呈現(xiàn)在人們面前。這種設(shè)計模型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用可以達(dá)到理想的實際效果，從而獲得最大程度的增值，使其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，最終提高整個暖通系統(tǒng)技術(shù)的利用率和產(chǎn)品設(shè)計效果的可靠性，避免各種設(shè)計和驗證結(jié)果得不到反饋，沒有得到有效實施。

5 BIM技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用和效果

在今后開展暖通空調(diào)系統(tǒng)頂層設(shè)計開發(fā)施工過程的管理中，還應(yīng)注重合理適當(dāng)?shù)剡x擇應(yīng)用BIM三維技術(shù)領(lǐng)域中成熟的三維建模技術(shù)，這對暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計施工具有特別重要積極的示范意義。傳統(tǒng)的暖通空調(diào)設(shè)計方式，一般都是將電氣、給排水和暖通空調(diào)進(jìn)行單獨設(shè)計，使其獨立運行。這種傳統(tǒng)式的設(shè)計方式對暖通空調(diào)建設(shè)工程質(zhì)量造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。對此，應(yīng)用BIM技術(shù)對暖通空調(diào)系統(tǒng)展開設(shè)計時，要基于三維模型，使這些設(shè)備共同運作。在暖通空調(diào)安裝的過程中，相關(guān)的設(shè)計者應(yīng)全面地掌握信息模型，才能協(xié)調(diào)好各個部門之間的工作，才能讓相關(guān)的施工者獲得更好的交流，從而提升暖通空調(diào)的設(shè)計質(zhì)量和安裝效果。

6 結(jié)語

綜上所述，在暖通空調(diào)系統(tǒng)建設(shè)中，科學(xué)合理地運用BIM技術(shù)，可有效提高設(shè)計水平，降低設(shè)計成本和能耗。BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計過程中具有重要的應(yīng)用價值，因此，相關(guān)的建筑企業(yè)應(yīng)高度重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，積極地創(chuàng)新技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計方案，提高暖通空調(diào)設(shè)計的水平，提升暖通空調(diào)的安裝質(zhì)量和運作效果。