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

1.王建赟 2.李 洋

1.濰坊市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 2.山東意匠建筑設(shè)計(jì)有限公司

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

1.王建赟 2.李 洋

1.濰坊市建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 2.山東意匠建筑設(shè)計(jì)有限公司

近年來(lái)，隨著B(niǎo)IM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用，對(duì)于整個(gè)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的行業(yè)而言，其產(chǎn)生的影響是非常深遠(yuǎn)的，它的應(yīng)用可以全面的發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和三維參數(shù)化有非常重要的意義。BIM技術(shù)有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，其運(yùn)行起來(lái)能夠創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中有效結(jié)合BIM技術(shù)，全面發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，有利于提高工程施工效率與施工質(zhì)量，延長(zhǎng)暖通空調(diào)的使用年限。本文對(duì)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)特征進(jìn)行了闡述，重點(diǎn)對(duì)BIM技術(shù)在暖通空調(diào)中的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并論述其應(yīng)用的價(jià)值，希望在促進(jìn)暖通空調(diào)工程的施工質(zhì)量的同時(shí)給予更多的參考。

BIM技術(shù)；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 、前言

很多數(shù)據(jù)說(shuō)明，暖通空調(diào)產(chǎn)生的能源消耗占據(jù)我國(guó)能源總消耗的的15%，并且暖通空調(diào)對(duì)設(shè)計(jì)方面的技術(shù)有著非常高的要求，其技術(shù)特點(diǎn)主要是在采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)等方面的技術(shù)應(yīng)用?；诖?，很多暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)人員把重點(diǎn)都放在如何優(yōu)化和改善暖通空調(diào)的技術(shù)研究上、如何提升暖通空調(diào)的使用性能以及如何保證暖通空調(diào)的環(huán)保理念、降低能耗并提高人們的生活質(zhì)量。正確的把BIM技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，最終符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和目標(biāo)。

2 、設(shè)計(jì)暖通空調(diào)應(yīng)注意的特性

2.1 數(shù)據(jù)信息共享。暖通空調(diào)內(nèi)部使用的元器件很多，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到暖通空調(diào)內(nèi)部的細(xì)節(jié)問(wèn)題，做好各個(gè)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)要綜合考慮建筑幾何和熱量工程來(lái)確定暖通空調(diào)的允許負(fù)荷；設(shè)計(jì)管線的時(shí)候要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)管線空間，為給排水工程和室內(nèi)其他電氣設(shè)施留下充足的空間，確定建筑結(jié)構(gòu)可以承載這些重壓，電氣設(shè)備的運(yùn)行不會(huì)超過(guò)負(fù)荷。因此設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)要掌握房屋建筑結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)施等的數(shù)據(jù)信息。為了實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)工程數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)信息共享，不但要在工程內(nèi)部做好數(shù)據(jù)共享工作，在輸出信息時(shí)，要保存合理的格式，確保數(shù)據(jù)信息在文件外部也可以實(shí)現(xiàn)共享功能。

2.2 注意數(shù)據(jù)集成。在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)要考慮到數(shù)據(jù)集成設(shè)計(jì)，通過(guò)數(shù)據(jù)集成設(shè)計(jì)確定設(shè)計(jì)的決策周期。決策周期的長(zhǎng)短對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的影響巨大，如果決策周期太長(zhǎng)，那么變更設(shè)計(jì)就不會(huì)有明顯效果。研究人員為了減少能耗，開(kāi)發(fā)研制了許多軟件來(lái)模擬建筑性能，這些軟件繼承對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)影響巨大。比如可以通過(guò)節(jié)能軟件的計(jì)算內(nèi)核粗略計(jì)算暖通空調(diào)能耗和當(dāng)前負(fù)荷，改善了傳統(tǒng)的計(jì)算方法，并且可以考慮鳳、光和熱等新興能源，減少暖通空調(diào)能耗，保護(hù)環(huán)境。

3 、BIM技術(shù)在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

3.1 設(shè)計(jì)冷熱源暖通空調(diào)。在各類大型建筑物內(nèi)部的布置，要首先劃分區(qū)域配置冷熱源，在不同區(qū)域內(nèi)選擇相應(yīng)的布置方案。例如：學(xué)校宿舍內(nèi)部、餐廳、澡堂等區(qū)域，需要考慮時(shí)節(jié)的轉(zhuǎn)變因素；在夏季，主要通過(guò)聯(lián)機(jī)空調(diào)進(jìn)行冷負(fù)荷運(yùn)作；在冬季，因天氣過(guò)于寒冷，聯(lián)機(jī)空調(diào)的制熱性能難以滿足具體需求，需要鍋爐設(shè)備的支持。在整體供給環(huán)節(jié)中，供水溫度存在差異性，其運(yùn)行原理主要通過(guò)熱轉(zhuǎn)化設(shè)備。因?qū)W生的用水量過(guò)大且用水時(shí)間聚集，該類型的冷熱設(shè)計(jì)難以滿足學(xué)生的不同要求，使用太陽(yáng)能可以改善這一現(xiàn)狀。此外，學(xué)校內(nèi)部的教學(xué)樓和辦公樓，則可以選擇地源熱泵滿足平時(shí)工作、學(xué)習(xí)中的供冷與供暖需求。

3.2 負(fù)荷的計(jì)算。由于空調(diào)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)形成相應(yīng)的冷熱負(fù)荷，該負(fù)荷的計(jì)算需要選擇專門(mén)的軟件。如Dest能核算軟件，能夠精確核算出不同區(qū)域內(nèi)供熱與供暖作業(yè)的負(fù)荷量。不難發(fā)現(xiàn)，在建筑工程的全部區(qū)域內(nèi)，部分區(qū)域的負(fù)荷程度過(guò)高，部分區(qū)域的負(fù)荷程度則相對(duì)較低，主要原因在于受到建筑面積的影響。

3.3 設(shè)計(jì)方案。在暖通空調(diào)工程的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要針對(duì)不同區(qū)域制定相對(duì)合理的設(shè)計(jì)方案，這部分設(shè)計(jì)方案，在選擇空調(diào)與運(yùn)作方式等方面存在顯著差異。如餐廳內(nèi)的空調(diào)運(yùn)作，要發(fā)揮循環(huán)風(fēng)作用，選擇新風(fēng)體系，并發(fā)揮風(fēng)機(jī)管盤(pán)的協(xié)調(diào)功能，與此同時(shí)，校園內(nèi)辦公樓和教學(xué)樓的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)方案與體系的要求較高，需要考慮供暖設(shè)備的功能發(fā)揮。要提高空調(diào)系統(tǒng)的定風(fēng)量和空氣熱收回效果，分別構(gòu)建散熱器供暖和地板輻射值班供暖兩大體系；宿舍樓可以只選擇分體空調(diào)和散熱器供暖。

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

4.1 在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的使用范圍通常情況下，BIM技術(shù)都會(huì)在一些規(guī)模比較大的建筑工程中進(jìn)行應(yīng)用，比如教學(xué)樓、辦公樓、圖書(shū)館和餐廳等領(lǐng)域。由于BIM技術(shù)中包含的技能、知識(shí)與暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的很多地方比較相似，比如，它們都需要地源熱泵和換熱站，又比如，BIM技術(shù)所使用的供熱體系和空調(diào)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)當(dāng)中有比較良好的適用性。

4.2 在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，BIM技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用無(wú)論是什么建筑物，其在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的時(shí)候，都需要合理、科學(xué)的選擇一款適合的軟件進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。不同的建筑物所使用的軟件不同，不同的軟件對(duì)于工程師的專業(yè)要求也不一樣。因此，在對(duì)模型軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要專業(yè)的人員進(jìn)行規(guī)范的指導(dǎo)操作，以確保軟件的操作性符合規(guī)范。

4.3 BIM技術(shù)與傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的不同之處。隨著科技水平的進(jìn)步，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)科學(xué)、先進(jìn)的BIM技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量和設(shè)計(jì)的效率。BIM技術(shù)與傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)在表達(dá)和運(yùn)行方面存在比較大的差異性。BIM技術(shù)是采用點(diǎn)、面結(jié)合的運(yùn)行方式進(jìn)行暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)，這樣可以全面的控制規(guī)劃體系；而傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)是采用線組合的設(shè)計(jì)方式，這樣雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)某個(gè)方面進(jìn)行多元化的表達(dá)，但是，對(duì)整個(gè)規(guī)劃體不能進(jìn)行全面的考慮。

4.4 可以直觀的展現(xiàn)管道內(nèi)的狀況。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)可以對(duì)不同的專業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)，然后形成管道綜合，而且我們能夠?qū)γ恳粋€(gè)區(qū)域內(nèi)的管道綜合的實(shí)際情況進(jìn)行直觀的觀察，避免了繪制模型的環(huán)節(jié)，能夠有效的降低設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并加快了后期的施工進(jìn)度和質(zhì)量。

5 、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)的應(yīng)用，其實(shí)是個(gè)工作模式的改變，如同早期的“甩圖板”。它的成熟并不是一個(gè)部門(mén)、一家公司所能做到的，它需要政府相關(guān)部門(mén)、行業(yè)相關(guān)單位共同配合、共同推進(jìn)。

[1]宋謹(jǐn)領(lǐng).BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2016，36：59.