BIM技術在暖通空調設計中的應用分析

唐 順

深圳市盤古運營服務有限公司

BIM技術在暖通空調設計中的應用分析

唐 順

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暖通空調系統現在應成為建筑工程重要基礎設施，對改善室內環境具有重要意義，營造一個健康舒適的室內環境。但是就現狀來看，可以確定暖通空調系統運行能耗大，為貫徹落實節能降耗理念，就需要在原有基礎上對設計要點進行調整，積極應用BIM技術，對系統設計進行優化，在不影響基礎功能前提下，降低運行能耗。本文基于BIM技術特點，對其在暖通空調系統設計中應用要點進行了簡單分析。

BIM技術；暖通空調；系統設計

1 前言

將BIM技術應用到暖通空調系統設計中，通過參數化技術與建筑性能化模擬技術，對整個系統功能進行優化，并減少系統運行能耗，提高暖通空調建設綜合效果。即針對暖通空調系統采暖、空氣調節、通風等技術要點進行分析優化，進一步提升系統使用性能，并將環保理念貫徹到底，實現系統的標準化設計。

2 暖通空調設計特點

2.1 數據集成性

數據集成特點主要體現在暖通空調設計決策周期，設計周期越短則出現變更的可能性越大，產生的效果也越明顯。基于節能降耗理念，在對暖通空調系統進行設計時，需要在不影響其基礎功能前提下，減少各類運行損耗，并降低對環境的污染。針對此行業內已經開發了大量建筑模擬性能軟件，且軟件集成與暖通設計軟件存在密切聯系。其中，以節能軟件為例，其具有計算內核，可以對暖通空調整年能耗進行精確計算，并確定其動態負荷。與傳統設計方法相比，可以實現設備、節能與管理等多項元素綜合分析與利用，對實現系統與環境協調發展具有重要促進作用。

2.2 數據互通性

對于暖通空調系統的設計，要明確建筑幾何以及熱工協調性，將運行負荷控制在允許范圍內。在對管線進行規劃設計時，要綜合分析給排水工程、建筑構架、電氣等分項專業對空間的需求，將滿足結構承載力度、電氣負荷程度為基礎，使得建筑、電氣、設施以及結構等各項數據進行共享[1]。一方面可以在信息輸出過程中，以格式來進行交換，實現文件外部信息共享。暖通空調設計軟件的應用，包括水暖電、建筑結構等專業，假如輸出DWG格式的信息，則需要選擇DXF進行轉換，保證信息共享的高效性。

3 暖通空調設計中BIM技術應用要點

3.1 工程概述

以某建筑工程為例，建筑總面積56324㎡，總高度為25.3m，地上5層地下1層，建筑主體部分主要包括教學樓、學生宿舍、辦公樓等，其中，所占面積最大的學生宿舍[2]。地下1層為冷熱源機房，并安裝有2臺地源熱泵機，一臺額定制熱量為290kW，一臺額定制冷量為280kW。

3.2 暖通空調設計方案

(1)冷熱源。一方面，學生宿舍、餐廳、沐浴室。要求系統可以夏季供冷，設計為多聯機空調來提供所需冷負荷；冬季供暖則由鍋爐房提供二次供水，水溫度為94℃/73℃，經過熱轉換器后，所提供的二次熱水供回水溫度降低為85℃/60℃。另外，為滿足實際應用需求，還就學生宿舍屋面設置多肽太陽能熱水集熱器。另一方面，辦公樓、教學樓。此部分區域冷熱源設計，主要選擇為地源熱泵系統提供，可以滿足實際應用需求。

(2)負荷計算。暖通空調運行時將會產生冷熱負荷，在對負荷進行計算時，需要應用專業軟件，如常見的DeST能耗計算軟件，來對不同區域供冷、供熱實際負荷進行計算[3]。就該項目來說，運行負荷最大區域為教學樓，空調/供暖面積為1245W/m3，計算后負荷設計為117kW；負荷最小為餐廳和淋浴室，空調/供暖面積為132.5W/m3，計算后負荷設計為45kW主要受建筑面積大因素決定。

(3)設計方案。在針對學校不同區域進行暖通系統設計時，需要根據實際需求來分析，對于不同區域來說，系統性能設計上存在較大差異。例如餐廳區域設計，需要注意循環風功能要求，應設計新風系統，注意風機管盤的協調作用。而在對教學樓區域進行設計時，要保證空調系統以及供暖設備可以滿足實際應用需求，要求空調系統具有定風量全空氣熱回收性能。并且要設置兩種供暖系統，即散熱器供暖和地板輻射值班供暖。同時，學生宿舍作為起居主要區域，在設計時要注意空調與散熱器供暖的協調設計，以滿足實際應用需求，且不會造成能源浪費為目的。與學生宿舍有較大區別的教室辦公樓，可以選擇應用多聯機空調系統，與供暖系統保持一致，滿足日常供暖需求。

3.3 BIM技術應用

(1)BIM選擇。選擇應用Magi CAD軟件來進行該項目暖通空調系統設計，利用CAD與Revit兩個平臺設計，主要面向工程師、設計師等專業設計人員，尤其是在建筑信息模型軟件方面具有較大的應用優勢，可以滿足該項目實際設計要求。

(2)工作范圍。該項目暖通空調設計區域主要包括教學樓、餐廳、辦公樓等，全部應用BIM技術設計，針對地源熱泵、換熱站、空調水系統、散熱器供暖、空調風系統等進行協調設計，保證整個系統運行高效性。

(3)技術特點。①繪制方法。與二維設計中利用線不同組合，以及輔助文字、數字形式表達管線、設備投影關系不同，在應用BIM技術對管線、設備實際位置以及相互間連接方式進行表現時，除了線以外還包括點和面，可以更全面和完整的展示暖通空調系統特點。②表達方法。二維設計方法主要是聽過線不同組合與疊加方式，在二維投影內展示閥門、管道輪廓以及設備輪廓線等位置信息，并輔助文字、數字等，對相關高度、尺寸等信息進行補充。而BIM技術的應用，可以直接選擇管道、設備模型，并根據實際要求建立管道尺寸、高度與相關三維信息模型，表現形式更為明確，有助于施工人員更好的理解和掌握設計要點，降低施工作業難度。

3.4 設計效果

應用BIM技術來對暖通空調系統進行設計，建立三維可視化BIM模型，經過管線設計、BIM專業模型、碰撞報告等，并用過專業碰撞檢查和校核，在模型中確定各區域管線、設備，可以更直觀的表達管線連接與交叉方式。

4 結束語

將BIM技術應用到暖通空調系統設計中，需要基于其具有的特點，結合實際建設需求，對各節點進行優化分析，在不影響應用功能前提下，對設計方案進行優化。

[1]謝東哲.BIM技術在暖通空調設計中的應用[J].技術與市場,2016(10):75.

[2]梁小波.BIM技術在暖通空調設計中的應用[J].建材與裝飾,2016(38):105～106.

[3]張大鎮.BIM技術在暖通空調設計應用中的現狀分析[J].發電與空調,2016(2):62～65.