BIM技術的空調系統優化設計研究

陳 密

杭州市城建開發集團有限公司

BIM技術的空調系統優化設計研究

陳 密

杭州市城建開發集團有限公司

我國建筑能耗占社會總能耗的三分之一，尤其是建筑能耗中的空調系統能耗最為嚴重，所以對空調系統進行優化設計，并不斷的降低空調系統能耗是非常重要的。BIM技術作為新型技術，在各種領域得到了較為廣泛的運用，而BIM技術在空調系統優化設計中的運用，不僅能夠達到節能的目的，還可以使空調系統的設計更加便捷。文中主要針對BIM技術的空調系統優化設計展開研究，首先對BIM技術進行概述，最后對BIM技術的空調系統優化設計進行分析，僅供參考。

BIM技術；空調系統；優化設計

1 BIM技術概述

BIM技術也就是所謂的建筑信息模型，主要就是通過對建筑項目中的每項信息數據進行收集，并以此為基礎，建立三維建筑模型，之后借助數字信息仿真來對建筑物中的全部信息進行模擬。BIM技術能夠把建設方、承包方以及設計方等參與工程中的所有參與方放到同一平臺上，實現建筑信息模型共享，在一定程度上能夠達到建筑項目工程可視化以及精細化施工建設的目的。BIM技術具有多個方面的特征，主要有：（1）模擬性特征。BIM技術的模擬性功能，除了能夠對實際的建筑物進行模擬之外，還可以模擬在現實生活中不可以進行操作的事物。設計階段的BIM技術的運用能夠對設計中需要進行模擬的事物進行模擬實驗，比如，節能模擬、緊急輸送通道模擬等。不管是招標階段還是施工階段都可以通過4D的方式，并結合施工組織設計來對實際施工進行模擬，以此來對合理的施工方案進行判定。不僅如此，在后期運營階段還可以對緊急情況進行模擬。（2）優化性特征。BIM技術的優化型特征主要就是針對項目方案以及特殊項目的設計進行優化處理，①項目方案的優化。通過將項目設計與投資回報分析相互結合的方式，以設計變化為基準，來對投資回報的影響進行計算，這樣在眾多方案中有利于項目方案的選擇。②特殊項目的設計優化。特殊項目主要是指比較異形的設計，別不，裙樓、幕墻等，盡管這些特殊項目在整體比例中所占據的比例比較小，但是不管是在投資上還是工作量上都是比較大的，不僅如此，這些特殊項目也是建筑項目施工中的難點以及出現問題最多的地方，所以對這些項目進行方案設計優化是很有必要的。（3）一體化性特征。BIM技術的一體化性特征主要體現在不管是在設計階段還是施工階段，或者是后期的運營階段，都可以通過利用BIM技術來實現對整體項目過程的一體化管理。

2 BIM技術的空調系統優化設計分析

2.1 空調系統前期階段的設計優化

空調系統的前期階段主要指的是建筑設計階段，也就是說，在對建筑進行設計的過程中，就需要對空調系統所涉及到的結構能耗性能以及自然通風等影響建筑能耗的各種因素進行全面的考量，以此來建造出節能優化的建筑，從而減少空調系統的設計荷載，也是實現建筑節能效果提升的重要方法。在對空調系統前的設計優化主要分為四個步驟：（1）通過Revit軟件來對BIM模型進行構建；（2）對BIM模型的數據進行轉換；（3）利用Design?builder軟件來對建筑的性能進行全面的分析；（4）將優化之后的最終效果反饋到Revit中，以便對模型進行調整。

2.2 空調系統設計方案的優化

在對空調系統進行設計的過程中一定要按照從淺至深以及逐步細化的準則來進行設計。空調系統的最初設計方案的合理與否將會對整體設計過程產生直接的影響，所以保證其方案的合理性，不僅能夠提升設計的效率，還是對空調系統設計方案進行優化的前提條件。就目前而言，空調系統設計方案的確定主要是依照空調系統的特點以及應用的場所來進行確定，以此來選擇出更加合適的設計方案。但是這種方案確定的方法具有非常強的理論性，倘若采用這種方法來對空調系統的設計方案進行確定的話，會與實際的情況有所差距。

BIM技術的空調系統設計方案主要是通過對Revit軟件中的建筑BIM模型加以利用，并在Designbuilder軟件直接導入模型，這樣不僅能夠減少模型分析的時間，還可以省略二次建模，有利于分析效率的提升，不僅如此，還可以實現對BIM模型的充分運用，進而對BIM的應用空間進行擴展。對于空調系統設計方案的優化過程主要分為四步，分別是：（1）對空調系統的方案進行制定；（2）對空調系統中每個設備與運行的參數進行設置；（3）對空調系統的運行進行模擬；（4）對空調系統設計方案進行分析比較，并反饋。

2.3 空調系統CFD的優化

空調系統不僅對室外的環境變化有著直接的關聯，還與室外的天氣變化緊密相連，因此就會導致空調系統外部的設備性能會受到室外氣象參數變化的影響，而室內末端風口等分布的不同也會對室內氣流組織以及舒適性產生一定的影響。通過對空調系統中建筑室外與室內CFD進行模擬，在空調系統設備優化布置上有著一定的促進作用。CFD主要是利用計算機來對流體的流動性質進行分析，先對空間內氣流的數值模型進行構建，之后對室內各位置的參數與邊界條件進行定義，進而對室內的溫度以及速度的分布狀況進行模擬，這樣能夠直觀的對模擬的最終效果進行顯示。

2.4 空調系統數據BIM集成

在對空調系統進行優化設計的過程中會產生大量的分析數據，因此這些數據也應得到充分的利用。把建筑中的全部分析數據進行整理，并存在BIM分析數據庫中，之后和BIM模型相互關聯，使其成為BIM模型中的一部分，進而為各階段的設計提供依據。對于空調系統設計方案的優化會獲得各種建筑能耗的分析結果，之后再把這些分析結果導出，形成IDF數據格式、word文本形式與能耗分析圖表。在對空調系統中的CFD進行模擬的過程中，不僅獲得了室內外空間的CFD分析模型，還取得了關于溫度以及速度的云圖結果，所以可以把CFD網絡分析模型進行導出，以便為其他階段的模擬進行參考與分析，除此之外，還要導出每個房間的CFD云圖結果，并與BIM模型中的每個相對應的房間進行連接。這些有效的分析數據便匯集成了BIM分析數據庫，并且進行了不斷的共享與擴展，使BIM模型的信息數據量更加的豐富與詳細。

3 結束語

總而言之，通過對BIM技術的空調系統優化設計進行研究，并對空調系統前期的設計優化、空調系統設計方案的優化、空調系統CFD模擬以及空調系統BIM集成這四個優化過程進行全面的分析，進而為BIM技術的空調系統優化設計奠定基礎，實現了建筑的節能。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.058