暖通BIM技術的有效運用研究

王玉峰+吳剛

【摘要】隨著暖通空調的普及應用與發展，BIM技術在暖通空調中得到了廣泛的應用。本文以實際工程為例，通過科學的理論研究，對空調負荷的進行計算，通過冷熱源設計，簡要闡述了暖通空調的設計方法，對BIM設計的應用進行詳細的介紹。

【關鍵詞】暖通空調 BIM技術 應用

BIM即建筑信息模型，是一種以三維數字技術為基礎的，集成了建筑工程項目各種信息的工程數據模型。進入到21世紀起，大批的BIM技術得到了應用和推廣并實現了一定的突破，大量的BIM技術得到了發展。BIM技術拋棄了傳統的模式，逐漸向著4D計劃及動態模擬，以及5D造價管理發展。在本文中以暖通空調為例，探究暖通BIM技術的應用，發揮BIM技術的優勢，提升工作效率，為暖通設計提供便利和新的思路。

一、工程概括

以北京四中長陽校區為例，在運用BIM技術過程中將BIM技術的優勢充分發揮出來。此校區的建筑面積有55484m2 ，功能包含教學、辦公、宿舍及相關配套設施。在此建筑中，建筑類別分為多層民用公共建筑，地上5層，局部地下1層，建筑高度24m。

二、暖通空調設計的負荷計算和方案

目前比較通用的負荷計算是通過DeST能耗計算軟件計算出來的，計算內容是通過計算全年冷熱負荷來計算得出空調供暖的有關負荷以及熱水設計的負荷數值。計算求得禮堂餐廳的供冷負荷為560kw，供熱負荷522kw。教學樓供冷負荷為1250kw，供熱符合為1481kw。宿舍供熱為負荷287kw，廚房供熱負荷為560kw，生活熱水所需負荷為145.6kw。

設計采用地源熱泵系統作為空調冷熱源，在地下一層的冷熱源機房中，配有兩臺地熱源泵機組，單臺額定制冷量為289kw，制冷熱量288kw。制冷情況下的冷水供回水溫度為7℃/12℃，水源側溫度為30℃/35℃。在制熱情況下，熱水供回水的溫度在45℃/41℃，水源測溫度為7℃/3℃。并在建筑物旁邊的操場上，使用150個U型的地埋管換熱孔，間隔設置為4m，孔深為120m。計算求得全年累計的釋放冷量在150414kw.h，釋放熱量為151547kw.h。

設置在教師、辦公室和宿舍的供熱為：利用供回水經過換熱器之后二次供水換熱，在宿舍上方還備有太陽能熱水器進行供熱。供冷情況主要有多臺聯機空調系統實現供冷。

在辦公室和會議室設計了空調供暖措施，空調設計為多聯系空調和散熱器供暖，宿舍的空調供暖主要采用散熱器供暖，并增加預留分體空調。學校大禮堂的空調設計采用定風量全空氣熱回收空調系統提供，一般在過渡季和應急時啟動，空調系統能夠使得70%的新風得到運行。針對小操場的空調設計為多用定風量全空氣熱回收空調系統，底板輻射值班供暖。食堂餐廳設計為風機盤管和循環風空調結合的方式，并加新風系統。

三、暖通BIM技術的運用

應用BIM到暖通空調設計當中一般會用到MagiCAD軟件，這是一種專業的工程設計軟件，尤其是在機電專業人才中通用。設計教師及食堂和機電管道時，主要應用BIM技術在換熱站和地源熱泵以及空調系統上的應用。實際當中使用BIM，主要針對建模和管線綜合，最終得到一個BIM專業模型。

（1）BIM技術是不同于二維設計的，二維設計當中應用大量的線進行設計，通過線條的組合和疊加來實現設計。而應用BIM技術進行設計時，成品是由產品和各種管道進行建模的，能夠得到一整套的系統連接，這種方式得到的成品更能夠科學呈現暖通系統。一般來說，空調水管的支管安裝和連接最能夠體現出BIM設計的典型性。

（2）在制圖效率上，由于BIM設計設計時應用的都是產品和管道，所以在進行設計時應該嚴格依照設計人員的要求進行，并完整地輸入管徑信息和尺寸信息。但是當前由于設計人員并不是能夠充分的使用和熟練應用BIM技術，而BIM軟件的設計工作量十分龐大，這就使得BIM制圖效率并不高。

（3）應用BIM技術進行設計工作量更多的集中在軟件查找和分析，現在產品庫中挑選合適的設備模型，再安裝到模型當中。這就意味著一個豐富的產品庫可以為設計人員提供很大的便利。在這里尤其需要說明的一點是在產品庫當中的模型，都是受到廠家支持的，這些產品的尺寸和性能等參數都是受到廠家支持和保護的，而這些數據內容也恰恰是BIM模型中的重點內容。

一般來說，設計人員選定產品后，通過產品制作器進行自定義得到新的產品，加入到產品庫當中，會成為BIM設計中的重要產品來源。設計人員在設計新的產品時，通常是先復制一個既有尺寸的模型，然后進行編輯修改，最終得到新的產品。然后再通過項目管理文件建立該產品的各項信息，最終得到新的產品數據。

（4）就專業協作來說，二維設計的專業協作主要是通過平面圖、剖面圖來實現，這就意味著設計人員需要具有一定的相關專業知識，才能夠冥想出所需構建的形狀、位置，才能夠意識到專業間可能出現的沖突和影響。但是當設計人員的經驗不夠時就容易在碰到復雜的建筑形體時而產生錯誤，專業性協作出現誤差。

就BIM設計來說，其專業協作主要是通過三維信息來實現，構件的表現形式比較直觀，錯誤率大大降低。通過統一的數據平臺，相互協作、實時查詢、定期溝通就能夠使得專業協作變得更加順暢。

（5）由于BIM的直觀性，使得BIM設計的管線綜合能夠一目了然，清晰呈現。除此之外還能夠隨意選取剖面圖，很輕松地就生成剖面圖。在該設計結果當中，暖通空調設備、管道的材質和熱工性能等參數在打開三維模型后就能夠辨識清楚，效果直觀，非常形象。

四、結語

BIM就是具有可視化、信息化的有點，對于提升設計人員的工作效率，減少錯誤，節約成本具有重要的意義。設計人員應該緊跟時代發展的步伐，主動探索BIM設計的特點，研究和尋找BIM設計的方法和體系，爭取早點實現對BIM技術的熟練應用。

參考文獻：

[1]聶賢.暖通BIM技術在地下室管道綜合中的應用[J].建筑熱能通風空調，2014.

[2]董大綱，蔡悠笛，張杰.BIM技術在暖通空調設計中的應用初探[J].暖通空調，2013？.