暖通空調設計中BIM技術的應用

樊志霞 容海川城鄉規劃設計有限公司

1 前言

BIM技術在暖通空調設計中的應用，可通過該技術的模擬和參數化功能對暖通空調系統加以優化和調整，對系統功能予以擴展和科學管控，發揮出暖通空調在建筑中的作用優勢，為人們提供良好的生活環境。

2 暖通空調設計中BIM技術的優勢

暖通空調設計中，BIM技術的應用為設計數據提供了良好的信息管理平臺，設計人員可在BIM模型的作用下，實現系統參數的調整和優化，加強設計的可行性、合理性，減少時間和成本上的消耗，為后續作業開展提供可靠保障。BIM技術在暖通空調設計中的應用優勢為：

一是強化視覺感。BIM技術可借助三維模型的構建，將暖通空調各系統參數及性能數據羅列其中，直觀的展示在設計人員眼前，便于設計人員開展參數審核和調整。同時在立體模型作用下，生成直觀的三維圖紙，明確了解設計后的整體效果，及時找出其中異常項并加以改善，加強設計的有效性。

二是計算精準性。BIM 技術的應用可構建5D 數據庫，為工程量計算、預算編制提供全面精準的數據支持。隨著BIM技術的不斷精進，數據庫的精準性也在提高，為設計人員提供的信息數據也越來越齊全，保證了各項參數計算的準確度。同時該技術的應用還可滿足自動化計算要求，提高設計工作的效率。

三是虛擬施工。BIM 的可視化和模擬化功能可將暖通空調設計內容以動態化的形式展現出來，直觀的演繹各環節的作業內容，方便設計人員了解整個施工過程，并通過與施工方、監理方的溝通交流，對其中不合理結構加以調整。

3 BIM技術在暖通空調設計中的應用

3.1 二維繪圖

在二維圖紙設計中，以往設計人員需要利用投影輪廓的方式對設備設施的位置及占用空間予以展示和詳細標注。而在BIM 技術應用后，數據庫內詳細存儲了廠家提供的設備信息數據，內容較為齊全，在二維圖紙設計中，可直接調取數據庫中的信息資料，完成位置標注和空間規劃，不僅節省了更多時間，降低了設計人員的工作量，也加強了標注的精準性，降低了設計難度。另外，在傳統二維圖紙設計中，工作人員在管徑數據錄入時多采用人工作業方式，工作效率低，容易出現偏差，而BIM技術則可避免這一問題，使用數據導入功能即可完成上述作業，大大提升工作的效率。

3.2 管線綜合規劃

圖1 BIM在管線綜合規劃中的運用

暖通空調設計中，管線綜合規劃是非常重要的環節，該項設計將直接決定暖通空調系統的正常運行。在設計活動中，設計人員需先確定管線位置，綜合考量現場情況及存在的交叉作業，確定暖通空調管線的位置及走向，保證管線連接順暢性，保證系統的正常運行。BIM技術在這一過程中可發揮自身優勢和作用，對管線位置及走向實行綜合考量，合理規劃管線內容（如圖1），維持運營的穩定性。正如前文提及的，BIM 技術相較于傳統的方法與技術，最大的優勢就在于圖像結構都是以三維的方式加以呈現的，這一點在管線綜合設計中也不例外。所有的管道路線均以立體形式呈現，方便施工人員查看與參考，增大施工的正確率，為建設方呈現高質量的工程。

3.3 三維圖紙

一是專業項目樣板的制作。在暖通空調設計中，專業項目樣板的制作是基礎環節。由于專業項目樣板中需要導入的數據文件較多，如線型設定、顯示方式、字體和字形大小、風管附件族文件、機械設備族文件等，BIM 技術需要對這些數據文件實施科學管理，確保導入的合理性，樣板制作的可靠性。不過就目前技術而言，還存在不完善之處，仍需人工輔助以加強設計效果。

二是三維圖紙的制作和輸出。BIM 技術為暖通空調設計提供了較多幫助，通過立體模型的構建，直觀顯示設計內容，還可將立體模型直接轉化成平面圖紙打印出來，便于作業人員準確了解設計要點，為后續作業開展提供幫助。不過當前部分設計在BIM 系統中完成制作后，仍需在傳統的CAD 系統中承接后續的工作，因此BIM 技術還需要繼續發展，實現BIM技術的多元化應用，達到最佳效果。

3.4 擴展功能

一是負荷計算。BIM 技術在暖通空調設計中的應用可完成相關參數的自動化計算，計算結果精準度高，為設計優化和工作開展提供幫助。利用BIM 技術完成負荷計算，可為暖通空調設計方案及后續施工調整提供可靠依據。不過與發達國家相比，我國的BIM系統還存在一定不足，負荷計算中仍存在一些問題有待進一步解決。又由于所處區域的不同，對暖通空調性能要求也存在差異，相應的負荷要求也有所不同，統一的負荷計算方式會產生偏差，需要相關職能人員，對BIM系統做出進一步的調整與開發。

二是風系統阻力計算。風系統阻力計算是暖通空調設計中經常被忽視的環節。應用BIM 技術可解決這一難題，并給出相應的阻力參數數值。不過由于BIM系統體系的完善度不高，在風系統阻力計算模塊的設計中存在部分弊端。故而在后續的功能設計中，要將風系統阻力計算納入重點研究內容，加大建筑工程從業人員的關注，為后續的暖通設計打下堅實的基礎。

圖2 為施工提供指導

三是施工指導。鑒于BIM 的多元化功能，在實際施工中也起到了很好的指導作用。暖通空調設計在實際落實中，可利用BIM 技術對設計文件進行快速導出，以不同形式傳輸到相關部門中，便于工作人員準確了解施工內容和要點（如圖2），針對設計內容做好人力、物力的調配，進而推動施工作業的順利進行。同時在設計方案指導下，規范施工工序和流程，提高施工的質量。

4 BIM技術的應用案例

本文以某山區教學樓、辦公樓、宿舍樓的暖通空調設計為例，詳細闡述了BIM技術在其中的應用優勢，以期優化暖通空調設計水平，保障施工的安全。

4.1 二維圖紙設計

傳統的暖通空調二維圖紙設計多是借助投影輪廓方式及人工調整等形式實現的，在整個過程中，難免會存在偏差和失誤，并導致設備設施的位置和占地空間出現問題，阻礙設計工作，抑制后期施工作業的開展。再者，反復校對也會增加設計工作量，加大設計人員的負擔。而使用BIM 技術后，利用BIM數據庫中信息資料的科學導入，借助專業軟件的校對，則能完成設備設施位置確定及占地空間面積的規劃，大大節省設計時間，降低工作難度，提高作業效率。

4.2 三維空間數據模型的構建

二維圖紙中難以將管材型號和參數信息顯示出來，為后續作業的開展帶來一定的難度。而利用BIM 技術后，則可通過三維空間數據模型的建立，詳細清晰的展示上述內容，為工作人員提供更多依據。在打開三維立體空間數據信息模型后，可以快速提取不同設備的參數信息，以及管道結構特征、配置位置與占用空間等基本信息，為后續設計工作提供有利條件。

另外，BIM下的三維空間數據模型還能準確掌握管道與閥門的連接信息，找出其中的問題項，并做好管道調節工作。與二維平面圖紙不同，在三維空間數據模型中開展管道位置及相關參數的調整，與之關聯的內容也會一并發生改變，進而降低設計難度，加快設計進程，更好的維持連接位置的可靠性，避免施工中各類問題的產生。

5 結束語

暖通空調設計中BIM 技術的應用，一方面做到了設計內容的科學調整和優化，降低設計人員工作量及工作難度，另一方面還可以加強設計的可行性、合理性與可靠性，及時發現和解決設計中存在的問題，為暖通空調系統的施工和使用奠定堅實基礎。不過我國在BIM 技術的應用上還存在一定的不足，還需要相關作業人員加大研究力度，不斷完善技術功能，以此為暖通空調設計工作助力。