BIM技術在暖通空調施工中的環保應用研究

孟曉濤（甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741025）

1 我國BIM技術的發展現狀

1.1 BIM技術的應用現狀

BIM 技術在我國應用發展十多年來，取得了一些明顯的效果。對建設單位更好的參與到項目實施過程有著重要的幫助；但是，因為各種各樣的客觀原因，每個企業實際導入的程度與本身具備BIM 技術的能力或運用BIM 技術成熟度并不一致。BIM技術的應用也只是集中在了一些大型工程，且沒有完善全過程的資訊管理；所以，目前我國的BIM發展情況還沒有到達國際先進水平。

1.2 BIM技術的人才現狀

目前，國內對于各類BIM軟件的培訓機構很多；中國圖學會從2012年也會每年組織兩次的BIM等級認證考試。但是從業人員還是普遍感覺培訓、考試效果有限。從而導致所學內容不能有效應用，最終導致人才匱乏。

2 暖通空調施工系統的能耗問題

2.1 暖通空調施工系統基礎

暖通空調施工系統主要是應用人工方法對建筑物內部環境的空氣四度（溫度、濕度、潔凈度、速度）進行調節；運行暖通空調系統，滿足消除熱濕負荷的要求。其主要由以下組成部分構成：冷熱源、空氣熱濕處理設備、動力設備（風機、水泵）、管道、調節部件。現有的空調系統主要有：集中式空調系統、半集中式空調系統、分散式空調系統。公共建筑中一般采用的是半集中式空調系統——風機盤管加新風系統。

2.2 能耗現狀

數據顯示，暖通空調系統的能耗占總建筑能耗的的比例達到了50%左右，也就是說，將會消耗大量的能源。另外，在各種車站、機場候車室等大空間、高密度人流場所空調能耗占主要部分。在這些場所，由于室內負荷波動大、空間大且熱環境難以保證等特性致使現行空調系統運行不穩定、耗電量大、空調效果差同時投資運行費用增加等情況。這些正是當前“節能、減排”面臨的嚴峻問題。

2.3 原因分析

運行空調系統，是為了消除室內熱濕負荷；而產生熱濕負荷的原因有：①建筑物的外墻、屋頂、門窗等圍護構件的傳熱負荷；②室內人員、設備、照明的散熱、散濕負荷；③設計新風及自然換氣熱濕負荷。

這其中，建筑物外圍護的傳熱負荷又是最主要的原因。因此,如何配合使用BIM技術，降低外圍護構件的傳熱能力，就成了一個重要的節能、環保措施了。

3 暖通空調施工系統對環境的影響

在空調系統運行過程中，很容易形成“城市熱島效應”，即：由于城市內具有很多的發熱源，包括有各種機器、鍋爐、交通工具，都將散發出大量的熱量，城區大量的建筑物和道路構成以磚石、水泥和瀝青等材料為主的下墊層，使地面風速減小，熱量蒸發減少，大量的熱量無法排出，導致城市氣溫比郊區高的現象。

近年來，應用氟作為制冷劑的空調系統越來越多，而氟的應用對大氣層有著嚴重的危害，導致紫外線強度變強，對人們的居住環境產生危害。

空調系統運行過程中，風機、電動機、風管、機組、末端設備都將產生噪聲，噪聲對人們的起居環境產生了極大的影響，也影響了室外的聲環境。

4 BIM+暖通空調系統設計

4.1 土建基礎設計

前文提到，建筑物的外墻、屋頂、門窗是建筑物產生熱濕負荷的重要因素，那么在進行土建基礎設計時，就必須考慮降低這些外圍護的傳熱性能；例如，對外窗來說，設計時給外窗加上百葉窗等遮陽設施；對外墻來說，在設計中反應出加厚外保溫層厚度等等措施降低外墻的蓄熱能力；在屋面加上綠色植被，來改善屋頂的熱工性能。大大改善了頂層室內的受熱情況。因此，在進行BIM 基礎建模設計時，降低外圍護的熱工性能對降低運行費用有著巨大的效果。

4.2 機電安裝基礎設計

在暖通BIM建模設計過程中，應根據不同功能的房間溫、濕度控制標準、控制精度、房間朝向、使用時間、潔凈度等級等因素將建筑物劃分為不同的空調區域，從而避免過冷過熱，減少冷熱抵消等現象，避免能源浪費。同時，在進行水系統設計時，盡量采用變流量的閉式循環水系統，變流量系統可以根據室內不同時段的熱濕負荷來調整冷水需求量，閉式循環系統可以減少水泵能耗。

4.3 利用BIM技術的全過程管理

BIM技術其中最大的一個特點就是可以滿足建設單位對建筑物投入運營之后的全過程協同管理；而暖通空調系統則是主要在夏、冬兩季運行，在此基礎上，就可以利用BIM 技術對暖通空調系統的運營系統進行控制，來保證減少空調系統的能耗。

利用BIM+暖通系統實現：空調系統運行過程監測和自動控制系統，包括參數檢測、參數與設置狀態顯示、自動調節與控制、工況自動轉換等。在此基礎上，建立行之有效的能耗管理體系及管理制度。

空調系統實行的是獨立耗電核算制，不僅對空調系統裝設獨立電表，還應該在每臺機組、水泵、風機上裝設獨立電表，可直觀了解空調系統運行的耗能情況，并進行相應的節能措施。那么在運行過程中，將以上數據反映到BIM 軟件客戶端（PC+APP）。就可以時刻觀察運行成本的變化。

5 結語

暖通空調系統運行能耗很高，還會產生較大的環境污染；BIM技術恰好能夠在設計階段對所有的設計漏洞及技術難點進行彌補。因此，在初步設計過程中，綜合考慮BIM技術應用帶來的全過程咨詢及管理的優勢，將給建筑行業的節能、環保事業帶來很大的幫助。