試論BIM技術在暖通空調設計中的應用

楊 紅

中國核工業二三建設有限公司 北京 101300

BIM技術雖然才發展了幾十年，但其在實際工程中的運用，主要是為了幫助設計者對空間管道的整體布局，使其更高效、更清楚地指導各個專業的管道設計。在實際項目中，BIM的設計者首先要進行施工；通過對結構的平面布局進行了三維建模，利用計算機對設計者中的平面進行了三維建模。然后，通過對大樓內各設備的專業設計圖進行全面的管道布置，并對其進行了全面的排布；管線與梁、柱、墻等土建內容的沖突進行了優化調整，使各個專業管道的設計最優化。空調機房的管道設計，最大的特點就是管道和管道都很大，空調、冷水、水泵等各種處理設施，管道錯綜復雜，施工難度很大。

通過BIM技術的應用，可以提前完成機房的管道布局，對管道進行優化，最終實現了不同專業管道的布局，達到更好的效果，從而極大地提高了吊頂的高度，滿足用戶的舒適性需求。而且BIM軟件還能根據設計者的設置，自動檢測建筑內部的凈高值，并根據超限的大小，用不同的顏色填滿。在狹窄的空間中，管道的布置需要高精度的設計模型。基于三維技術的BIM軟件，其設計精度非常高。它反映了產品的精度，產品的型號、規格、具體的參數等信息在產品的設計模型中都能看到。通過BIM技術，實現了高精度的三維建模，使設計者能夠更好地向用戶展示整個設計方案。這種高精度也有助于減少工程和設計圖紙的不同。

BIM技術在企業中的運用，極大地降低了能源消耗、材料浪費和環境污染，受到了社會各界的廣泛贊譽。BIM技術與傳統的平面繪圖技術相比，有較大的優越性。在空調系統設計和負荷計算上，我們應該繼續對它進行深入的研究和應用，并在各個領域進行更好的應用，從而推動整個行業的技術突破和更大的經濟效益。

1 BIM技術

BIM技術是通過構建3D模型數據信息庫，將施工過程和后期的施工過程完整呈現在用戶面前，實現實時數據共享，有效地降低了施工過程中的繁瑣工序，降低了工程造價。資訊的完整性；資訊的相關性；BIM技術具有信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性。利用BIM技術在暖通空調系統中的應用，使暖通空調系統由原來的二維平面設計轉變為更具優越性的三維造型，使其具有可視化、可出圖化、信息完整化的特點，從而使整個空調系統達到一個新的水平。

BIM三維設計可以實現設計、施工、運營各個環節的信息共享與傳統的CAD2D設計相比，BIM三維設計不但可以有效地改善暖通系統的設計質量，而且可以保證后期暖通空調的施工、安裝工作都能在整體設計的控制下進行。利用BIM技術建立暖通空調系統的三維建模，使用戶能夠直觀、清晰地看到建筑、空調設備、材料等各個環節的信息。同時，暖通系統的設計與建設進度也能實時顯示，在整個建筑的生命周期中，這一過程中的信息分享是至關重要的。在BIM三維建模中，保證了建筑、結構、機電三個專業之間的協調，從而節省了施工時間，降低了工程造價。通過BIM技術，對建筑物的信息進行了細致、全面的展示，使其能最直觀、最真實地反映出建筑物的特點，既能在故障出現后，準確地查找出問題的根源，又能在沒有發生的情況下，對其進行預報。另外，BIM技術可以把建筑的各部分置于一個整體的高度上，解決建筑、結構和設備的沖突，以提高設計者的工作效率[1]。

2 暖通空調設計技術

暖通空調，包括供暖、通風；供暖是通過對建筑物的內部進行供暖，為建筑物的內部供熱，從而使建筑物的頂部溫度滿足。而通風系統，是指在建筑項目開始使用的時候，通過機械和天然的風來改變室內的空氣，從而提高室內的空氣質量，從而達到保護人體健康的目的。空調就是要使房間里的空氣環境發生變化，不但要使氣流的流速有所變化，還要確保其內部的濕度。暖通系統的技術種類很多，采用的技術種類也很多，比如太陽能、地源熱泵等，這些技術都可以在一定程度上改變房間的內部環境，從而實現節能和環保的目的，為我國的建設事業作出自己的貢獻。不過，這種技術可以起到一些作用，但是在整個工程中，不可能有任何的變化和提高，所以在設計過程中，要強化對工程的調查和研究，要把所有的數據和數據都收集起來，從中吸取教訓，避免出現危險，從而達到最好的效果。隨著科技的飛速發展與發展，BIM技術能夠提高建筑結構的整體設計質量，提高建筑的整體設計質量，提高建筑質量，建立一個完整的數值模型體系，對工程的真實環境進行建模，減少設計的危險性，提高整體的設計質量。

3 BIM技術與暖通空調設計融合

BIM技術是一種基于建筑信息的 BIM技術，目前在建筑設計中得到了廣泛的應用，設計者可以按照工程的實際需求進行設計和建模，建立三維模型，對數據進行改進和完善，并對數據進行全方位的分析和研究，確保模型的精確度和精確度，并通過模型掌對設計方案和需求進行分析，從而全面提升設計的質量和水平。暖通空調系統的設計環節，必須運用 BIM技術，確保設計方案的合理運用，提高工作性能，確保各項基本工作的順利進行，并能在實際應用中達到建筑規范與要求。從當前暖通空調系統的設計現狀出發，指出 BIM技術的應用日益廣泛，它可以實現數字化技術向可視化的方向發展，使得非專業人士也能理解設計方案，減少危險，提高整體效果。暖通技術是設計圍堰中最重要的一項工作，它的關鍵在于如何有效地控制設計決策的時間，當決策的時間越短，對設計變更的影響也就越大，為減少資源的浪費，減少對環境的污染，就必須進行暖通空調系統的合理設計，國內的建筑市場也為此進行了大量的研究，并推出了大量的仿真軟件，這些軟件的發布與空調采暖系統的設計有著緊密的關系。其中最重要的是節能系統的設計，它需要計算出系統的核心，并對系統的能耗進行詳細地計算。實現暖通空調節能減排、降低生態環境污染、降低環境污染等嚴重問題，保證了其合理、高效的設計。在進行空調采暖系統的設計時，需要將電力、能源等信息進行共享，因此，在進行設計時，需要考慮到多個不同的空間，因此，信息的共享是至關重要的。在對數據進行處理的同時，采用格式互換的形式，使室內和室外的數據共用，要保證信息和數據的共享。

4 BIM技術在暖通空調設計中應用時的主要影響

4.1 冷源熱源差別

在設計、施工中，在進行空調采暖系統的安裝和設計時，要嚴格按照規范的要求，確定適當的安裝方法，并對所安裝的冷熱源進行合理的配置。比如學校食堂的安裝，宿舍浴室等暖通設備的安裝，都需要有專門的技術人員來檢查。冬天的時候，氣溫比較低，光靠暖氣是達不到合適的溫度的，所以可以通過鍋爐來加熱。夏天的時候，天氣比較熱，可以利用空調進行制冷，利用太陽能來滿足學生們的需要。利用地源熱泵，使辦公大樓和教學樓能滿足采暖、制冷的要求。

4.2 負荷計算空調系統

設計人員利用對空調的負荷進行了估算，利用此系統可以計算出多個地區供暖所帶來的實際負載。建筑面積對空調系統的負荷有一定的影響，有些區域承受的相對載荷比較大，有些區域則比較小。

4.3 暖通空調設計階段

在空調系統的展開設計中，各個地區的空調方案有很大的差別，因此，各地區的空調選擇和選擇方式也不盡相同。暖通空調系統在餐廳中的應用，應該確保整個食堂的空氣流通，宿舍供熱實行分戶供熱[2]。

5 BIM技術在暖通空調設計中應用的優勢

5.1 設計方面的總體優勢

BIM技術相對于傳統的采暖系統來說，可以有效地改善三維設計的結構，提高設計圖紙的完整性，同時也可以有效地解決傳統的建筑節能控制系統無法實現節能控制的缺陷。另外，在應用 BIM技術時，要充分理解和理解建筑系統中對應的暖通空調系統的連接方式、點與面的結構，并將其整合到一起，從而提高工程的信息化管理和設計管理的精確度和合理性。最關鍵的是， BIM技術可以建立起一個完整的三維系統，因此，它的處理方式和控制能力將會變得更加強大，從而有效地改善信息的精細管理和可靠性，從而保證工程監控和設計的整體效益。

5.2 能有效提升設計效率

BIM技術在暖通設計中的應用，不僅可以保證設計速度、數據建模等各環節都能有效地執行，還可以有效地集成各種產生的數據，保證設計方案和設計元素的靈活性，從而有效地改進技術管理方式。在暖通空調系統中應用 BIM技術時，設計者必須將相關的資料與系統集成到三維系統中，確保其方案更加完美，并能有效地維持細節的基礎品質，從而從根本上提高對應的設計過程的整體效益。

5.3 能更直觀地呈現出設計結構

在暖通空調系統中應用 BIM技術，保證了暖通系統的整體規劃與精益管理需求的協調統一，并利用該模式展示了特定的采暖系統的布局，保證了設計者能夠根據實際情況統一處理設計流程和設計方案，大大提高了暖通系統的整體效益。

6 暖通空調設計施工中BIM技術的應用

6.1 方案輔助設計

BIM技術用于方案的輔助設計可以有效地改善項目的科學化程度。在工程項目的規劃中，利用 BIM技術對項目進行建模，實現對各個項目的可視化表達。經過對比，可以使各種方案的可能性更為明顯，使其在諸多的方案中得到最清楚的、最合理的；設計得科學可行。在規劃時，要注重規劃的選取，要從地理環境、氣候、場所等方面進行科學的研究，并將其納入規劃的外在選擇中，從而達到科學化的目的。

6.2 管線綜合設計中的應用

在施工中，管道的整體布置是施工單位采暖空調的關鍵，為了確保空調設備在安裝后的正常運轉，避免由于施工期間發生的各種問題，而對采暖設備的正常運行造成一定的不利影響。在管道整體規劃中， BIM技術可以使整個管道整體規劃方案更加合理和科學，從而使整個系統建設的結果得到最好的優化。在對暖通系統進行全面的規劃時，通過 BIM技術，可以直觀地顯示管道的位置和位置，從而實現對管道的整體規劃。既可以減少工程的設計工作量，又可以確保工程的精度，同時也可以增加管道整體布置的精度。

6.3 創建三維視圖和平面視圖

在應用 BIM技術進行采暖設計時，為了便于在不同的樓層和不同的樓層之間進行有效的繪制，可以對建筑物進行建模，并對其進行3D建模。在設計模型的時候，可以將模型隱藏在視圖的范圍內，也可以將其他重要的部件設置成合適的位置，將與職業無關的參數隱藏起來，只提供給使用者有用的信息。

6.4 計算機輔助設計

在暖通空調系統的設計過程中，利用現代的電腦資訊技術，與常規的方法相比，不僅能提升整個建筑的效能，而且能改善位置、布局、朝向等的總體布局。在整個建筑物的規劃中，還應兼顧到具體的環境。比如，夏季要有良好的透氣性，冬季要有適當的保溫效果。利用電腦軟件進行 CAD輔助設計，可以從某種意義上改善和改進原有的方案，從而改善整個建筑的設計效果和質量。并可在施工中，依據施工現場的具體狀況做出適當的調整與計劃，以提高工程施工的科學性與實效性[3]。

6.5 施工環節的管控

在人員就緒后，BIM技術應當用于 HVAC的實際建設，其主要內容有：模型分析、管路系統模型、水管模型、審核、檢驗、確認、匯總及處理。

同一建筑的暖通空調設計，應當選用相應的軟件。在此，我們將會介紹 MagiCAD在實際應用中的應用，它具有很強的技巧，因此，在它的控制上，需要有專門的工程師和規劃者。同時，MagiCAD也可以有效地提高電腦自身的評價能力和復雜的設計能力。因此，MagiCAD軟件在工程項目的實際規劃中占有舉足輕重的地位。在大樓達到規劃建筑資訊模式的時候，由專業的工程師來設計作業。

第一，在對采暖系統進行優化、完善時，需要將其與三維工程模型相融合，對其進行深入的分析。因此，操作人員要全面地對空調設備的能源消耗進行全面的分析，并正確地評價空調的總載量，并做好制冷與供熱的報表。此外，員工們也要進行管線仿真，在仿真的同時，工作人員首先要構建 HAVC的數據庫，確保其力學特性的完整，另外，通過管線布局和通風網絡來實現3D模型的構建。BIM技術的持續使用使得雇員可以正確地調整相應的地點，即可以在系統的資料庫中，對模式的視圖進行自動調整和調整。特別是在識別和計量管線的壓力損耗時，要特別注意遵循有關的工業規范和標準。目前國內的某些行業法規和標準尚無明文規定，仍沿用外國的行業標準。

另外，因為通常的管線都比較大，所以需要更多的三維空間，不過大部分新的管線都會在大樓外面與內部的墻體發生沖突。為此，工作人員必須對管線和供水進行仿真，在建造供熱系統的同時，還要考慮到供熱和制冷的負載，再將其與管線、供熱管網的布局結合起來。一般的城市建筑工程都會有大量的水管，而且都是比較長的水管，一般都是通過市政管線輸送到地下，這樣的話，水管之間發生沖突和相交的可能性就比較大了[4]。

第二，審核工作結束后，工作人員將會對相關的工作進行總結，并對相關的數據進行分析，從而為電力、給水等方面的工作提供科學依據，從而提高工作效率。另外，在保證各個專業建設的前提下，對相關的資料進行匯總，以保證建設工程的順利進行，使其在暖通空調方面的指導作用得以充分發揮。在以 BIM技術為指導的設計產業中，協同工作的內涵、領域越來越深入，協同工作既要面對過長的協同戰線，又要有較大的協同難度，又要在方案標準上形成共識。因此，在進行BIM設計時，必須充分發揮其技術優勢，使設計中的數據資源共享，減少不必要的重復工作。

7 結語

綜上所述，暖通空調不但可以給人在四季都可以感受到良好的通風效果，同時又不會造成太大的能耗和對環境的影響，因此深受廣大市民的歡迎。BIM技術可以讓用戶的居住條件更符合用戶的需要，讓用戶可以在工作和工作中感受到更多的生活和工作，所以暖通系統可以通過技術的不斷完善和革新來獲得更多的數據和信息，從而進一步提高暖通系統的視覺效果，減少建筑的能源消耗。