BIM技术在暖通设计中的应用

BIM技术在暖通设计中的应用

李广,刘立勇,李征,周荷强,刘宏强,吴百顺

中建八局第一建设有限公司 山东 德州 251100

摘要：随着我国科学技术的不断发展，为多个行业提供了更加广阔的发展空间，多项技术手段都得到了更新及优化。BIM技术也被广泛的应用在了各类工程中，且取得了较好的效果，这项技术不但给工业行业提供了极大的便利，促进了我国工业化发展的脚步，同时还在很大程度上提高了我国工业化建设的水平。本次研究深入地研究了BIM技术在暖通设计中的具体应用情况。

关键词：BIM技术；暖通设计；空调设计；3D建模；HAVC系统

    引言：

暖通空调控制系统是指在居室及汽车从事供暖、通风技术和空气调节工作的控制系统及有关装置。暖通空调的三种主要功能是供暖、通风技术和空气调节工作，均具有相互交叉关系,其目的是在合理的布置、运行和维护成本下,创造适宜室温和适宜的室内空气品质。暖通空调控制系统的设计目的是为了构建有利于人体生活的居室或人工环境。利用供暖空调控制系统可调节室内空气的温和湿度,从而改善室内环境舒适性。但由于以往的建筑工程暖通设计中,方案大多采用二维图纸方法表现,并且要经过大批技术参数的测算,由于设计师精力有限,难免会存在设计错漏碰缺和现场施工净高不足等实际存在问题,对项目质量和造价成本的管控力度效果也不佳。而通过使用BIM技术,可以有效缓解相关问题。

1、BIM技术概述

BlM是指工程建设信息系统的建模，采用三维数字技术为基本，整合了工程项目中所有有关信息系统的工程技术数据模式，是对工程项目基础设施实体结构和功能特征的数字化表述。既是一种相互共享的工程技术知识资料,又是一种相互共享相关信息，并为该基础设施在从设计概念到拆除过程的整个生命周期中的各种决定提供了可靠基本的信息过程。在工程项目的各个阶段、各种利益关联方，通过从BlM中插入、获取、变更和调整工程建设信息系统,都能够为其相应工作的协调作业提供保障和反应。BlM技术作为一种新型的技术手段,已在当前中国国内建筑行业中获得了较为普遍的运用,其中暖通空调设计就是BlM技术运用的一个经典领域。

2、建筑暖通设计中BIM技术的应用

2.1前期准备

进行施工暖通设计时,设计人员需要根据实际施工情况运用BIM技术有效测算,并分析拥有条件、施工要求,确定设计方案,然后再根据施工单位的资质、资源状况和生产经营条件合理调整设计的资金投入方法,以提高施工暖通设计经济效益,从而减少现场施工中存在困难,提高暖通设计的施工质量。此外,设计工作人员还需要在运用BIM技术实施暖通设计时不断总结相关经验,在其他施工暖通设计时为线路布置、数据标注等提供技术基础。最后,在运用BIM技术进行施工及暖通设计时,工程设计人员还必须与其他相关专业工程的设计人员进行积极地沟通交流,以探讨设计方案中的技术缺陷,提升工程风险防范效率,并在施工中进行技术交底工作。

2.2建立模型

在建筑物暖通工程设计中,由于使用BIM科技可以更直接表现机械设备的规格、管道规格、管线由等,这样就使得相关工程技术人员所建筑设计的方法可以与建筑物实际需要保持一致。同时三维模型也必须与二维平面的设计参数保持一致,以避免与操作环境产生偏差。建筑会产生消防水管、风机、中央空调管道、电气桥架等大批管线,其中在廊道和机房处会更为繁杂。在施工暖通设计中运用了BIM施工技术,就可以高效处理管道线路工程设计中存在问题,从而保证了设计方案的规范化、科学化,节约项目施工时间,提高了设计效果,有效控制了施工成本。

2.3设计计算

BIM科技应用的最大优点,就是可以使建筑物供暖工程设计的方法更加三维化、可视化。在建筑设计时,工程设计人员往往需要根据当地气候变化、建筑物特点,综合考虑冷暖热源和管线自由方案。在以往的供暖工程设计中,往往需要对建筑物暖通空调的冷热负荷加以核算,计算主要依赖工程设计人员在二维图中按照建筑物空间格局和房间功用实行热负荷测算,但由于设计人精力有限,难免会发生计算结果偏差。而在建筑物暖通设计中可以运用BIM科技三维模型化,在当中添加气候、空气数据分析,形成四D模式,通过分楼面、分体系、分型号将各种数据分析信息统计分析成为报告资源,减少了总体的工程设计方法变更概率,从而做到了有效、合理安装。比如中国北方建筑物暖通控制系统方案设计,由于中国北方建筑物大多需要冬暖夏凉,同时,由于中国冬天气温比较低,对供热负荷量需求也很大，所以,在开展建筑物暖通设计工作时,有关工程技术人员就必须对建筑物的通风状况做出合理测算,并通过运用BIM等信息技术保证测算数值的一致正确性。主要过程是先测算建筑窗户全部开启状况下风流通速率,并检测室内外气温与相对湿度,比较相同调风状况下相同风速等级数值之间的差距。在建筑工程暖通设计过程中单一采用BIM信息技术进行的参数运算工作就比较复杂,因此,在实际工作中有关工程技术人员就必须主动使用其他信息技术辅助运算工作,将实际数据代入运算程式,再自行计算所需数值。

2.4场地环境分析

在施工暖通设计中受到建筑物内外的各种因素直接影响,所以,暖通设计时需要对直接影响的各种因素做出全方位综合分析。施工暖通设计中必须坚持实事求是原则,对建设施工现场环境的影响各种因素做出全方位综合剖析。使用BIM技术,在施工暖通设计的环境因素分析中,主要涉及到声环境和风环境的影响。利用测量施工现场风压和风力,构造施工暖通空调模型,仿真在大风环境下施工状况,避免出现滞风、涡流等情况。此外,由于利用BIM技术获取噪声数据,解析建筑物噪声调性范围和程度,从而工程设计更适合于住宅的暖通设计方案。对暖通设计方案合理性评估也可通过考察噪音。大多数建筑都对噪音面临着严格要求,所以在暖通系统设计阶段需要有关技术人员积极运用BIM技术精确、严谨地解析数据,工程设计的科学化、合理性方案。

2.5空间检查

建筑物空间检测首先根据建筑设计、构造、给排水管、电力、暖通等专业技术图样,建立三维空间模式,再根据建筑物各个区域净高特点,优化机电管道排布会方案设计,对建筑物的竖向设计空隙经过检测分析后,在不出现事故的技术基础上,通过运用BIM软件系统调节各专业方向的管道排布会,以最大限度地增加建筑物净空标高。然后,再根据排布会方案设计编制冲突检测报告和管道综合优化报表,在施工之前做好技术交底,以防止工程设计问题传导到施工。最后,将模块导入到Navisworks、Lumion、Fuzor等可视化的BIM软件系统中,提供各种三维空间视图模型、各视角的剖切视频、高度真实渲染图像和漫游视频动画,以丰富视觉环境,从而实现更高效的设计方案验证及与外部交流,大大地提高建筑物的暖通设计品质。

结语：

综上所述,在现阶段,对建筑的暖通设计要求正在逐步提高,但实际施工前仍需要确保设计的科学化、合理化。在实际工程设计阶段,通过运用BIM技术可以显著提高工程设计品质与效果。运用三维模拟、仿真分析、可视化数据分析等技术手段,对传统暖通设计中出现的不合理、不科学等问题加以改变,并以此达到设计的经济效益、可行性。由此可见,BIM技术对提高建筑施工的品质与效益起到了积极影响,而为了达到BIM技术的广泛应用,企业需要加大信息宣传,进而实现在建筑行业的蓬勃发展。

参考文献：

[1]王梓安.BIM技术在暖通设计中的应用[J].信息记录材料,2022,23(01):128-130.

[2]王文龙,周谷鸣,姚恒增,袁长松.浅析BIM技术在暖通空调系统设计中的应用[J].中国高新科技,2021(21):99-100.

[3]董晓然.BIM技术在暖通空调施工设计中的应用研究[J].住宅与房地产,2021(31):105-106.