暖通空调设计中BIM技术运用分析

暖通空调设计中BIM技术运用分析

韩传璞陈昊旸

航天规划设计集团有限公司 100071

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摘要：近些年来，在我国社会主义现代化建设的脚步逐渐加快的背景下，人们对于居住体验有了更高的追求，从而促进了我国建筑工程领域迎来了崭新的发展空间。与此同时，暖通空调工程也成为人们高度瞩目的项目之一。BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑数据、信息的整合实现其在项目策划、运行和维护的全生命周期中的共享和传递，方便工程技术人员对各种建筑信息的正确理解和高效应对。在建筑暖通设计中，BIM技术的应用对于提高设计效率、减少施工问题以及节省出图和调整图面的时间等方面具有显著优势。

关键词：暖通空调设计；BIM技术；运用

引言

BIM技术实质上是数字化的建筑技术，为未来建筑提供彻底改变当代建筑设计和运行维护的机会，它应用的最大价值在于打通建筑的全生命周期。

1暖通空调系统的工作原理

暖通空调系统由冷热源、空气处理设备、空气与冷热水的传输以及室外终端设备组成。夏天来临时，制冷机可以供应冷却水或液体制冷剂，而在冬天，则可以通过锅炉供应蒸汽或热水。输配系统将冷热水输送到空调设备，使空调系统处于送风状态，经处理后的冷热空气进入室内，或将热水送往室内的空调设备，利用热量交换，可以保证房间处于恒温状态。

2BIM技术特点

2.1可视化

BIM技术可以创建高度详细的三维建模，包括建筑结构、暖通空调系统、管道、设备等，这使得设计团队能够以更直观的方式理解和协调系统的布局。可视化工具使设计团队能够在设计阶段检测到潜在的空间冲突，有助于在施工前解决问题，减少施工现场的修改和调整。通过可视化结果，设计者可以更好地理解系统性能，优化设计方案。这种信息管理与传播方式，在一定程度上增加了理解设计意图的难度，极易造成理解偏差。而采用BIM，则能够对整个设计过程进行可视化管理，在一定程度上能够做到操作精准化，并有效提升空调设计的质量。

2.2协调性

将BIM技术应用于暖通空调设计中，可以更加清晰地呈现全局概念，各工作环节中涉及的技术以及数据均能通过BIM技术进行展示，提高信息交流，保证各方面信息沟通的便捷性和有效性。同时此技术可促使各部门对自身工作内容以及工作效果进行更加清晰的认识，从而促进其对自身工作进行优化，有效提升工程整体协调性。

3暖通空调设计中BIM技术运用

3.1管线优化

三维界面便于快速且直观地理解空间，并针对重点区域进行管线调整和优化。冷热源的布局及主机房的设置是暖通专业的系统核心，对项目后期的运营效果、使用周期影响颇多。以某工程项目为例，某项目总建筑面积为173 500 m²，建筑功能为医疗科研及科研配套，空调冷源采用电动水冷式冷水机组，机房设置于地下室，内部设有2台离心式水冷制冷机组及2台螺杆式水冷制冷机组，另外考虑在可回收余热充足时，采用2台螺杆式水热泵机组回收冷水机组冷却水热量用于提供生活热水的用热需求，也设于制冷机房内。冷热源主机房内一般空间较为紧凑，设备多、管线大且交错繁杂，并兼顾检修和可操作空间、运输的进出通道等。在Revit中搭建机房内部模型，根据设备样本还原实际尺寸的设备族并附带参数信息，实现机电整体布局，最大程度上优化了布置。

3.2管线平衡的综合演示与虚拟创造

借助三维立体信息模型的全面应用，可以在每项机械设备安装任务中，对管道进行冲击性检测。为了实现管道最佳配置，可以持续地运用调整后的管道优化作业空间，从而显著减少重复施工造成的时间、劳动力和物质资源的损耗。在进行深度的管道规划时，可以利用由各种相互连接的机械和电子部分建立的三维信息模型，来预先实现机械和电子建筑项目的模拟建造，直观地把建筑效果呈现出来，从而让工程管理者的决定和建筑的全貌都可以被公众看到。在深化基本构思阶段，已经构筑了一系列三维机械部件模型，能够在开始施工前就实现该项目的模拟建筑展示，清晰地展示出施工效果，促使管理者的决定在所有的机械部件，及其相关领域内都能得到实时展示。

3.3在冷热源设计中的运用

在进行冷热源设计的时候，需要先对其需求进行分析，并进行冷热方面的调节，保证空调设备的使用寿命。这一流程在使用传统方式的设计时是很难达成的，并且不能对信息进行控制，那么设计人员就要应用BIM技术，来确保设计信息为后续的设计提供信息上的保障。在实际的设计过程中，暖通空调自身的冷热源需要按照区域来决定，不同的区域对冷热源的需求也是不同的，所以设计人员就可以应用DeST软件，来计算出暖通空调当中的冷热负荷，按照计算出的结果来找到具体的负荷区域，利用计算机可以充分地降低计算出现的误差现象，使得冷热负荷的计算更加的准确，为后续的设计提供一定的支持。

3.4专业间的协作

BIM设计对比ＣＡＤ二维设计比较大的不同是模型修改量较大，但是设计过程修改是没法避免的。通常项目周期紧张，暖通专业属于中游专业，建筑方案还没稳定下来，施工图就开始配合了，虽然是正向设计，但不建议配合阶段就采用BIM软件，仍采用ＣＡＤ跟建筑专业提资机房、管井等，同步进行专业内部的主要选型计算及主要系统路由方案绘制，待建筑条件基本稳定后，多安排BIM人员建模，在尽量短的时间内通过中心文件的形式完成初模搭建。暖通设计给电气设计的提资，通过Ｒｅｖｉｔ软件建立提资模板完成。管线综合阶段，机电合模，三个专业设计需要拉通人力分配，可以提高信息共享性避免无效沟通，进而提高效率。水电专业相对地上地下管线校多，可以负责地下室的管线综合，地上部分及屋面以暖通管路为主，可由暖通专业负担调整管综。

3.5数字调试应用

（1）通风系统水力平衡计算。基于最终精细化完成的三维BIM建模，输入模拟计算所需的其他相关参数，然后进行模型的数据模拟，计算空调机组正常开启后各系统管路达到平衡时的运行工况，即水力平衡计算报告，得出阀门开度值。（2）风口风量测量。基于BIM软件计算后的水力平衡计算报告给出阀门开度，将现场阀门开度设置到计算的档位，对风量进行测量，然后针对测量中有偏差的阀门进行微调复核测量。针对阀门的固定档位与软件模拟值对应的问题，在现场指导调节时，可以考虑“就小不就大”的思路。现场实际调试时，是从阀门全开到阀门减小开度的调整（即压力损失从小变大的过程），虽然一开始阀门Ａ调节到１８％的档位，有可能对应末端风量是低于设计风量的，但当管网中其他阀门的开度变小时，风量会因为压力损失的变化，流向阀门Ａ对应的末端，从而使末端风量变大，更容易达到或接近设计风量要求；如果开始时阀门Ａ调节到３６％的档位，其他阀门的开度变小后，阀门Ａ对应的末端风量，很有可能超出设计风量较多，还需将阀门Ａ开度调小。

结语

应用BIM三维技术，进一步强化了整体设计，不仅有效解决了隐藏问题，同时延长了暖通系统的运行年限。基于BIM技术设计很大程度解决了跨单位、跨个人的协作问题，拥有巨大的发展潜力。在复杂、异形和非常规的建筑设计项目中三维设计的优点才能被最大化体现出来，三维设计应被推广但不应盲从。在传统项目上，二维设计+BIM优化管理是更具性价比的方式。

参考文献

［1］ 李志军. BIM在暖通工程设计施工中的问题及优化方案［J］.安装，2023（11）：81.

［2］ 刘楠.建筑工程水电暖通安装施工技术研究［J］.广东建材，2023，39（11）：92.

［3］ 朱文科.建筑暖通工程中的BIM技术运用探究［J］.科技资讯，2022，20（20）：80.