BIM技術在暖通空調設計中的作用

南聯建

【摘要】建筑信息模型（BIM）是基于建筑設計，伴隨著信息技術而發展起來的設計技術。將該技術運用于建筑的暖通空調設計中，不僅對于暖通空調的空間規劃和設計、施工和維護提供有力的技術條件，而且還使建筑物生命周期的運行效率有所提高。本論文針對BIM技術在暖通空調設計中的作用進行探討。

【關鍵詞】BIM技術；暖通空調設計；規劃設計

建筑信息模型（英文全稱為：Building Information Model ，簡稱“BIM”），是二十一世紀以來信息技術發展進入到新階段的產物。當建筑行業信息技術滲入到建筑設計相關的領域中，就意味著建筑設計被引入了綠色生態理念，實現了建筑空間的智能化管理。隨著中國城鎮化發展進程的加快，建筑空間的功能性越來越受到重視。暖通空調作為建筑工程中的重要環節，為人們提供了生活便利。引用BIM技術設計暖通空調，在提高空調設計的專業協同性的同時，還可以而確保暖通設計的各項信息正確，確保了暖通空調設計的二位參數化。

一、建筑信息模型（BIM）概念的淵源

早在二十世紀70年代，BIM概念就已經被提出來。查理·伊斯特曼在《AIA雜志》中所發表的論文，對BIM概念以描述。此時，對于BIM技術的描述，查理·伊斯特曼運用了“Building Description System”，即為“建筑描述系統”。但是，此時很有的研究學者“建筑描述系統”的概念并沒有充分地認識。直到二十世紀90年代，“BIM”被正式提出來，才引起多方注意。G.A van nederveen和F.Tolman發表的論文中提出了“Building Information Model”，當時是作為英文專業術語出現的。通過對BIM概念的演進的歷史以簡單了解，可以明確建筑信息模型的功能性。通常而言，BIM實現了系統的集中化、一體化，因此而被劃入到建筑設計的管理范疇，并作為一種方法進行研究，以對建筑項目的生命周期進行有效管理。在建筑信息模型發揮管理功能時，在交互政策、過程與設計技術之間相互作用，并結合于一體。關于“BIM”的狹義概念，是從其特征性上進行理解。

對暖通空調設計采用BIM技術模式雖然與傳統的CAD模式有所雷同，但是CAD英文全稱：Computer Aided Design）模式，即為“計算機輔助設計” ，其是設計人員運用計算機以及圖形設備開展設計工作。BIM技術模式則有所不同，其是將與暖通空調相關的建筑信息模式化，對相關功能性和物理性特征以數字化方式表示，將所獲得的數據信息滲入到工程項目的各個環節中。BIM技術模式可以做到運用建筑信息服務于項目全壽命周期，為項目決策提供有力保障。

二、暖通空調設計

本次暖通空調設計對象為某高校的建筑物。主體地上5層，包括辦公樓、教學樓和學生宿舍；地下一層為冷熱源機房，安裝有地源熱泵機兩臺，制熱量可以達到285千瓦，熱水供應溫度介于45℃～55℃之間；制冷量為275千瓦，冷水供回水溫度介于 5℃～15℃之間。

（一）冷熱源設計

在學校建筑物的暖通空調設計，主要是對學生宿舍、餐廳、教學樓和辦公樓進行冷熱源設計。學生宿舍和餐廳的暖通空調設計，分為冬、夏兩季，設計較為復雜。冬天采用學校鍋爐房所提供的二次供水進行供暖，溫度介于70℃～90℃，經過熱轉換器后，供回水溫度有所減低，為60℃～85℃。夏季，暖通空調有制冷功能，冷負荷由多聯機空調提供。另外，學生宿舍還安裝有太陽能熱水器。

與學生宿舍和餐廳相比，辦公樓和教學樓的暖通空調設計相對簡單。地源熱泵系統為冷熱源設計的主要對象，具有供暖效果和制冷效果。

（二）暖通空調設計

在學校建筑物的暖通空調設計中，教學樓、辦公樓、學生宿舍和餐廳是重要的設計區域。教學樓的暖通空調為定風量全空氣熱回收空調，配合地板輻射值班和散熱器供暖，可以獲得良好的供暖效果。辦公樓的暖通空調為多聯機空調供暖，配合散熱器供暖。學生宿舍的暖通空調所采用的是分體空調，配合散熱器供暖。學校餐廳的暖通空調為循環風空調，設計有新風系統，配合風機盤管。

三、暖通空調設計引入BIM技術

在學校建筑物的暖通空調設計中，BIM技術的適用范圍為教學樓、學生餐廳和地下一層的冷熱源機房。所能夠涉及的內容均為暖通空調常用系統，包括空調、散熱器、地源熱泵等等。

（一）BIM設計繪圖通過實體組成來表達

本次暖通空調的BIM設計的主體是對產品進行選擇后，建立管道模型，設備的布局以及管道的尺寸和高度都在三維信息模型中顯示。比如，對地源熱泵機房的設計，就是根據地源熱泵機房的實體組成而設計為三維信息模型。

由于在BIM設計中需要將管道的大量數據信息，諸如管道的直徑、各項尺寸等等輸入進去，才可以形成設計人員所需要的直觀形象模型。但是，要獲得良好的設計效果，需要將大量的信息輸入進去，因此而減低了繪圖效率。

（二）BIM設計繪圖中空調設備采用的是產品庫中的設計模型

使用二維設計進行繪圖，往往是將空調組、水泵等等以投影輪廓線表示，通過制作圖塊的形式來表示。BIM設計有所不同，其擁有內容豐富的產品庫，各個廠家支持的空調設備產品數據都存放在其中，設計人員所選用的設備模型可以在產品庫中選擇，調取產品的外形尺寸數據、性能參數等等。在BIM設計繪圖中，設計人員對于調取的模型，還可以根據工作實際自定義參數，并以修改的產品模型豐富產品庫。具體操作上，是復制既有尺寸的產品模型，使用產品制作器對數據進行編輯、修改，形成新的產品模型。要對新產品模型的數據信息調取，就要通過項目管理文件將所有的信息調出，將數據信息的關聯性建立起來后，關聯到項目中。

（三）BIM設計繪圖通過三維信息模型實現專業間協作

BIM設計繪圖采用三維信息模型，所有空調設備的數據都在統一的數據平臺上。模型設計中，暖通空調的設計都可以立體、直觀地呈現出來，空調的各個專業構建，其形狀、型號以及所安裝的位置都有所顯示，從而使各個專業之間協作的錯誤率有所降低。在數據平臺上管理三維信息模型的各項數據，其優點在于，空調設備的專業寫作率有所提高，設計人員要查閱相關信息，可以通過網絡進入到數據管理平臺，實施查閱共享信息。

（四）BIM設計繪圖的管線綜合

BIM設計的管線綜合與二維設計的不同之處在于，并不是簡單的管線特定位置布局，而是通過較高的透視化程度，使暖通空調的管線所在區域在模型中直觀地呈現出來，包括管線的交叉、轉角以及相互之間的觸碰，都可以觀察到，避免了額外圖紙繪制。除此之外，BIM設計的模型具有一定的綜合性，只要設計人員根據自己的需要任意選擇剖切面，就可以生成剖面圖。

（五）BIM設計成果

BIM設計模型的優勢在于，其無需設計人員要具有一定的設計經驗才能夠將圖紙讀懂，而是三維模型的直觀呈現。只要將暖通空調的BIM設計模型打開，空調設備整體架構、管道的布局、形狀和材質、熱功能性等等各項數據參數都會呈現出來。

結語：

綜上所述，隨著建筑設計技術的不斷更新，暖通空調的BIM設計成為了設計人員關注的內容。BIM技術可以提供的全方位服務，其具有多元的信息存儲結構的特征，其所建立的三維模型實現了參數化、標準化，確保了項目數據的準確且可重復利用，為建筑暖通空調設計提供了良好的技術條件