淺談基于BIM的暖通空調系統設計

張曼

摘 要：文章將BIM理念引入暖通空調系統設計，完成某建筑物的建筑模型建立，并綜合應用相關專業軟件進行方案確定、負荷計算、空氣處理過程計算、氣流組織計算及水力計算，完成該建筑的暖通空調系統設計、暖通空調系統模型建立及施工圖繪制。

關鍵詞：BIM；暖通空調；系統；設計

中圖分類號：TU834 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）24-0029-02

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是一種工程技術、建造管理的數據化工具，為建設項目的規劃、設計、施工、運維等進行全生命周期的數據共享和傳遞，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮著重要作用。BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性等特點，在三維展示、過程模擬等方面具有獨特優勢。

將BIM理念引入暖通空調系統設計，能夠建立三維立體模型，加強設計過程的直觀視覺效果，防止出現線條式平面設計圖紙的失誤，可以減少設計中出現的碰撞問題，從而能夠有效地提高效率，保證工程設計質量，進而提高施工質量、加快施工進度并能降低工程完工后的運營維護成本。

2 基于BIM的暖通空調系統設計

2.1 建立建筑模型

應用Revit建筑模塊根據已有的CAD圖紙，建立某辦公樓的建筑模型。按照創建標高、軸網；繪制外墻、內墻；添加門窗、樓板、樓梯；布置結構柱；添加衛生器具；添加尺寸標注的順序完成共二層的建筑模型創建。建筑模型如圖1所示。

2.2 通風空調方案確定

（1）系統形式：一層為辦公大廳，人流量大，溫度較高，濕度較大，對空氣質量要求較高，采用全空氣一次回風系統；二層為辦公室，因其功能、溫濕度基數、使用要求等相近，且需要相對獨立調節，采用風機盤管加新風系統。（2）空氣處理：利用濕空氣的焓濕圖確定空調機的送、回風及新風狀態，并計算各空調空間需要的送風量和冷量，完成空氣處理機組、風機盤管和新風機組的選擇。（3）氣流組織計算：辦公大廳采用上送上回式的氣流組織形式，辦公室采用側送上回的氣流組織形式。完成布置送回風口位置，計算風口大小，并校核氣流分布是否滿足要求等。（4）風、水系統的水力計算：選擇最不利環路，畫出草圖，設計管徑，計算最不利環路壓力損失并選擇相應的設備。（5）制冷機房設計計算：根據系統設計方案和負荷計算，完成系統冷熱源設計和相關設備選型。

2.3 負荷計算

（1）將建筑模型添加房間和空間等體量信息后，導出生成GBXML格式文件。（2）應用鴻業軟件的負荷計算功能進行負荷。（3）總一層辦公大廳的最大冷負荷、濕負荷；匯總二層各個辦公室的冷負荷、濕負荷；匯總二層的新風量和新風負荷。

2.4 空氣處理過程計算

（1）應用鴻業軟件焓濕圖功能進行全空氣一次回風系統

和風機盤管加新風系統的空氣處理過程計算。（2）完成空氣處理機組、風機盤管和新風機組的選型。

2.5 氣流組織計算

（1）辦公大廳采用方形散流器送風，單層百葉回風的上送上回式氣流組織形式，并確定風口面積及個數，然后按照規范規定校核房間的換氣次數、散風口的射程和工作區的風速。（2）辦公室采用雙層百葉送風，單層百葉回風的側送上回式氣流組織形式，并確定風口面積及個數，然后按照規范規定校核房間的換氣次數、送風口的射程和工作區的平均風速。

2.6 水力計算

（1）風系統水力計算。應用鴻業軟件繪風管、風口功能繪制辦公大廳送、回風口，繪制送回風干的草圖，完成風管路和風口的連接，再應用風管水力計算功能完成風管路設計并計算最不利環路的阻力。應用相同的方法完成二層新風系統的繪制、設計和阻力計算。（2）水系統水力計算。應用鴻業軟件繪風機盤管和水管功能繪制二層各個辦公室的末端盤管和冷水供回水干管及冷凝水管，完成水管路和風機盤管的連接，再應用水管水力計算功能完成水管路設計并計算最不利環路的阻力。

2.7 制冷機房設計

在滿足制冷機房布置原則和制冷機房選型計算的基礎上，完成冷水機組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、水處理設備、分集水器和板式換熱器等機房設備的選擇與布置，進而完成制冷機房設計。

2.8 建立暖通空調系統模型

應用Revit機電模塊，根據前期的設計計算結果、鴻業軟件繪制的草圖，完成暖通空調系統的三維模型創建。暖通空調風、水系統如以下各圖所示。

2.9 施工圖繪制

在三維建模后，自動生成暖通空調系統施工圖紙。本次設計完成了圖紙目錄、設計施工說明、設備材料明細表和圖例的編制；完成了一、二層建筑平面圖；建筑透視圖；一、二層空調系統平面圖；風水系統圖；制冷機房流程圖；制冷機房設備平面布置圖；制冷機房設備基礎圖；制冷機房透視圖的生成與整理。

3 結束語

隨著《建筑信息模型應用統一標準》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工應用標準》（GB/T51235-2017）相繼頒布和實施，我國建筑行業將更深入廣泛地推進基于BIM技術的建筑工程設計、生產、運輸、裝配和運營維護。基于BIM技術的暖通空調系統設計也將快速發展和完善。本文將BIM技術與現有的暖通空調系統設計軟件有機結合，完成了從建筑建模到暖通空調系統設計、建模及施工圖繪制的整個流程。以此為基礎將進一步學習和研究綠色建筑評價、施工進度模擬、設備材料概預算和暖通空調系統的裝配式等內容，為今后的學習和工作確立了明確的方向。

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