BIM在的暖通空調系統中的設計與應用

宋春青

摘 要：BIM技術在當下建筑工程項目施工中的應用重點是通過工程項目的三維參數設置實現的，通過三維模擬將建筑工程項目相關信息直觀化、可視化展示出來，這樣工程人員能夠直觀化的判斷工程項目施工是否存在不科學、不合理和不標準現象。本文首先對BIM技術相關概念進行解讀，其次，圍繞BIM技術對暖通空調施工過程中的管控進行分析研究，最后，對機電安裝工程暖通空調技術發展趨勢做出預測分析，希望對有關工作者有所幫助。

關鍵詞：BIM;暖通空調;系統;設計

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 BIM技術在建筑暖通空調工程施工中應用重要性分析

2.1有效提升和改善建筑暖通工程施工質量

BIM技術通過三維模擬效果的展示，能夠促使施工管理人員在正式施工進入之前，發現、預測施工過程可能存在問題，提前做好預防工作，為工程項目實現高質量建設發揮有效促進作用。此外，相關施工人員通過前期學習，能夠把握工程項目施工難點和重點，在提前針對各個施工環節有效分析基礎上，嚴格把控施工材料應用，在充分滿足工程項目施工需求基礎上，加強協調合作，為實際施工建設奠定基礎，避免相關質量問題出現。

2.2滿足工程項目施工進度管控目標

將BIM技術應用到建筑暖通空調工程項目施工中，能夠通過三維模型實現提前總結，嚴格按照模型展示督促現實施工進度，做好進度總結工作。此外，相關工作人員做好記錄工作，及時與前期進度管控規劃實現對接比較，一旦發現嚴重超過工期控制范圍，及時核查調整，在不影響工程施工目標下，促使進度管控和計劃保持相適應。

2.3有效控制暖通空調施工的成本

在建筑暖通空調工程施工建設中，控制工程項目施工成本是非常必要的。相關管理人員在工程項目實際正式施工之前，實現對建筑工程的模擬操作，能夠明確各個環節使用所需要的材料和其他方面基本信息，以此實現對材料的預加工處理，嚴格按照施工進度靈活性調整，避免資源浪費，提升資源應用效率。此外，通過BIM技術應用到建筑暖通施工過程中，能夠避免工程施工出現隨意變更現象，嚴格按照方案規劃落實一系列的操作施工，實現成本控制。

3 基于BIM的暖通空調系統設計

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 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。

3.6 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。36D6A94A-4452-47CD-897D-50B2B247FD84

3.7 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。

3.8 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。

3.9 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。

4、BIM技術應用到建筑工程施工過程中的策略分析

4.1嚴格按照前期所設計的數據平臺，實現信息共享應用

在將BIM技術應用到建筑工程項目施工過程中，應嚴格按照設計階段所形成的數據平臺，將施工過程所涉及的信息及時上傳、實現共享應用，對整個施工過程實現有效的調整。對于現階段建筑工程項目暖通空調工程而言，其施工規模大、施工線路比較復雜，在施工過程中，應重點根據前期規劃設計方案實現全方面監督管控，并且根據施工過程在不同區域實行的標準，對設備使用型號和尺寸信息全面記錄，為后期竣工總結和階段性施工成果驗收奠定基礎。

4.2重點應用到管線施工中

對于建筑暖通空調工程而言，管線綜合施工是非常關鍵的。而在應用BIM技術針對管線施工中，工程人員在前期三維立體繪圖形成基礎上，可以通過透視技術實現將各個線路的具體位置呈現出來，查看管線是否存在不良交叉現象，通過碰撞測試，保證管線后期運行穩定順暢。在管線施工過程中，是多個階段同時進行的，工程人員深入到施工中，對信息進行在線溝通和在線交流，靈活調整，保證管線安裝正確，控制變更現象，減少后期返工問題的出現。基于以上分析，在將BIM技術應用到建筑暖通空調工程項目施工過程中，重點體現在信息交流基礎上的在線監督。這主要是BIM技術在正式應用到建筑工程項目施工中時，前期已經構建了三維模型，將工程設計方案和規劃設計已經完全反饋到三維模型中。而施工過程，施工人員則是主要借助前期模型結合施工方案實現在線溝通和在線交流，審查施工技術應用、施工材料應用是否與工程項目施工方案相符合，實現在線反饋和監督，保證工程施工建設階段所做工作與工程項目建設目標相符合。

BIM技術在暖通空調安裝中有著普遍應用，該技術能實現自動檢查及分析，獲取空調系統運行數據，確保整個暖通空調安裝工程的順利展開，能提高施工方案優化設計的針對性，避免造成施工資源的浪費，將成本控制在規定范圍內，實現工程效益的提高。另外，在暖通空調技術創新上，可從加強各個項目間的合作能力出發，保證空調安裝工程在規定時間內完成，確保機械設備和材料的充分利用，確保施工各個環節的密切銜接，是解決施工進度延遲、質量不一的主要措施。隨著空調系統朝著自動化趨勢發展，一定程度提高了電力設備的自動化程度，按照室內環境需要進行系統功能的調整，促使供熱系統穩定運行。節能工藝的使用和推廣，能帶動其他機械設備的研發，降低煤炭燃燒時帶來的環境污染，加速清潔能源對傳統能源的取代。

結語

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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