暖通空调工程中BIM技术的应用

作为建筑业的重要组成部分暖通空调工程建设是否合理，对建筑行业持续、健康发展意义重大。新经济形势下，应加大暖通空调设计研究力度，发展节能建筑工程，始终坚持可持续发展观念，构建和谐建筑体系，只有这样才能推进建筑业发展，才能缓解我国能源危机。将BIM软件应用于暖通空调工程建设项目，能够通过建筑信息模型的建立，充分整合工程项目所有阶段的信息，推进参建各方的积极配合，最大限度降低能源消耗，提高节能设计质量，推动我国暖通空调行业持续、健康发展。

1 BIM技术的应用价值

BIM是建筑信息模型的简称，英文名为Building Information Modeling，其建模基础为建筑工程项目的所有相关信息数据，利用数字信息进行建筑物自身所存有的真实信息的仿真模拟。BIM不仅仅是简单地集成数字信息，而是一种数字信息的合理应用，目前可在设计、建造及管理等方面得以应用。通过该技术的应用，可显著提升工作效率，降低风险。其应用价值主要体现在以下几点：

（1）三维渲染，宣传展示。通过BIM技术的应用，可实现三维渲染，进而增强视觉冲击感，增加真实性。同时其也可作为二次渲染开发的模型基础，进一步提升三维渲染的成效，使得宣传介绍更为直观化。

（2）快速算量，精度提高。通过建立BIM数据库，可对工程量进行准确、迅速地计算，进而达到工程预算精准度提高的作用。

（3）计划精准，避免浪费。

目前精细化管理实施难度大的主要原因在于工程数据量过大，无法给予计划数据支持，导致经验主义居多。BIM的应用，可为工程基础数据的获取提供便利。能够最大限度降低资源等浪费行为的产生。

（4）虚拟施工，便于协同。虚拟施工可通过三维可视化+时间维度实现。通过该方式可实时分析对比施工计划和实际施工进度，并便于协调，帮助施工各方及时、直观地了解工程项目建设中存在的问题。同时，BIM技术与施工方案、施工模拟等相结合，可有效提升工程质量及安全，避免返工、修整等问题频发。

2 暖通空调设计要点

某工程建筑面积为55484m2，为多层公共建筑。地上共5层，部分位置存地下1层，24m为建筑高度。地上功能为餐厅、办公、住宿等，地下为停车、机房等。为更好地分析该建筑物供冷、供热情况，决定对其暖通空调设计进行分析。

2.1 负荷计算

选取DeST能耗计算软件进行该工程整年空调冷热负荷的准确计算。

2.2 冷热源设计

（1）餐厅等空调冷热源选用地源热泵系统。将2台地源热泵机组安设到地下一层冷热源机房，289kw为单台额定制冷量，288kw为其制热量。制冷、制热工况下实际情况如表2所示。

选取竖直双U形作为地埋管换热孔，144个为其数量总数，5m为其间距，120m为孔深。可在地面下埋设地埋管换热孔。整年累计释冷量、释热量分别为每小时132484kw、133613kw，0.99为土壤冷热平衡比。

（2）办公、住宿等区域供暖选取区域锅炉房进行一次热水提供，待换热器换热之后，可进行二次热水提供。供冷时由多联机空调系统承担冷负荷。

3 暖通空调工程中BIM技术的应用

3.1 选择BIM软件及工作范围 

Revit与CAD是MagiCAD软件的两个研发平台，因大多数人员对CAD平台较为了解，决定选取MagiCAD软件用于本暖通工程。根据工程实际情况，决定将BIM技术应用于办公、餐厅及机电管道所在的负一层等区域。主要工作内容包含空调风系统、水系统及地源热泵等。具体成果如表4所示。

3.2 BIM技术要点 

3.2.1 表达方式

在设计主体方面，BIM设计与二维设计之间存在极大区别，其中线为二维设计主体，利用线的叠加与组合，在二维投影图内进行各项内容地表达，如设备、管道轮廓线或阀门相对位置等，同时高度、尺寸等数据可通过文字进行表达。而产品是BIM设计的主体，在进行产品及管道模型选择后，设备、管道等信息可通过三维信息模型充分展现出来。本工程中以上两类设计的不同之处主要体现在地源热泵机房区域 。

3.2.2 绘制方法

在二维设计中，设备及管线的投影关系可利用线的合理组合进行表述，同时设备及管线的连接、位置等信息可数字或文字等表达。而BIM设计的不同之处在于其能够有效连接所选用的产品及管道，最后有效连接整个暖通系统，形成一个完整的整体。

3.2.3 制图效率

线、文字、图集等是二维设计制图的主要构成成分，其具有较高抽象性，但图面表达所涵盖的信息往往具有局限性，或量少。而BIM设计则是利用产品等实体进行绘制表述，仅需将大量信息，如管径、高度、尺寸等输入软件系统即可，通过模型建立，更直观、更形象。

4 暖通空调工程中BIM技术的应用效果

（1）BIM技术具备可视化、信息化的特点，有利于增强专业协作性。作为建筑工作的主要组成内容，专业间协调极为关键。利用建立建筑信息模型，可对各个专业的设计内容进行更为直观的展现，便于理解、沟通。通过BIM技术的应用，可实现大量数据信息快速、高效及便捷地查询，且有利于各个专业的协调工作，可降低因信息交换时间差等因素导致的问题产生。

（2）达到BIM效率最优化，可将工作人员的主观能动性充分发挥出来。因暖通空调工程复杂，软件如何应用显得尤为重要。为充分发挥BIM技术的作用，达到BIM效率最优化，必须全面掌握BIM技术要点，且合理地将BIM技术应用到暖通空调工程设计工作中。只有加大BIM技术学习力度，才能将人的主观能动性充分发挥出来。

（3）BIM技术的应用可优化工作流程。在信息模型内，BIM制图所需的数据量较大，部分非标准连接绘制还并不完善，将大大降低其制图效率，甚至在二维平面设计效率以下。目前，大多数建筑设计流程都是以二维平面设计为基础，如将二维设计流程盲目用于BIM设计，极可能会导致工作效率下降。为此，选取BIM技术的工程项目，必须对设计流程变化加以重视。

1）时间分配。可视化是BIM技术的主要优势，在应用过程中，可实现暖通专业与其他专业之间相互协作，这种协作关系更为直观、深入，但将大大增加其工作量，加大工作深入度。特别是在初步设计环节，只有做好各专业间的交流、协作，才能大大提升绘制效率。

2）调整设计协调流程。BIM技术应用中主要利用信息模型进行专业协调、交流，具有实时性。为此，专业间提资时间节点会越来越模糊，在信息模型绘制工作的所有时间内都可充分渗入专业沟通及协调工作。

（4）BIM技术应用对提高建筑节能效果具有重要的现实意义。通过可视化、信息化等优势，BIM技术有利于快速完成各项工作，且提升完成度。在施工过程中，BIM技术同样可起到效率提升，避免浪费及降低成本等作用。在BIM模型建立后，应与运行维护软件充分结合，在运营过程中，有效保证机电系统具有良好的工作状态，实现工程节能、高效运作。同时，利用BIM技术还能有效结合建筑物建设的各个阶段，最终实现建筑全寿命周期效率的全面提升。

5 结语

综上所述，作为信息时代的产物，BIM技术是现代建筑技术和高新技术的有效结合，BIM技术是建筑信息系统的核心内容。BIM技术的全面应用可进一步推动建筑业信息技术的发展，将其引领到一个更高的层次，对建筑业来讲，可最大限度提升暖通空调工程的集成化程度。并能为建筑业带来可观的经济效益，使其设计质量、效果得到显著提高。

参考文献

[1]董大纲，蔡悠笛，张杰，李德英.BIM技术在暖通空调设计中的应用初探[J].暖通空调，2013，（12）：105-109.

来源：鸿业同行BIM