BIM技术在暖通空调设计中的运用与相关问题阐述

文章已发表于国家级期刊，不得转载用于商业用途

摘要：

社会经济和科学技术的不断发展，促进了空调制造行业的进一步发展和优化，也对暖通空调设计提出了新的要求和标准。BIM技术的应用使得暖通空调设计进入了现代化设计领域，其强大的建筑性能化模拟技术与参数化技术对暖通空调的性能设计和控制起到了极大的辅助作用，有效实现信息的转换与应用，进而打破传统暖通空调设计方式，提高暖通空调设计的智能化水平。

关键词:

BIM;暖通空调设计;运用;质量

1、 BIM技术的含义

BIM技术即为建筑信息模型(BuildingInformationModel-ing)，主要是通过建筑工程项目实施中各项相关信息数据构建建筑模型，并利用数字信息仿真模拟技术，将数据信息转化为建筑物真实信息反映到建筑模型中，为建筑工程设计提供辅助功能。BIM概念是在1975年由ChuckEastman教授提出。对于建筑工程中的暖通空调设计，BIM设计流程包括资源、行为以及交付等三个基础维度，提出暖通空调工程的施工标准与实践内容，从这个角度上看，BIM技术已经不仅仅是一种数据信息数字化集成手段，而是一种将数据信息应用到实际的设计和建造以及管理中的数字化手段。这种方式为暖通空调的设计提供了有利的集成管理环境，进而可以有效预防施工风险，实现暖通空调设计合理性的提升。

2、BIM技术对暖通空调的设计影响

2．1冷热源的影响

在大型建筑物内安装暖通空调之前，要对建筑物进行考察，确定建筑内的冷、热源配置，在不同的冷、热源区域内布置不一样的暖通空调。特别要考虑到季节的影响，夏季由于室外温度过高，空调的主要作用就是制冷，可以使用联机空调中的冷负荷操作达到这一目的;而冬天室外气温较低，需要空调提供热量保证室内温度，这时联机空调自带的热负荷操作难以达到要求，需要外部热源的热量供给，比如可以使用锅炉设备等。

2．2对负荷的影响

空调的运行往往要制冷或者制热，所以会造成一定的热负荷或冷负荷，必须计算出负荷的量，才能更好地设计空调，现在通常选用一些专门的软件来确定空调的负荷量。大量的数据表明同一个建筑工程的不同区域负荷量，有些地方负荷很高，而有些地方负荷却很低，这主要取决于建筑面积的大小。

3暖通空调工设计中BIM技术应用

3.1工况概述

该工程项目建筑面积达5470m2，相关配套设施比较多。该建筑地上部分共计五层，地下为两层。其中，地下二层安装了机电设备、变压器以及热泵等设施。

设计暖通空调时，基于本工程特点计算其负荷，确定暖通空调方案。①计算负荷时，采用DeST能耗软件来计算该建筑全年内预冷热负荷，得出空调供暖负荷值，计算出热水负荷值。比如，该综合楼礼堂以及职工餐厅供冷负荷预计550kW，供热负荷设计为150kW，卫生间和餐厅的热水供应负荷140kW；②冷热源设计过程中，采用地源热泵。在冷热源机房（地下一层）内设地源热泵机组（两台），额定制冷量预设为280kW，制热量预设为290kW。制冷条件下的冷水供回水温度在7～11℃，水源侧的温度在30～35℃；制热时回水温度45℃或者41℃，水源测温度7℃或者3℃。工程采用U型地埋管换热孔，共计150个换热孔，间距设为4m，孔深120m。经计算，每年释放冷量累计可达150400kW•h，释放的热量累计为151500kW•h；③空调供暖采用的设计方案是联机空调以及散热器供暖，职工宿舍为散热器供暖。礼堂空调设计成定风量全空气热回收空调系统，在过渡季、应急时启动，可使超七成的新风得以运行；餐厅采用的是风机盘管以及循环风空调系统。

3.2设计阶段的应用

（1）冷热源设计。暖通空调系统中的冷热源设计采取分区域方式，各区域设计所用的系统差异较大。比如，餐厅、宿舍以及沐浴室设计时，结合季节变化对供水系统进行区别设计。炎热的夏季，联机空调供应冷负荷；寒冷的冬季，因气温相对较低，空调制热无法有效满足应用需求，还需建造锅炉房。在此过程中，供水温度发生变化。根据热转化器原理，因职工用水量较大，用水时间相对集中，所以冷热源设计供暖无法满足实际需求，建议利用太阳能热水集热器解决该问题。

（2）负荷计算。空调运行过程中形成冷热负荷，负荷计算时需用独特软件。例如，DeST计算软件，可准确计算出各位置的供热、冷负荷，在所有区域可以对比找到最大负荷位置，这与建筑面积联系慎密。

（3）方案设计。在该工程项目中，各区域所需的设计方案存在较大的差异，系统应用以及空调性能的差异比较大。职工培训楼的暖通空调系统设计非常的复杂，除对空调系统要求比较特殊外，供暖设备必须符合规范要求。而且具有全空气热回收功能，需两种供暖系统，即散热器和地板辐射值班两种供暖。职工住宿所在位置，只需利用分体空调以及散热器供暖，即可满足需求。

3.3BIM尝试

（1）BIM选择。该工程项目需选择适合的软件配合暖通空调设计，比如MagiCAD软件技术原理非常的独特，必须有专业设计师、工程师进行操作；该种软件在实际研发时，需发挥CAD、Ｒevit功能和作用，在部分具体软件设计过程中尤为重要。比如，设计建筑信息模型软件，专业人员可采用该种独特软件，确保设计质量。

（2）BIM工作范围的选择。BIM技术在该工程项目建设过程中可以进行广泛应用，不仅用于培训楼、办公楼，餐厅以及图书馆等处也可采用。BIM技术所涉及到的相关内容以及暖通空调系统设计时，系统应用相似性非常高。

结束语

虽然现阶段BIM技术的应用还有一些难题并未解决，但是这些难题不能成为BIM技术应用道路上的阻碍。BIM技术以其可视性、准确性得到设计师的青睐。这为BIM技术在暖通空调设计中难题的解决提供了动力。因此应当通过设计师之间的交流、分析来降低暖通空调工程的设计成本，以此使BIM技术在暖通空调设计领域得到推广。

参考文献:

[1]连锐峰．暖通空调设计方案美观性评价分析［J］．科技传播，2016(10)．

[2]戴新曼．民用建筑暖通空调设计分析［J］．江西建材，2016(14)．