试论BIM 技术在暖通空调设计中的应用

■黄建军 ■新创机电工程有限公司，上海 200080

把BIM 技术运用到暖通空调的设计中去需要发挥一些特定技术的辅助作用，这些技术主要有参数化技术和建筑性能化模拟技术等，通过这些技术的使用，暖通空调的设计在性能上会发生很大的变化，该技术能够实现特定信息的转换。BIM 技术本身也需要一些支撑，这样对提高检测和监测水平有很大的推动作用，这些基本支撑主要有国际字典框架IFD 和信息交换格式IFC 等。传统的暖通空调的设计标注化在很大程度上都得不到有效保证，因此在其设计中加入BIM 技术可以通过准确地获取信息来更好地实现三维参数化。

1 工程概括

在这项工程中，工程人员具体测量了学校的总体建筑面积和建筑物的高度，而且对楼层也做了详细的分析，建筑物除了从外看上去的五层还有一层地下室，这些建筑主要用于教师办公和学生上课，其中面积占用最大的是学生的宿舍，学校的冷热源机房都设在地下的一层，机房中安装了两台不同类型的地源热泵机，工程人员对这些机器的制冷和制热的各种温度都进行了详细的记录。

2 BIM 技术在暖通空调设计中的应用

2.1 设计阶段

(1)冷热源设计。在这所学校里，暖通空调的冷热源设计是分区域进行的，不同区域的设计采用的系统存在很大的差异，一部分的区域主要包括学生所用的餐厅沐浴室和宿舍，这个区域的设计会根据季节的变化在供水方面的有较大的区别，在夏季的冷负荷主要是由联机空调提供的，而在冬季由于气温较低，空调的制热性难以满足实际的需求，因此还需要锅炉房在整个过程中发挥作用，在这个过程中，供水的温度会发生一些变化，这主要是利用了热转化器的工作原理。由于学生的用水量比较大，而且用水的时间比较集中，因此这种冷热员设计所供的暖难以满足学生的需求，而太阳能热水集热器则可以解决这个问题。而在办公楼和教学楼，地源热泵系统的运用是符合具体需求的，这种设计下的供暖和制冷能够承担日常的使用。

(2)计算负荷。在空调运行的时候会产生冷热负荷，计算这种负荷需要独特的软件，比如说DeST 能耗计算软件就能准确地计算出不同区域的供冷和供热的实际负荷，在学校的所有区域中，教学楼的负荷最大，这种结果与建筑区域的面积有很大的联系。

(3)设计方案。在这个学校，不同的区域需要不同的设计方案，这些方案在系统的使用和空调性能的选择上都存在着很大的差异，餐厅的设计方案中需要的空调是有循环风功能的，并且使用的是新风系统，这种系统还需要风机管盘的协调作用。教学楼的设计方案则比较复杂，除了对空调系统有独特的要求，供暖的设备也要符合一定的要求，这些要求表现在空调要有定风量全空气热回收的性能，而且需要有两种供暖系统，一种是散热器供暖，另一种则要求是地板辐射值班供暖。学生住宿的地方只需要分体空调和散热器供暖就可以满足实际的需求了。而教师的办公楼在空调的选择上和学生的宿舍楼是有区别的，办公的区域使用的是多联机空调，他们的供暖系统是一致的。

2.2 BIM 尝试

(1)选择BIM。这个学校在需要选择相应的软件来配合暖通空调的设计，Magi CAD 软件有着自己独特的技术原理，这种软件有很强的技术性，因此只有专业的设计师或者工程师才能运用和操作，而且这个软件在研发的过程中需要充分发挥CAD 和Revit 的作用，这种工程软件在一些具体的软件设计中尤其需要，比如说在进行建筑信息模型软件设计的时候，专业人士要采用这种独特功能的软件来保证设计工作的顺利进行。

(2)选择BIM 的工作范围。BIM 技术在这个学校有着广泛的运用范围，不仅包括常见的教学楼和办公楼，甚至餐厅和图书馆也能使用这种技术，BIM 技术涉及的内容和暖通空调设计中采用的系统有很多的相似性，比如说二者都需要换热站和地源热泵，而且BIM 技术中使用的供热系统和空调系统也适用于暖通空调的设计。

(3)BIM 技术与二维设计的区别。该学校一直以来都采用暖通空调的二维设计，近年来通过引进BIM 技术提升了设计工作的效能，二者在很多方面存在着很多区别，比如说在表达方式和应用方面二者就存在很大的差异。BIM 技术使用的绘制方法更能够展示该系统的完整性，不同于传统二维设计使用的单一的线的组合，BIM 技术还运用了点和面来展现不同设备的连接方式，虽然传统的二维设计在表达管线和设备的投影关系时使用了多种方式，比如说在设计中加入文字和数字，但是仍然不能显示该系统的全面性。在表达方式上BIM 技术更加倾向于模型的选择，而且在此基础上建立了三维信息模型，选择的模型主要包含管道和设备，并且这种模型的信息可以具体到高度和尺寸上，这种技术的表达方式比传统二维设计中运用投影图、文字和数字进行描述更具真实性，通过建立模型可以方便理解，而且这种设计方式更具便捷性。BIM 技术具体的设计程序比较复杂，尤其是在模型的建立方面，技术人员需要掌握很详细的信息，而且将这些信息输入系统需要花费较长的时间，所以与传统的二维设计相比，该技术的绘图效率较低。对BIM 软件的操作需要专业人员，而现在熟悉掌握该技术的人员不多，因此会直接影响直观模型的质量。而在传统的二维设计中，设计人员只需要运用简单处理信息，在表达平面概念的时候主要是运用线的组合，如果必要的话会加上一些文字和数字，这种方式产生的信息不仅数量不多，而且展示的信息也很难理解。两种不同的设计在应用方面所采取的技术存在着很大的差异，二维设计需要表达设备的投影轮廓线，这种表达方式主要运用在空调设备上。而BIM 技术不仅需要建立模型，而且还需要制作新的产品数据，这需要建立数据信息与具体项目的联系，而且还要记录模型的相关数据，按照这种方式来应用设计会产生更好的效果。

2.3 BIM 技术在暖通空调设计中应用的实践体会

在暖通空调中运用BIM 技术会使设计产生很大的变化，这些变化主要是通过三维设计产生的，BIM 技术的融入可以帮助系统建立模型，从而使不同的信息清除地展现出来，比如说材料信息、施工信息等，这种可视化的设计需要专业的设计人员来完成，而且建立信息模型需要投入较大的资金，这些都在一定程度上影响着工程的进展。在传统的设计中，暖通空调、电气和给排水都是分开独立工作的，这种工作方式对工程的质量有很大的影响，而通过使用BIM 技术可以使这些设备同时工作，而且这种工作是建立在三维模型的基础上的。工程师在施工的过程中可以通过观察设备间的冲突情况来做一些修改，这样能够增加设计工作的完整性。专业协调工作需要充分地了解模型的信息，而且还需要实现技术人员的良性沟通。BIM 技术的掌握仅仅依靠现有的知识是不够的，技术人员要充分利用自己业余的时间学习相关的软件技术，这样才能适应技术设计的要求，并且提高工作效率。

3 结语

运用BIM 技术对工程的今后施工有着很大的帮助，尤其是在设计阶段，通过使用BIM 技术可以得到更详细的数据，而且整个暖通空调的生命周期的有效运营需要发挥这项技术的长远价值，系统化的程序能够帮助节约设计成本。设计人员可以通过分析技术的实践运用情况来不断完善设计的过程。

［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).

［2］高远，邓雪原.基于BIM 的建筑MEP 设计技术研究［J］.土木建筑工程信息技术，2010(02).