探讨BIM技术在暖通空调设计中的应用

闫海朋

YAN Hai-peng

（北京城建设计发展集团股份有限公司）

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Limited by Share Ltd.)

探讨BIM技术在暖通空调设计中的应用

闫海朋

YAN Hai-peng

（北京城建设计发展集团股份有限公司）

(Beijing Urban Construction Design and Development Group Limited by Share Ltd.)

论文基于BIM技术的应用优势，提出在设计中就需要积极应用BIM技术，在原有设计基础上进行调整，从而实现对系统设计的优化。并以某一办公楼的暖通空调设计为例，对BIM技术的应用进行了重点分析，希望能够给相关人员带来一些启示。

BIM技术；暖通空调；系统设计；应用

1 引言

在进行暖通空调设计时，设计人员必须对负荷水平进行科学计算，充分考虑建筑构架以及电气系统等方面的特点，以保证暖通空调系统整体方案设计的合理性和科学性。

2 BIM技术概念及应用优势

2.1 BIM技术概念

BIM技术即建筑信息模型或建筑信息管理。其以建设工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维模型，并通过数字信息仿真模拟目标物所具有的真实信息。其具有可视化、立体化、模拟化等诸多特性[1]。因此，在暖通空调设计中应用BIM技术，能够有效提高数据考量的准确性，从而为科学、合理的系统设计奠定基础。

2.2 BIM技术在暖通空调设计中的应用优势

2.2.1 突出设计的视觉感

BIM技术能够以暖通空调的各项系统参数以及性能方面的关键数据为依据，建立起BIM三维数据模型，同时具备三维动画功能，能够更加直观地将设计效果展现在人们眼前，给人视觉上的真实感以及冲击力，从而便于设计方案的优化与选择。

2.2.2 提高设计计算精度

BIM技术数据库系统能够以5D数据库的形式对工程量进行准确地计算，精度甚至可达到构件级以上，从而为工程设计提供快速而准确的设备参数，最终达到提升施工管理质量与效率的目的。

2.2.3 实现虚拟施工

BIM技术具有可视性和模拟性的特点，能够将时间维度与三维可视化功能项相结合，从而实现暖通空调工程的虚拟施工，这样就可以预见施工过程中可能出现的问题，进而便于设计者对设计方案进一步的完善与改进[2]。

3 BIM技术在暖通空调设计中应用的步骤

3.1 设计冷热源

在各类建筑工程中，暖通空调的设计首先需要结合实际情况，对不同区域的冷热源的配置问题进行综合考虑，根据不同区域的功能需求来对暖通空调进行合理的设计与规划。

3.2 负荷的计算

暖通空调在工作中会形成冷热负荷，在对其进行计算时就需要借助于专门的软件，例如Dest能核算软件就可以对不同区域内供热和供暖作业的负荷量进行准确计算。在计算过程中，受建筑面积的影响，不同区域的负荷程度存在着明显差异，因此，相关人员还需结合具体情况进行深入分析。

3.3 设计方案

最后一步就是根据前边对于冷热源的分析以及负荷量的计算结果，并结合工程实际情况，来设计具体的施工方案。只有设计出科学、合理的方案，才能使得后续施工能够顺利进行，并且暖通空调在使用过程中能够获得良好的效果。

4 BIM技术在暖通空调设计中的具体应用

以某办公楼为例，该办公楼总建筑面积为5470m2，地下2层，地上5层。建筑功能布局方面：1～5层为办公用房，负1层主要用作商业餐饮，负2层安装了机电设备、变压器以及热泵等设施。

4.1 暖通空调的BIM技术设计

暖通空调设计中不同环境对冷热源的需求各不相同，因此，冷热负荷的计算难度非常大，必须借助于专业的软件才能完成。本次工程中应用的是Dest耗能计算软件，其是以BIM技术为基础研究出来的。该软件不仅能够根据此次办公楼的建筑特点对冷热负荷情况进行精准计算，还能够结合不同区域所占面积来进行相应的分析工作。该办公楼办公用房和商业用房供冷负荷预计550kW，供热负荷设计为150kW，餐厅的热水供应负荷为140kW。该办公楼的冷热源设计主要采用的是地源热泵系统，在冷热源机房内设有两台地源热泵机组，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Dest耗能软件计算，每年释放冷量累计可达150400kW·h，释放的热量累计为151500kW·h。

最终确定冷热源设计方案：空调供暖采用的设计方案采用联机空调以及散热器供暖，办公用房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，可使超过七成的新风得以运行；餐厅则设计为风机盘管以及循环风空调系统[3]。

4.2 BIM技术在暖通空调中的实际运用

1）BIM二维绘图设计

在二维图纸设计过程中，工程中涉及到的各设备组成部分都需要通过投影轮廓的方法，来对其位置、所占空间等进行展示。而BIM技术库里边储存着设备厂家提供的各种信息数据，内容极为丰富，因此设计人员可以根据工程实际情况，在库里寻找自己需要的各项数据，方便快捷。另外，传统的绘图设计过程中，诸如管径等数据都需要人工录入，而且暖通空调工程中此类数据极为庞大，这就使得工作量较为繁重，而使用BIM软件进行操作，工作效率会大大提升。

2）三维建模

二维平面设计中，管材型号以及其他一些重要数据无法通过图纸完全呈现出来，而应用BIM技术很好地解决了这一问题。通过建立BIM三维模型，打开模型就可清晰得看到各设备以及管道安装后的形状以及位置，小到螺栓，大到设备，一应俱全，而且其效果直观、形象。各设备与阀门、管道之间的连接也一目了然，从而便于展开施工。此外，BIM技术的应用还能使得图纸变更更为便捷。例如，在对某一管道位置进行变更时，按照之前的方法，设计师不仅需要在平面图内修改管道的位置，还要在相应的剖面图内进行修改。而建立BIM三维模型后，一旦某个部位出现变动，该模型会自动对其他相关内容进行变更，从而使得设计工作更具时效性。

3）信息平台的构建

应用BIM技术建立统一的信息平台，将暖通空调工程中各部分的信息划分到这一平台，能够有效实现信息资源共享，设计人员可以随时在平台上查询各项信息资料，避免了不同组成系统之间的互相矛盾与冲突。同时，利用BIM技术对工程现场实施动态监控，实时更新调试进度，能够便于设计人员及时发现问题并对设计方案进行完善与修改，保证设计方案的合理性以及严密性。

另外，在此次办公楼暖通空调设计中，BIM技术还能够对其他相关专业进行协调，从而形成管道综合，并利用BIM技术软件将办公用房、商业餐厅等不同区域的管道综合情况进行直观的展示。工作人员如果想了解某一办公用房、某一餐厅的情况，只需要在软件中选择出范围，BIM软件就可以自动生成剖面图，将管道内的状况展现出来，以便于工作人员参考。

5 结束语

在暖通空调设计中应用BIM技术，能够保证各项数据的准确性以及真实性，同时也使得暖通空调的设计效果能够更为直观地展现出来，这样不仅能够提升设计的合理性以及设计效率，还能在一定程度上降低设计成本，起到节能减排的作用。因此，相关人员还需加强BIM技术应用的研究与探索，使其能够更好地发挥自身作用，不断完善暖通空调设计过程。

[1]靳娇.BIM技术在暖通空调设计中的应用分析[J].科技风,2017(14):5.

[2]王风召.刍议暖通空调设计中BIM技术的应用[J].河南建材,2017(2):9-10.

[3]李波.暖通空调设计中BIM技术的应用[J].住宅与房地产,2017(21):215.

Discussion on the Application of BIM Technology in HVAC

In the design of HVAC system, in need should be adjusted with BIM technology, based on original design in order to achieve the optimization of system design, based on this article. The advantage of application based on BIM technology, and the HVAC design of an office building as an example, analyzes the application of BIM technology, hoping to bring some inspiration to the relevant personnel.

BIM technology; HVAC; system design; application