基于建筑信息模型的建筑热工系统与暖通空调系统设计应用分析

张芮境

（山西省交通科学研究院，太原 030006）

目前，在进行建筑工程设计和施工的过程中经常会用到建筑信息模型，这不仅能够保证相应工作人员对建筑整体结构有一个更直观的了解，对提升建筑热工系统和暖通空调系统设计的合理性也起到非常重要的作用。加上当前我国各个地区对建筑节能效果要求越来越高，开展热工系统设计和暖通空调系统设计均能满足节能型建筑建设要求，对于推进我国建筑行业发展也起到非常重要的作用。

1 建筑信息模型在建筑热工系统节能设计中的应用

在建筑信息模型的基础上开展建筑热工系统节能设计，不仅能够改善传统建筑热工节能设计中存在的问题，还能避免在建筑热工系统节能设计时出现物资过度消耗问题。在开展建筑热工系统节能设计前，需要相关人员综合分析整个建筑物结构状态和其他方面因素，据此制定合理有效的热工系统节能设计方案，在调度建筑物内部温度的同时，为居住者提供更适宜的居住环境。在对建筑室内气温变化趋势进行深入研究的过程中，了解到建筑室内气温变化与建筑围护结构热工性能之间存在紧密联系，因此，在建筑热工节能系统设计时，应充分考虑建筑围护结构状态，并在建筑信息模型相关数据参数的条件下开展建筑围护结构优化改善，在保证建筑围护结构合理性的同时，有效提升建筑热工系统节能设计效果[1]。另外，在建筑热工系统节能设计前，还需要相关人员对各种热工设计方案进行对比分析，明确不同热工系统节能设计方案所产生的冷热负荷效果，并按照建筑结构状态和其他方面因素选取适当的建筑热工系统节能设计方案，为推进建筑热工系统节能设计顺利开展提供有效的参考依据。

从建筑热工系统设计角度出发，保证相关系统符合节能设计标准的关键在于按照参照物围护结构状态开展相关设计工作。在这个过程中需要对建筑结构、大小、朝向和内部空间划分等多方面因素进行综合分析，据此制定合理有效的建筑热工系统设计方案。而且，在相关设计时，应保证建筑围护结构热工系数、建筑围护体形系数和窗墙面积比等有关参数符合社会发展要求，避免在实施建筑热工结构节能设计时出现问题。理论上来说，建筑物不同结构所表现的冷热负荷参数存在本质上的差异，这就需要采取正交表的方式将建筑物不同结构的冷热负荷变化参数记录下来，并在这个过程中采取综合评分法对冷热负荷试验结构进行对比分析。

通过建筑围护正交试验结果分析，了解到不同围护结果对建筑冷热负荷的影响存在本质差异，因此，在开展建筑热工系统节能设计前，需要相关人员对建筑物各围护结构对建筑冷热负荷产生的影响进行对比分析，并按照各围护结构对建筑冷热负荷的影响大小确定建筑结构优化顺序，借以保证各围护结构优化设计的合理性。一般来说，建筑冷热负荷越小，建筑热工系统节能效果越好。这就需要相关人员通过建筑信息模型和建筑冷热负荷大小开展建筑热工结构设计，降低相关结构设计时能源物质的消耗量，为提升建筑热工结构节能设计效果提供有效参考依据。不同建筑物各个结构冷热负荷水平和节能施工方案存在差异，相关人员应在开展相应结构设计前，通过建筑信息模型对建筑物结构状态和围护结构作用效果进行综合分析，制定合理有效的建筑围护结构优化组合模式，同时制定合理的建筑围护结构，优化改善顺序，在提升建筑热工结构节能效果的同时，推进我国建筑行业向着节能方向发展。

2 建筑信息模型在暖通空调系统设计中的应用

2.1 暖通空调系统概况

大多数建筑暖通空调系统涉及变风量空调系统、独立新风系统、风机盘管+新风系统和排风系统，这种空调系统的主要设备信息如表1所示。

2.2 建筑信息模型在暖通空调设计中的应用

众所周知，应用建筑信息模型能够将建筑物结构和建筑内部空间以三维模型的方式展现出来。在开展建筑暖通空调设计时，可以应用建筑信息模型将平面建筑工程施工图纸转化成三维空间建筑工程施工图纸，有效提升建筑暖通空调设计的可视化和参数化，严格控制建筑暖通空调在设计过程中出现问题。不仅如此，设计人员还可以通过建筑物中各类管线布置情况判断建筑暖通空调安装位置，并对原有不合理的暖通空调设计方案进行优化处理，提升建筑暖通空调设计合理性，有效调整建筑室内温度状况，为人们提供更舒适的居住环境。在完成建筑暖通空调安装位置设计前，应利用建筑信息模型对建筑暖通空调设计项目中未完成的物理连接件进行功能检测，及时有效地改善连接不正确的物理连接件，为推进建筑暖通空调施工顺利开展提供有效参考依据[2]。

表1 空调系统主要设备

对于建筑暖通空调设计来说，在进行相关设计工作时会受到多方面外在因素的干扰，无形中加大建筑暖通空调系统设计时出现问题的可能。在对建筑暖通空调系统设计进行深入分析时，发现暖通空调装置中潜在系统连接异常等问题，如果不能及时有效地解决相应问题，必然导致暖通空调装置在运行过程中出现问题，这对于建筑室内温度调度效果也有很大影响[3]。例如，在对暖通空调风管系统进行综合检测时，应保证相关人员对风管系统正常运行状态有一个全面了解，并通过建筑信息模型和图元连接模式判断暖通空调中风管系统连接状态，按照暖通空调中风管系统连接现状制定优化改善措施，以保证风管系统在建筑暖通空调中发挥自身最大作用。

由于建筑空调系统中涉及大量逻辑链接和物理连接的系统，这些系统在连接过程中经常出现问题，影响建筑工程施工效果。这就需要应用建筑信息模型，将建筑暖通空调中各类系统的连接方式和作用效果清楚表示出来。不仅如此，通过建筑信息模型还能开展建筑暖通空调系统综合检查，有效判断各类系统在运行时的状态，并按照建筑暖通空调设计中存在的弊端制定合理有效的优化改善措施。

在进行建筑暖通空调系统设计时，会使用大量的管线装置，借以达到暖通空调设备与其他建筑设备相互衔接的目的。为保证暖通空调系统设计的合理性，在进行暖通空调系统设计时，相关人员应通过建筑信息模型对建筑暖通空调中各类管线排布方式实施有效检测，及时有效地改善建筑暖通空调管线布置中不合理的地方，借以保证建筑暖通空调设计的合理性。受多方面外在因素干扰，建筑暖通空调中经常出现管线布置错误和管线相互碰撞的现象，这对于建筑暖通空调系统的正常使用也有很大影响。通过建筑信息模型，还能保证相关人员在短时间内掌握建筑暖通空调中管线布置效果图，并按照暖通空调运行状态改善其中布置不合理的管线，尽可能保证各种类型的管线在建筑暖通空调运行时发挥自身最大作用。而且，对不合理的管线布置方式实施有效的优化改善，还能在提升建筑暖通空调设计合理性的同时，降低暖通空调布置时能源消耗量，借以实现建筑节能环保建设目的。

3 结语

在建筑热工系统和暖通空调系统设计时会出现能源物质过度消耗的问题。为保证建筑热工系统和暖通空调系统设计符合我国社会节能环保要求，在开展相关系统设计时可以应用建筑信息模型，通过建筑信息模型直观反映建筑整体结构和空间划分状况，据此制定更合理的建筑热工系统和暖通空调系统设计方案，以推进我国建筑行业向着节能环保的方向发展。