浅谈BIM技术在暖通空调设计中的应用及展望

王冉

沈阳市华域建筑设计有限公司 辽宁 沈阳 110034

在暖通空调的设计中应用BIM技术，能够为暖通空调的设计提供最优方案，提高暖通空调设计的标准，且能够使暖通空调设计实现三维立体模型设计，从而增强设计的可视性。在整体的暖通空调设计中，合理科学地应用BIM技术，能够显著地提高暖通空调设计的质量水平。因此，文章对BIM技术在暖通空调设计中的应用进行分析研究，有着现实的价值和意义。

1 BIM技术概述

BIM技术即建筑信息模型技术，是一种基于三维数字技术，并将建筑项目信息进行集成，从而构建出建筑工程数据模型的一种技术，BIM能够详细全面地对建筑工程信息进行表达，并能够在设计、建造、管理等方面以数字化方式进行应用[1]。

2 暖通空调设计中应用BIM技术优势具体应用

BIM技术作为科学技术不断发展的产物，也是新兴技术中的一种典型技术，将其应用在暖通空调设计中，有着诸多的应用优势与价值。

文章本部分将对暖通空调设计中应用BIM技术的优势进行分析阐述。

2.1 设计方案生动直观

在暖通空调的设计中应用BIM技术，能够提高暖通空调设计效果的生动性与直观性，从而将设计方案与效果生动、直观地展现出来。传统设计是将空间概念通过制图的手段，转化成平面及剖面、立面的图纸，通过经过专业训练的设计人员，形成空间的关系，然后以此为依据进行设计和施工。此中传统的模式对于一般建筑尚可，单独与复杂的空间关系，特别是弧线、连续的曲线，拱形等非常规的空间，由于不能形成实时的、详细的平面和剖面图纸，对于更多的细节，例如平面关系、标高、相对位置和高度等，只能靠空间的想象，这就导致了设计与现场实际情况的偏差，甚至错误，特别是空调系统的冷凝水系统，由于是重力流，只能沿水量方向向下流动，遇到拱形空间，甚至会产生排水不畅、倒灌等等。利用BIM设计以后，由于展现在设计师面前的是实实在在的模型，设计师可以根据需求去查看任意一点的详细数据，同时，也可以实时地看到设备、管线的安装位置、路由，以及敷设以后的实际效果，就规避了上述情况引起的错误，避免了现场的拆改。同时，由于对空间关系有了三维的更直观的认识，也会促使暖通空调设计人员进行思维拓展，采用与建筑结合起来更好的设计方案，大大提升了工作效率，加快了工程的进度。

2.2 数据获取更方便、准确

与CAD的传统制图方式，BIM跳出了制图的概念，强调的是“信息”，也就是说，不再是用软件通过画图去表达，而是赋予“信息”。通过把实际需要表达的墙、梁、设备等，做成虚拟模型，此类模型可以包含实际施工过程包含的全部信息，例如，对与风机盘管，该模型除了外形以外，既可以包含风系统的所有参数，例如风量、风压、阻力、风管设备的接口尺寸、接口位置等，还可以包含水系统的所有参数，例如水量、阻力、水管接口尺寸、接口的定位、接口的类型等，也还可以包括用电功率、电压、用电接口的具体信息等，同时，还可以提供生产厂家，安装时间，设备运行状况，等等。如图1，特别是对于改造类项目，还可以提供是否需要拆改、设备是否为新购等多元化的信息，为后续的各部门，包括施工、预算、采购等各部门提供准确翔实的基础数据，降低了多部门合作的重复工作量，加快了整个项目的进程。

图1 BIM制图软件

2.3 设计协调更方便

在传统的暖通空调设计中，由于无法将全部信息内容进行显示，因此难以对设计图纸进行准确的分析，在设计过程中，各部门都是以各自的思路和需求进行设计，然后再与其他专业交流和沟通，在遇到问题的时候进行相互的交流、妥协、修改，浪费了时间和精力。应用BIM技术，各专业都是在一个中心文件上进行设计，各自有对应的权限，在设计的过程中，可以及时地发现其他专业的同步变化，协商后可以找到调整的思路以及调整后的效果，强化了各专业的配合意识，激发新的合作思路的产生，实现一动全动的整体设计效果。

特别是针对建筑工程中暖通空调设计环节，管线综合设计是最为关键且重要的综合设计内容之一，其设计质量水平会直接影响到整个暖通空调系统质量。在整体管线综合设计工作中，其关键是合理而科学地对每一根管线进行布置，保证整体管线系统能够流畅，避免后续施工、运行中出现问题。BIM技术相较于传统技术，其能够以三维模型形式对相关信息数据进行直观展现，同时对各专业所有的修改都能够更新，如右图，为工作人员提供参考与帮助，管线综合设计结果的合理性得到了显著的提高，加快了设计节奏的同时，还有效地提高了正确率，提高设计与施工质量[2]。

图2 三维模型直观图

2.3 方便专业之间的相互提资

在暖通空调的设计工作中，在进行负荷计算的时候，需要提取大量的基础条件信息，例如围护结构的尺寸、传热系数、热惰性等等相关信息，同时，有需要给其他专业提出重要信息，例如本专业设备的用电量、位置、用水量、用水压力、对建筑空间的具体要求，等等。在以往的设计工作中，需要本专业的设计人员对建筑的信息进行读取，分析，计算，设备选择完成以后，需要将提资信息进行整理，汇总，转提给电气、给排水、建筑等相关专业，这些工作需要占据设计人员大量的时间和精力，对设计人员提出了很高的要求。而应用BIM技术，可以将上述所有的信息赋予每一个基础元素里，利用计算机的强大的储存功能，对所有信息进行有效的筛分和处理，提取有用的信息。例如负荷计算，暖通专业可以直接读取围护结构的所有相关数据直接进行计算，不需要建筑专业进行再次提供，保证了数据的一致性和准确性。再以风机盘管设备为例，布置完成以后，无关专业可以不提取任何信息，电气专业可以直接提取设备的用电量、电压、位置、线径、用电负荷的种类等等，方便其进行设计和后期运行的分类统计、计量；暖通本专业可以从中提取风管设计的全部信息，水管设计的全部信息，例如风、水管的接口尺寸、安装位置、风（水）量的大小、阻力等等，然后直接进行下一步的设计，也不再需要数据的再次提供和录入，在保证了数据的一致性、准确性和及时性的同时，还大大减轻了设计人员的工作量。

2.4 错误检查更智能

对于传统的设计来说，会签是一个非常重要的工作。在各专业设计完成以后，对所有的相关条件的提资进行落位检查，同时，各专业进行叠图，进行跨专业的综合检查，防止错漏碰缺。由于上述的工作都是由人来执行，执行人的个人能力和专业态度直接决定了设计品质的好坏，也决定了现场施工过程中的变更和拆改；同时，由于传统二维设计的限制，不能做到各个部位的全景式体现，即使是再优秀的设计人员，也难免会发生错误。应用BIM技术，可以计算机自动检索，可以对全部数据进行逐个分析，然后形成详细的错误报告，设计人员只需要对相应的出错点位进行分析和调整。由于计算机强大的数据处理能力，这种检查是全方位的，不会漏掉任何一个点位。特别是大型、复杂的设计项目，这种检查的优势就更为突出，极大地规避了因为设计不交圈而产生的施工问题，理论上可以实现现场施工的“0变更。”

3 BIM技术在设计阶段中的制约因素

BIM技术有着较多的优势以及优点，而且经过了近几年的快速发展，取得了一定的进步，但是不可否认的是，在实际的暖通空调设计中应用还存在着较多的制约因素。具体而言，当前暖通空调设计中影响和制约BIM技术应用的主要有三个方面。首先，传统设计流程会影响BIM技术的应用，BIM技术在制图时需要在信息模型中输入大量数据，而此类数据的收集和整理需要上下游全部行业的全力配合，同时也需要大量的时间来整理，因此会导致制图效率与效果降低，影响BIM技术应用。其次，软件族库仍需完善。与工程上广泛的应用项目相比，当前软件族库依然偏少，信息不全，而且信息分类杂乱、不一致，会导致BIM过程中族的种类不全，或者信息不一致，匹配性差，导致部分高级功能难以应用[3]。

4 BIM技术的未来展望

以上对BIM对设计的影响进行了一些阐述，但个人认为，BIM绝对不仅仅是为了解决设计问题而存在的，这只是其众多应用的一小部分，其更大的作用更在于下游和未来。设计单位提供BIM模型以后，施工方向的各单位可以根据模型，进行快速、准确的成本计算，同时可以结合相关软件，进行施工模拟组织分析，对施工过程中不同时间点的作业面、完成计划、物流、人流、现金流等进行详细的分析和计划。运维和管理部分可以依托BIM模型，有效的和物联网技术进行对接，实现所有设备的高效管理等等。

5 结束语

综上所述，在暖通空调设计工作中应用BIM技术十分关键且重要，有着诸多的应用优势与价值。文章对暖通空调设计工作中BIM技术进行了相应地分析，并对其应用方法与制约因素、未来进行了阐述，希望能够通过分析研究提高暖通空调设计的质量水平，并推动BIM技术在暖通空调设计中的应用水平。