暖通工程设计BIM 技术应用

李晋芝

（太原理工大学建筑设计研究院有限公司，山西太原 030024）

0 引言

在暖通工程设计阶段，BIM 技术的应用能够提高暖通工程的设计水平以及增强设计效果，这主要是BIM 技术具备可视化等功能，在技术应用时可以通过建模的方式对涉及的设计参数进行调整优化。

1 BIM 技术简析

1.1 BIM 技术概念

BIM 技术从简要层面分析就是建筑信息模型，BIM 技术应用阶段通过借助项目工程数据，在系统中构建相关的模型状态。而后在使用数字信息仿真模拟技术将信息技术应用到系统中，通过三维模型构建能够让设计人员直观地对设计对象优化、调节。BIM 概念最初是在1975 年出现的，当时是由于Chuck Eastman教授提出的一种概念[1]。在进行暖通工程设计环节中，BIM 设计主要包括三个基础维度，即资源、交付和行为。在这样的状况下，对相应的施工标准和时间内容提出更多的要求。从某种程度上来看，BIM 技术不仅是一种数据信息数字化集成手段，还是一种数据可视化的具体集成方式，能够将相关的信息数据应用于设计环节以及管理环节当中。

1.2 暖通空调的含义

针对暖通空调而言，主要包括室内通风、供热以及空气调节的相关系统的设计。其中中央空调和家居分体空调对比，其差异性体现在暖通空调在解决室内冷暖问题的基础上，还能构造出适宜的室内环境。同时暖通空调还具备通风、空气调节等功能，在系统运行时能够按照室内空气的要求进行调节，可以改善室内环境的舒适度。一般来说暖通空调的处理方式主要是系统吸收空气后，使新风转换实现空气冷却、加湿以及过滤效果。

2 BIM 技术的应用优势体现

2.1 可提升设计效果

在BIM 技术应用时通过构建出信息模型，只需要将系统的性能参数输入其中，就能组建出三维模型，且组成三维渲染动画，能够让操作人员了解需要修改部位，及时优化不合理的地方，减少工程返工、改建出现的质量问题。

2.2 提高计算精度

在BIM 技术应用时由于存在大量的数据库，并且在模型中修正参数后，参数又能够实现即时修正更新，可以提高设计的合理性，对项目开展有重要意义。

2.3 实现虚拟施工

可视化、模拟性是BIM 技术的特有功能。在暖通工程设计环节中，能够通过该技术功能构建出三维可视化模型，在模型中能够对实现虚拟施工指导，并且针对施工方案还可进行及时对比，满足施工协调要求，能够预测项目开展时出现的相关问题，能够在模拟施工中对其进行优化[2]。

3 BIM 技术在暖通空调设计要点分析

3.1 设计方案中的具体应用

在暖通工程设计环节中，对于该技术来说需要按照项目的特点给出合理的设计方案，并且还需要根据室内空间的位置对暖通空调产生的影响以及需求进行分析。特别是暖通空调设计时需要确定供热空调系统在满足相关标准规范规定后，还要对空调的风系统进行综合分析，保证BIM 技术的作用能够切实发挥出来。同时针对空调回收利用设计上，可以在模型中对方案设计的科学性进行分析，保证设计方案满足最终需求。

3.2 暖通工程施工系统结构的调整

在BIM 技术应用的过程中，施工单位应该从传统的技术和施工方法出发，整合各项资源内容。一方面能够保证设计意图和施工要求符合现有规定，另一方面也有利于BIM 技术模型的搭建，能够给参数优化、调整奠定基础。借助组织浏览表、参考结构树内容，以3D 模型的方式推进各项内容，在保证各项要点的情况下能够将暖通工程体系特征和结构特点进行充分融合[3]。通过BIM 技术的应用不但能够保证工作人员对整个设计思路进行准确定位，而且也可以将暖通工程施工数字化系统结构进行贯通，保证施工的控制力度和调整姿态。除此之外，借助BIM 技术可以通过记录、追溯的方式提升系统功能，在保证施工实际的完整情况下整合各项施工进度资源和管理规划，通过动态化的方式呈现更多的结构性特征，为监督管控的系统性和完整性奠定坚实的基础。

3.2.1 做好建模分析

在暖通工程设计环节中对建筑性能的分析需要给予高度重视，设计人员要通过构三维可视化建模型对整体性能进行分析，以便于增强暖通设计方案的效果。所以在设计时就要要求设计人员借助当前的集成分析工具，对空调系统能耗情况进行综合分析，如此能够优化系统负载值参数，与此同时还有助于工程人员进行负荷和热负荷的双向报告。

3.2.2 风管系统的建模

通过BIM 构建出三维模型，在模型结构内优化风管的布局、设计。模型构建阶段，首先建立一个HAVC 系统库，然后结合具体的方案，确保机械模型和功能的有效发挥。依托通风空调管网，合理布置管道，进而实现有效的三维建模。为了方便控制管道的标准高度和位置，一般会借助BIM 技术实现相关的功能升级。换句话说，所有模型视图在系统库内都实现有效的协调变更。值得关注的是，在计算尺寸和管道压损率的环节中，需要严格按照相关的标准、规范进行设计。另外，面对较大尺寸的风管要保证立体空间的多元化，为了合理控制管线的专业性和桥梁的稳定性，应该按照当前的状况保证新风管道和冷却水管道的延伸距离，避免出现严重的墙体碰撞。在合理使用BIM 技术过程中，可以有效规避一些潜在的风险问题。

3.2.3 水系统和管道建模

从水系统管道的情况来看，工程人员应该按照要求做好适当的建模工作。在这样的情况下，要严格参考冷负荷报告和热负荷报告的状况，然后依次建立完整的供暖体系。在城市建筑工程的水系统管道中，整体的分布面积较大。尤其是面对数量繁多的状况，一般会通过市政网进入的方式进行。然后按照地下室到出口的整体走向，避免水系统的管道碰撞。在BIM 技术的作用下，通过应用RevitMEP 等软件，可以实现相关的功能。在保证定尺装置和定位装置明确的范围中，即便发生交叉碰撞，也要进行长度和位置的整体修改，只有这样，才能够优化设计当前的管道布局。

3.2.4 布置管路和计算系统阻力

从传统的二维工程设计来看，其主要的外部参照是协同设计。在这种成果导向的作用下，一般会通过专业化的默契度和设计人员的抽象化概念实现更高层次的升级，确保实图和深化能力的准确度。

在协同机制的作用下，BIM 技术可以在许多方面呈现自身应有的特征：当墙体内部油管路穿越时，应该严格控制管道的间距和具体的布置方位。从其空间属性来看，不应该通过文字说明和人员沟通的方式进行。只有通过数字化的空间表达体系，才能够实现有效的自动化融合，能够在三维模型（见图1）中直观地将空间位置出现的变化情况展示给设计人员。在布置管路和计算系统阻力设计环节中，通过BIM 技术的功能特性，能够模拟相关管路的布局、走向，同时通过相关参数值的计算，能够计算出管线的承压能力以及通过参数。与此同时，在布置的环节中，通过闭环的形式来设计管路系统。通过直接输出的方式形成风压设计，直接解放烦琐的阻力问题。

图1 多专业管线综合三维视图

3.2.5检测管线综合碰撞

管线综合碰撞检测对于线路的走向、分布科学性均有很高的要求，BIM 技术的应用能够全方面提升检测的合格率。总的来说，这就是这种技术的关键优势，也是在基础应用领域中成功的典范。从国内目前的状况来看一些设计院掌握了BIM 技术，能够发挥该项技术的优势，实现有效的设计升级。结合管道综合碰撞检测内容，暖通专业设计师会在以下几个方向进行应用：

（1）能够全面检查结构梁与坡道、楼梯的情况；

（2）能够全面检查水系统中的碰撞情况；

（3）在设计环节中利用BIM 技术进行暖通管道碰撞检测，能够在建模中调节管道的分布状态；

（4）通过BIM 技术应用能够全方面检查管道安装空间、预留检修空间位置，查看相关内容是否达到标准需求。面对不同机电专业之间的碰撞检测，一般需要安排专业的人员进行协调。在综合管线碰撞检测过程当中，BIM 技术能够解决一些暂时性问题，对增强设计效果有积极作用。

4 结语

综合以上分析，通过BIM 设计的应用的确可以提升暖通工程的设计效率以及质量。因此，在往后工程开展中需要按照暖通工程设计的要求，对BIM 技术进行合理利用，要构建出针对性的技术方案，并且对BIM 技术应用过程进行管理，让BIM 技术的作用能够发挥出来，如此才能进一步增强暖通工程的设计效果。