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暖通空调设计与BIM应用研究卢海江

发表时间：2021/6/29 来源：《基层建设》2021年第6期作者：卢海江

[导读] 摘要：在实际的施工过程中，供热通风与空调系统对技术水平要求较高，施工人员在施工过程中的疏忽很有可能埋下较大的安全隐患和质量隐患，影响这个工程的运行和使用效果，针对这一情况，在施工之前，建筑单位需要明确工程涉及的关键技术，加强对施工人员的培训工作，提高其安全意识和质量意识。

        北京市建筑设计研究院有限公司广州分公司广东省广州市 510623
        摘要：在实际的施工过程中，供热通风与空调系统对技术水平要求较高，施工人员在施工过程中的疏忽很有可能埋下较大的安全隐患和质量隐患，影响这个工程的运行和使用效果，针对这一情况，在施工之前，建筑单位需要明确工程涉及的关键技术，加强对施工人员的培训工作，提高其安全意识和质量意识。同时，BIM给暖通设计带来了技术冲击和传统行业的变革。本文主要对暖通空调设计过程中BIM的应用进行了简单的探讨，以供相关人员参考。
        关键词：设计研究；暖通空调；BIM应用
        1、我国BIM技术的发展现状
        BIM技术是一种基于设计基础上的现代化技术，通过BIM技术可以将设计模型三维化，可以更加立体地观看到设计到各个方面。BIM技术具有很强的可视性，与传统的设计图纸相比，BIM技术具有更明显的优势，传统的设计图纸通过平面的设计来传递设计者的思想，工作人员便很难通过设计图纸来对其设计外观展开全面的想象，在设计人员与实施人员交接的过程当中，也很容易会出现偏差，最后造成设计结果与设计方案存在很大偏差。BIM技术可以有效地避免这一点，通过BIM技术的软件让设计者的设计理念和表象通过三维可视化的实物模拟来展示出来，让设计更加立体更加直观，便于施工人员对设计图纸进行更深层次的理解。
        BIM技术模型有一个很明显的特点，即通过设计员工的设计建立起一个三维的模型，模拟出建筑物实体。通过建筑物实体的模拟，施工人员和设计师可以很好地了解到在施工过程中周围环境会对施工进程产生的影响，从而做出针对性的改变，这就可以有效避免和解决周遭环境和突发事件对建筑的影响，同时也会通过三维的模型来解决一些传统设计图纸无法解决的问题和忽略的问题。
        2、BIM技术与传统设计的区别
        BIM技术与传统的二维图纸进行对比，更加直观，并具有较强的透视性，能够为施工人员提供更高效的参考，使工作人员能够以更高的效率完成安装工作。对BIM技术与传统的二维设计方案进行对比，以高效暖通空调设备为例展开分析可知，BIM技术与传统的设计方案相比具有以下几点优势。
        2.1、绘制手段
        对两种方式进行对比，设计方案首先在绘制方案上具有明显差异，利用传统的方式对安装图案进行设计时，首先要借助文字或是标志对管道的长度、粗细程度进行详细的记录并对其做好区分，施工人员在对设计图纸进行研究时，难度比较大，还会造成暖通设备与管道线路交错的状况，从而对暖通设备的性能造成一定的影响。而借助BIM技术对系统进行设计时，则比较通俗易懂，可以对管道的线路进行全面的排查，使设计方案更加立体化，能够使施工人员按照更具可视化的设计方案展开工作，这样便能够使施工效率进一步提高，并使施工效率得到保障。
        2.2、表达方式
        二维图纸设计与BIM技术在表达方式上也存在着比较大的差异，传统设计方案采用的是线条堆积的方式，或者利用投影的方式对设备阀门、轮廓、管道等进行投影描绘，并借助标尺等将各项数据进行标注，保证各项数据的精确性，相对来说比较复杂。而BIM技术则只需要借助系统计算出精确的数据，并在数据的基础上构建出三维模型以及设备的总体模型，这样便能够为设计人员以及安装人员提供更便利的方式，也大大节省了设计以及安装的时间。另外，BIM技术也能够更加直观地将设计的模型以及基本构造展示出来，并且能够使细节更加具体，从而保证暖通空调的合理性。
        2.3、效率方面
        传统的二维设计图纸只能够借助线条的形式将设计图案展示出来，这种方式存在着非常大的局限性，施工人员在施工过程中需要对设计图纸进行整理，并通过自己的想象将暖通空调设备进行规划，而想象的过程是比较抽象的，会使设计与施工方案存在一定的误差，另外还会延长施工人员的工期长度，这就会使得施工效率降低。

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而选择BIM技术建立3D模型，施工人员便能够直观地了解到设计细节，并能够在施工过程中按照设计方案直接进行安装，这就大大缩减了施工时间，提高了施工人员以及设计人员的工作效率。对二维图纸设计方案与BIM技术在暖通空调施工以及设计中的运用进行分析可以发现，BIM技术具有独特的优势，其不仅能够提高施工以及设计的科学合理性，还能够大大提升相关人员的工作效率，因此在对暖通空调进行设计或是施工时，也可以大力推广BIM技术，以此来提高暖通空调的质量，使暖通空调能够为人们提供更加优质的服务。
        3、BIM+暖通空调系统设计
        3.1、土建基础设计
        建筑物的外墙、屋顶、门窗是建筑物产生热湿负荷的重要因素，那么在进行土建基础设计时，就必须考虑降低这些外围护的传热性能；例如，对外窗来说，设计时给外窗加上百叶窗等遮阳设施；对外墙来说，在设计中反应出加厚外保温层厚度等等措施降低外墙的蓄热能力；在屋面加上绿色植被，来改善屋顶的热工性能。大大改善了顶层室内的受热情况。
        3.2、机电安装基础设计
        在暖通BIM建模设计过程中，应根据不同功能的房间温、湿度控制标准、控制精度、房间朝向、使用时间、洁净度等级等因素将建筑物划分为不同的空调区域，从而避免过冷过热，减少冷热抵消等现象，避免能源浪费。同时，在进行水系统设计时，尽量采用变流量的闭式循环水系统，变流量系统可以根据室内不同时段的热湿负荷来调整冷水需求量，闭式循环系统可以减少水泵能耗。
        3.3、利用BIM技术的全过程管理
        BIM技术其中最大的一个特点就是可以满足建设单位对建筑物投入运营之后的全过程协同管理；而暖通空调系统则是主要在夏、冬两季运行，在此基础上，就可以利用BIM技术对暖通空调系统的运营系统进行控制，来保证减少空调系统的能耗。利用BIM+暖通系统实现：空调系统运行过程监测和自动控制系统，包括参数检测、参数与设置状态显示、自动调节与控制、工况自动转换等。在此基础上，建立行之有效的能耗管理体系及管理制度。空调系统实行的是独立耗电核算制，不仅对空调系统装设独立电表，还应该在每台机组、水泵、风机上装设独立电表，可直观了解空调系统运行的耗能情况，并进行相应的节能措施。那么在运行过程中，将以上数据反映到BIM软件客户端（PC+APP）。就可以时刻观察运行成本的变化。
        结束语
        总而言之，暖通空调系统是一个国际性的产业，中央空调的最大特点是能够创造一种舒适的室内环境。随着人们生活品质要求不断提高，人们对空气环境的要求也进一步提高。暖通空调系统作为现代建筑的工程中重要组成部分，主要包括除尘系统、空气净化系统、室内温度控制系统、送风及排风系统以及水系统。为了能够满足人们更高的需求，暖通空调新技术应运而生，采暖、空调系统的节能设计，新型节能产品的开发、测试及应用，空气净化设备的应用，高功率密度机房的空调方式，优化送、回风气流组织形式，蓄冷、蓄热等方面的新技术，水源热泵、地源热泵、地表水低温热源等应用技术等。暖通空调设计和安装过程相当复杂，涉及各个专业的问题，需要各个环节的紧密配合，才能保证整个系统的施工质量和稳定运行。
        暖通BIM技术不断完善及业主对建设要求日益提高，BIM必将更广泛得到应用。特别大型、结构形式复杂项目上，应用BIM技术解决建筑生命周期各阶段和各专业系统间信息断层问题，从设计、施工技术到管理全面提高信息化水平和应用效果，已成为建设企业的迫切需求。
        参考文献：
        [1]闫坦坦.基于BIM技术的空调房间CFD气流组织模拟分析[J].洁净与空调技术，2020（02）：107-111.
        [2]罗建红.BIM技术在暖通空调工程中的应用[J].建筑技术开发，2020，47（07）：64-65.
        [3]周少军.BIM技术在暖通空调设计中的应用研究[J].绿色环保建材，2020（03）：100+102.
        [4]吴波.BIM技术在严寒地区暖通空调设计选型中的运用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2020（03）：190-193.