暖通空调设计中BIM技术的应用探析

 暖通空调设计中BIM技术的应用探析

　一、工程分析 

　　本文以一个中学校区的暖通空调系统为例进行了设计，在运用BIM技术中，初进尝试有关设计上的不同，将BIM技术充分的发挥出优势，提高设计效率。其校区的建筑面积有54719m2。其中，本校区的功能定位在教学上，其次还有办公以及宿舍等配套设施。校区的建设类别设定为民用，且为多层公共性建筑物。校区中建筑物地上为五层，局部地下设计为两层，建筑物高为26m。其中，建筑物在地上部分的功能主要的教学和办公，以及学校的礼堂和学生宿舍，地下一层为停车场，地下二层为机电设备和一些变压器、热泵等配套设备和用房。

　　二、暖通空调设计的负荷计算和方案

　　首先，对负荷计算，建筑工程所采用的是DeST能耗计算软件来对全年冷热负荷进行计算，计算出的空调供暖的有关负荷数值，以及热水设计的负荷数值。其中，礼堂和餐厅的供冷设计负荷在560kW，供热设计负荷为155kW，而餐厅和卫生间热水的设计负荷为142kW。教学楼的供冷设计负荷为1250kW，供热设计负荷为1481kW，对于宿舍的供热设计负荷为287kW。

　　其次，对于冷热源的设计，主要采用的是地源热泵系统，而对于地下一层的冷热源机房中，配有两台地源热泵机组，每台的额定制冷量在290kW，其制热量在289kW。在制冷工况下的冷水供回水温度一般在7°C/11°C，水源侧温度在30°C/35°C。而在制热工况中，其热水供回水的温度在45°C/41°C，水源测温度在7°C/3°C。采用U型的地埋管换热孔，一般设在建筑物旁边的操场下，一共运用150个地埋管换热孔，其中间隔的距离设定为4m，设定孔深在120m。通过详细的计算，全年累计的释放冷量在150414kW?h，而累计的释放热量在151547kW?h。

　　对教室以及办公室和宿舍等地方的供热情况中，供回水的温度一般在96°C/在75°C，通过换热器之后，来进行换热在二次供水时的二次供水，其供回水温度也在80°C/60°C，在夏季时供冷情况时，主要是由多联机空调系统提供冷负荷。需要说明的是，建筑物宿舍上方的屋顶，用的是太阳能热水器进行供热。

　　对空调供暖的方案，针对办公室以及会议室和教师，采取的空调设计的方案为多联机空调和散热器供暖，而对于宿舍的空调供暖采用的是散热器供暖，加上预留分体空调安装。学校的大礼堂采用的空调设计主要是定风量全空气热回收空调系统，这种方案的设计在过渡季以及应急方案启动时，其空调系统可以使70%新风进行运行。而对于小操场以及能够等多用定风量全空气热回收空调系统，底板辐射值班供暖的方式。食堂餐厅则采用风机盘管和循环风空调，加上新风系统的方案比较好。

　　三、暖通空调设计中的BIM技术分析和应用

　　在暖通空调设计中的BIM技术一般都会应用到MagiCAD软件，这种软件主要是向工程师以及设计师等行业人士应用的，尤其是针对机电专业人士。在工作范围之内的BIM选择上，对教室以及食堂和机电管道等采用的是BIM技术应用，基本上BIM技术涉及的是换热站以及地源热泵和空调系统等方面。在实践上BIM模型的目标是涉及建模以及管线综合，其成果是BIM专业模型。

　　需要注意的是BIM技术和二维设计有着明显的区别。二维设计中的主体就是线，主要是将线在不同的运用中，进行各种的组合和叠加，而运用BIM技术设计时，其主体就是产品，然后运用产品和各种管道进行建模。在绘制的方式上，BIM在实际的设计中，主要是将产品以及管道通过链接形成一整套的系统，实现连接，并使得从点到面的组合，最终实现暖通系统的连接比价完整科学。比较有说服力的是，空调水管的支管安装和连接，最能体现出BIM设计的典型性。

　　在制图效率方面，BIM设计在有关绘制的方法以及表达理念上，都是运用产品以及管道，进行有效的组成。在这个过程中，需要绘制很多管径信息和尺寸信息，这些信息的输入，应按照设计人员的要求进行。在设计时期工作量比较大，且BIM软件的掌握有一定的难度，一些设计人员还不能充分的使用和熟练掌握，使得在BIM技术的设计和应用中，制图效率偏低一些。

　　BIM设计中的重点工作在于对软件进行分析和查找，提供产品库中比较合适的设备模型，然后再安装带模型之内。这时，如果设计人员有较多的产品库，就在工作中占有了一定的优势，使得设计工作得到非常大的影响。需要说明的是产品库内的有关模型，都是属于厂家所支持的，一些产品尺寸以及产品的性能等一些数据也受到厂家的支持和保护。而这些数据则是BIM设计模型中的重点内容。

　　按照有关设计产品，设计人员做出自定义，这对于产品库是一种必要的补充，非常适合BIM设计。一般情况下，在产品制作器上，将有关尺寸以及模型做出复制，并进行编辑和修改，同样可以产生新的产品。在这种条件下，项目管理文件能够对产品做出信息关联，使得新产品数据完成相应的制作。

　　对于专业性的协调方面，BIM主要的专业协调基本上是运用三维信息模型来实现的。由于各个专业的构件有其各自的形状，同时其位置也能够在模型中得出直观显示，使得专业错误的发生率降低许多。运用这种统一数据，能够实现相互性的协调工作，同时还可以进行实时性的查阅，使得信息共享，在交流时比较顺畅，诶专业性的协调工作提供更大的便利。

　　在管线综合方面，BIM在设计的过程中，专业协调结果就是管线综合。由于在所有区域中，模型上的管线都已显现出来，而且管线在交叉以及碰撞上也能够层次分明。省去了许多绘制模型，不必用很多的模型来体现和说明管道综合，在综合模型中，应进行剖切面的的选择，能过生成新的剖面图。

　　在设计成果方面，BIM设计主要是对暖通空调的有关设备，加上管道的材料和一些热工性能进行的信息三维模型。这种模型具有较大的优势，不仅在打开模型即可看出设备以及管道的安装后形状、位置，而且其效果直观，非常形象。

　　四、总结

　　BIM技术具有较多的优点，在实际的应用中可以充分的提高设计的完整性，而且能够有效节省成本，使浪费现象大大减少。BIIM技术的应用，在暖通设计领域产生较大的影响，为以后的设计工作带来更多的便利。