浅析BIM技术在暖通工程设计中的应用

浅析BIM技术在暖通工程设计中的应用

石洪涛

华诚博远工程技术集团有限公司天津分公司   天津   300450

摘要：近些年，随着社会发展，我国的科学技术水平随之快速进步，目前，被广泛应用到各行业领域。BIM（建筑信息模型）是建筑信息化发展的重要标志，其在建筑行业中的广泛应用是一种必然趋势。一个完整的建筑信息模型是集所有几何模型信息、功能要求信息及构件性能信息于一体的，且涵盖建筑项目从设计建模、施工建设到运行维护等全生命周期内的所有信息。BIM技术的应用能够有效提高工程设计的质量和效率，保证施工工作的科学开展。因此，建筑行业各专业的设计人员必须加强对BIM技术的学习与运用，借助BIM技术开展相关设计工作，提高工程设计的科学性。本文主要对BIM技术在暖通空调设计中的应用要点进行研究，同时探讨了BIM技术应用于暖通工程设计中存在的问题以及相应解决措施，以期为相关设计人员提供参考。

关键词：BIM技术；暖通工程设计；应用

引言

建筑暖通设计的过程中，为确保整体设计工作质量和效果，应重点采用BIM技术，提升暖通设计的效果，可视化进行设计内容和设计方案的完善、调整与优化，利用BIM技术提升暖通设计的水平，使暖通设计质量和节能性符合要求，为提高设计工作的质量夯实基础。

1、BIM技术原理

BIM是建筑信息模型英文简称，基于海量信息，给予新产品开发及管理强有力的支持，借助计算机应用程序对建筑、建筑工程信息模型进行直观展示，换言之，也就是以现代信息技术为依据实现建筑环境生命周期管理。此技术不仅促进了建筑信息集成化，而且将设计、施工、运行、竣工等整个建筑全过程中涉及的所有信息汇集到一个三维模型信息数据库内，以便于各个主体查看，在协同工作中实现工作效率提升、资源节省、成本降低的目的。

此技术核心是虚拟建筑工程三维模型的构建，借助数字化技术，形成系统化信息库。此信息库既包含建筑物构件几何信息、专业属性、状态信息的描述，同时，也涉及了空间、运动行为状态信息。三维模型的构建推进了建筑工程信息化、集成化，为工程项目各参与主体提供了信息共享平台。此技术既可以应用于设计环节，同时，也可应用于工程全寿命周期，其中BIM应用于设计中采用的是数字化技术，数据库是动态变化的，应用时更新速度较快，信息充实且丰富。

2、BIM技术在暖通工程设计中的应用要点

2.1方案设计阶段

（1）建筑的形状、方位及建筑围护结构的材料和形式都会直接影响建筑的采光、通风和传热性能，进而影响建筑使用阶段的能耗。因此，在暖通空调方案设计阶段，设计人员必须先对建筑的物理性能（采光、通风、热能、综合能耗）进行分析。在传统的二维设计模式下，受限于图纸平面化表达形式，设计人员只能将建筑相关信息输入不同专业软件，单独建立模型。因为各个软件之间不能共用模型，所以设计图纸与分析性能基本是脱节的。基于BIM技术建立的建筑模型，涵盖了建筑的几何尺寸和建筑材料等所有信息，设计人员在分析建筑物理性能后，可以将相关性能信息直接应用于建筑模型设计，无须重复建模，从而提高了设计效率。此外，在任何设计阶段，设计人员都可以随时将该虚拟建筑模型链接到其他专业能耗分析软件中，准确计算和评估整个建筑的能耗情况和生态效应，并能够根据分析结果及时优化和调整建筑设计方案，从源头减少能源浪费，提高暖通空调总体设计方案的可行性与合理性，实现绿色、节能、舒适的设计目标。（2）随着经济的发展，社会生活水平的提高，人们对建筑室内环境和舒适度提出了更高的要求，这就导致建筑内部的“血管”——管道系统越来越复杂。在方案设计阶段，主要机电设备用房位置的确定，会对后期管线排布产生很大的影响。由于各机电设备用房连接的都是主管道，管道尺寸较大且不易翻弯避让，所以设计人员需要合理选择机电设备用房位置，这会对减少后续管线路由的重叠起到至关重要的作用。

基于BIM技术创建的三维模型，能够获取多角度的建筑内部结构视图。设计人员可以提前根据各机电设备的管线布置要求，按照管线排布原则，大致确定管线路由及管道安装高度，初步划分机电设备用房的布置区域，减少各系统主要管线之间的交叉。设计人员还可以利用BIM技术对建筑特殊功能区域垂直方向上的空间进行详细检测和分析，为确定设备用房位置和管道安装提供依据。

2.2施工现场的合理模拟

在暖通空调建设过程中，为了降低后续施工出现的问题，需要结合设计图纸的基本情况，对施工中可能存在的相应问题进行分析，后续施工再结合相应问题，采取具有针对性作用的控制措施，确保施工效果。而使用BIM技术，就能实现对现场施工的仿真模拟，并以模型为基础实现对现场施工的合理模拟，分析现场施工存在的问题，再根据BIM技术模拟出来的相应问题对设计进行更改，从而使得设计能够满足实际施工的相应需求，进而提升建筑暖通空调的建设效果，降低设计不合理问题的发生，全面提升后续施工质量。另外，施工期间，还要做好施工的合理控制，减少施工期间不合理情况的概率。通过施工现场的合理模拟，有助于提高施工管理水平，使得施工的整体管理水平得到提升，进而保证工程的建设效果，全面推动工程的顺利建设。

2.3合理进行负荷计算

建筑暖通设计的工作中，负荷计算精准性对工程设计质量会产生直接影响，因此建议设计人员根据工程的特点和情况，采用BIM技术进行工程的负荷计算，确保计算结果的准确性和可靠性，提升设计模型的真实性，为增强设计效果提供助力。一方面，在暖通负荷计算的过程中，可利用空调负荷计算分析软件、BIM软件进行联合计算，准确进行工程负荷量的分析和研究，提升计算准确性；另一方面，采用BIM技术进行暖通负荷量的计算分析，还需准确计算建筑面积，以此为基础进行暖通负荷量的验证，为暖通系统的设计提供准确依据。

2.4管线综合绘图

暖通空调施工中碰撞检查采用的是BIM技术中的Navisworks软件，通过RevitMEP软件将“管理连接”插入，保留此专业模型的同时，将文件设置为NWC模式，将各专业文件全部导入Navisworks软件整合为一个文件，并为该项目选择一个合适的配色。在对项目结构了解及熟悉时可采用实时漫游功能，结合项目特点的分析情况，及时检测错漏碰缺，进而更好地研究管线、梁柱安装是不是合格，建筑净高是不是与要求相符等。将检查出的各项碰撞问题进行分类汇总，生成碰撞分类表，从整体上进行分析后，记录碰撞点，生成碰撞报告。结合碰撞报告包含的各个碰撞点具体部位以及相应的图片，专业人员会在较短时间内快速查找到碰撞位置，进而采取优化方案。

结语

综上所述，随着建筑行业发展与相关科学技术的进步，BIM技术已不是简单的建筑建模技术，而是集建筑技术信息化与建筑管理信息化于一体的新型数字化建筑模型技术，是建筑信息化发展的重要标志。对于建筑项目设计人员来说，学会应用BIM技术开展工程设计，已成为一项必不可少的专业技能。暖通系统较为复杂，传统的二维设计已经很难满足现阶段暖通工程的施工建设需求，因此，暖通设计人员要在日常设计工作中加强对BIM技术的学习，完善符合自己制图习惯的样板文件，逐渐积累族库，提高自身的综合知识水平和专业间协作能力，不断提升暖通工程设计水平。

参考文献

[1]李方幸.我国建筑设计领域BIM技术应用现状及其发展阻碍因素研究[D].合肥:合肥工业大学,2018.

[2]曾旭东,赵昂.基于BIM技术的建筑节能设计应用研究[J].重庆建筑大学学报,2006(2):33-35.