BIM技术在暖通设计中的应用

1.工程概括  

以北京四中长阳校区为例，在运用BIM技术过程中将BIM技术的优势充分发挥出来。此校区的建筑面积有55484平方米，功能包含教学、办公、宿舍及相关配套设施。在此建筑中，建筑类别分为多层民用公共建筑，地上5层，局部地下1层，建筑高度24m。

2.设计的负荷计算和方案  

目前比较通用的负荷计算是通过DeST能耗计算软件计算出来的，计算内容是通过计算全年冷热负荷来计算得出空调供暖的有关负荷以及热水设计的负荷数值。计算求得礼堂餐厅的供冷负荷为560kw，供热负荷522kw。教学楼供冷负荷为1250kw，供热符合为1481kw。宿舍供热为负荷287kw，厨房供热负荷为560kw，生活热水所需负荷为145.6kw。

采暖设计采用地源热泵系统作为空调冷热源，在地下一层的冷热源机房中，配有两台地热源泵机组，单台额定制冷量为289kw，制冷热量288kw。制冷情况下的冷水供回水温度为7℃/12℃，水源侧温度为30℃/35℃。在制热情况下，热水供回水的温度在45℃/41℃，水源测温度为7℃/3℃。并在建筑物旁边的操场上，使用150个U型的地埋管换热孔，间隔设置为4m，孔深为120m。计算求得全年累计的释放冷量在150414kw.h，释放热量为151547kw.h。

设置在教师、办公室和宿舍的供热为：利用供回水经过换热器之后二次供水换热，在宿舍上方还备有太阳能热水器进行供热。供冷情况主要有多台联机空调系统实现供冷。

在办公室和会议室设计了空调供暖措施，空调设计为多联系空调和散热器供暖，宿舍的空调供暖主要采用散热器供暖，并增加预留分体空调。学校大礼堂的空调设计采用定风量全空气热回收空调系统提供，一般在过渡季和应急时启动，空调系统能够使得70%的新风得到运行。针对小操场的空调设计为多用定风量全空气热回收空调系统，底板辐射值班供暖。食堂餐厅设计为风机盘管和循环风空调结合的方式，并加新风系统。

3.暖通BIM技术的运用 

应用BIM到暖通空调设计当中一般会用到相关软件，专业的工程设计软件，尤其是在机电专业人才中通用。设计教师及食堂和机电管道时，主要应用BIM技术在换热站和地源热泵以及空调系统上的应用。实际当中使用BIM，主要针对建模和管线综合，最终得到一个BIM专业模型。

（1）BIM技术是不同于二维设计的，二维设计当中应用大量的线进行设计，通过线条的组合和叠加来实现设计。而应用BIM技术进行设计时，成品是由产品和各种管道进行建模的，能够得到一整套的系统连接，这种方式得到的成品更能够科学呈现暖通系统。一般来说，空调水管的支管安装和连接最能够体现出BIM设计的典型性。

（2）在制图效率上，由于BIM设计设计时应用的都是产品和管道，所以在进行设计时应该严格依照设计人员的要求进行，并完整地输入管径信息和尺寸信息。但是当前由于设计人员并不是能够充分的使用和熟练应用BIM技术，而BIM软件的设计工作量十分庞大，这就使得BIM制图效率并不高。

（3）应用BIM技术进行设计工作量更多的集中在软件查找和分析，现在产品库中挑选合适的设备模型，再安装到模型当中。这就意味着一个丰富的产品库可以为设计人员提供很大的便利。在这里尤其需要说明的一点是在产品库当中的模型，都是受到厂家支持的，这些产品的尺寸和性能等参数都是受到厂家支持和保护的，而这些数据内容也恰恰是BIM模型中的重点内容。

一般来说，设计人员选定产品后，通过产品制作器进行自定义得到新的产品，加入到产品库当中，会成为BIM设计中的重要产品来源。设计人员在设计新的产品时，通常是先复制一个既有尺寸的模型，然后进行编辑修改，最终得到新的产品。然后再通过项目管理文件建立该产品的各项信息，最终得到新的产品数据。

（4）就专业协作来说，二维设计的专业协作主要是通过平面图、剖面图来实现，这就意味着设计人员需要具有一定的相关专业知识，才能够冥想出所需构建的形状、位置，才能够意识到专业间可能出现的冲突和影响。但是当设计人员的经验不够时就容易在碰到复杂的建筑形体时而产生错误，专业性协作出现误差。

就BIM设计来说，其专业协作主要是通过三维信息来实现，构件的表现形式比较直观，错误率大大降低。通过统一的数据平台，相互协作、实时查询、定期沟通就能够使得专业协作变得更加顺畅。

（5）由于BIM的直观性，使得BIM设计的管线综合能够一目了然，清晰呈现。除此之外还能够随意选取剖面图，很轻松地就生成剖面图。在该设计结果当中，暖通空调设备、管道的材质和热工性能等参数在打开三维模型后就能够辨识清楚，效果直观，非常形象。

BIM就是具有可视化、信息化的有点，对于提升设计人员的工作效率，减少错误，节约成本具有重要的意义。设计人员应该紧跟时代发展的步伐，主动探索BIM设计的特点，研究和寻找BIM设计的方法和体系，争取早点实现对BIM技术的熟练应用。