BIM技术在建筑暖通设计中的应用研究.pdf

中国厨卫智能技术与设计BIM技术在建筑暖通设计中的应用研究赵炯（贵阳建筑勘察设计有限公司,贵阳5 5 0 0 8 1)摘要：在传统的建筑暖通设计中，设计师需要处理大量的数据，协调各个子系统的设计，以及在施工和运营阶段面对可能各种出现的问题。这些挑战对设计师的技术水平和项目管理能力提出了更高的要求。而BIM技术作为一种集成建筑信息于全生命周期的数字化平台，它允许多个参与方实时共享、更新和管理建筑模型的数据。文章研究了BIM技术在建筑暖通设计中的应用案例和优势，通过BIM技术实现了不同设计方案的模拟和比较，以评估系统性能和能源效率。关键词：BIM技术；建筑工程；暖通设计中图分类号：TU96+2Research on the Application of BIM Technology in Building HVAC DesignZHAO Jiong(Guiyang Architectural Design&.Surveying Prospecting Co.,Ltd.,Guiyang 550081,China)Abstract:In traditional building HVAC design,designers need to handle a large amount of data,coordinate the design ofvarious subsystems,and face various possible problems during the construction and operation stages.These challengesplace higher demands on the technical level and project management ability of designers.As a digital platform that in-tegrates building information throughout the entire lifecycle,BIM technology allows multiple parties to share,update,and manage the data of building models in real-time.The article studies the application cases and advantages of BIM tech-nology in building HVAC design,and simulates and compares different design schemes through BIM technology to eva-luate system performance and energy efficiency.Key words:BIM technology;construction engineering;HVAC desig1引言在传统建筑暖通设计中，各专业人员往往独立工作,缺乏协同，容易导致设计冲突和信息不一致。BIM技术通过创建集成的数字模型，使设计团队能够实时共享设计数据，促进跨专业的协作和沟通，从而提高设计效率并减少错误。此外,BIM技术还允许在模型中嵌入暖通系统的设计信息，实现对系统性能进行模拟和分析，为优化设计方案提供更准确的依据2工程概况某地区所开展的建筑工程,包括2 层地下与6 层地上，共计2 5.6 m，总占地面积约有42 6 0.8 m，其中地上建筑面积达12 0 0 0 m。该子工程项目冷热源供应来自于其他建筑项目,其中夏季冷水与冬季热水供应温度控制分别在7 和6 0。内部所包括的办公室以及接待室等设置了差异化的空调系统,配合暗处的风机，保证风流能快速更新,在作者简介：赵炯（19 8 2 一），副高级工程师，研究方向为建筑设备暖通专业。306|中国厨卫稀少人流部位布设好通风口，室外新鲜风流经风机过滤处理后，由新风管道进人各个房间内。在排风系统层面上，企业严格按照现有的行业标准进行排风系统规划,集中以电梯或机房等相对封闭空间内设置好通风系统。地下建筑内也布设好了排烟系统，排烟量按照火灾计算量3 2 0 0 0 m/h。整个地上结构布设机械排样系统，每个机械排烟系统大约间隔2 0 0 m,其中单个系统一个小时内排烟量为12 0 0 0 m。3应用措施3.1建立模型3.1.1标准族库首先,对常用的暖通设备和元素进行调研，整理出最常见、最通用的类型。其次,通过BIM软件将这些元素进行建模,并设置相应的参数。然后,将建模后的元素保存为标准族文件，并按照功能和类型进行分类。最后，将整理好的标准族文件共享给设计团队，以便在不同项目中进行复用。3.1.2模块化模型结合该项目情况，建筑结构部分，如卫生间以及厨房等，工作人员选择模块化模型，由此能够确保建模工作效率智能技术与设计中国厨卫和质量。具体模块如图1所示。暖通系统可以与建筑整体紧密衔接，优化设计。设计师可以在BIM模型中对暖通设备、管道、风口等进行布局与参数设置,模拟系统性能并及早发现问题,确保系统的高效运行与舒适性。3.2.3管网系统优化在BIM模型中,可精确建模和布置暖通管道、设备和风(a)卫生间口等。设计师可以通过BIM软件对管网系统进行三维模拟,观察水流、空气流动等情况,及时发现潜在问题。通过模拟,设计师可以验证设计方案的合理性，提高管网系统的布局和参数设置的科学性；同时,在管网系统模拟中,设计师调整管道直径、风机转速、水泵功率等参数，模拟系统的(b)通风机盘管(c)空调机组模块图1模块化建模3.1.3构建专业模型构建专业模型的过程需要建筑暖通设计师深人了解建筑的功能需求和暖通系统的技术要求。首先，设计师将从BIM模型中提取建筑结构、空间布局和立面信息，作为暖通系统的参考基础。其次,设计师根据项目的暖通要求,建立相应的暖通设备、管道、风口等三维模型。通过设置BIM软件参数，将这些元素与建筑整体模型相连接，确保各部分的一致性和协调性。在模型构建的过程中,设计师还需要考虑暖通系统的布局、空间要求、供暖效率等，以确保系统的高效运行和舒适性。3.2乡综合管线3.2.1各专业管网方案构成在暖通系统方面,BIM技术可用于设计和优化暖通设备的布局与参数设置。针对建筑工程特点，可以通过BIM模型对暖通设备的位置、管道走向等进行三维可视化模拟，确保暖空气在建筑内均匀分布。根据夏季冷水供应温度为7，冬季热水供应温度为6 0 的要求，可以利用BIM技术对供暖与供冷系统进行温度控制和参数调整，以实现节能与舒适性的平衡。另外,在通风系统方面,BIM技术可用于布置设计通风口和优化新风管道。通过BIM模型，可以在不同房间内模拟风流的传输路径，确保新风的供应能有效覆盖到人流量较少的区域。同时,BIM技术也能优化通风系统的管道走向和风机配置，确保通风效果和能耗的最佳平衡。最后,在排烟系统方面,BIM 技术可用于模拟火灾情况下的排烟效果与烟气传输路径。通过BIM模型,可以在不同场所模拟火灾时的烟气扩散情况，优化排烟口的位置和排烟风机的配置，确保排烟系统在火灾时能够有效清除烟雾及时疏散并保障人员安全。3.2.2模型整合模型整合可以将建筑的几何形状、材料、构造和暖通系统等信息融合在一起，实现建筑全过程的协同设计与管理。设计团队可以在同一个模型中共享实时数据，提高沟通与协作效率，减少信息交流上的误差。同时，通过整合模型，运行效果,并对比不同参数下的能耗和性能。通过这种优化,设计师可以找到最佳的管网设计方案，以降低系统运行成本,提高能源利用效率。不仅如此,BIM技术也可以实现暖通系统与其他系统的协同设计。在建筑整体BIM模型中,暖通系统与结构、电气、给排水等系统紧密相连,形成一个统一的数字化模型。通过这种模型的协同设计，可以避免暖通管网与其他系统发生冲突，保证系统的正常运行 3.2.4模型碰撞分析在建筑暖通设计中应用BIM技术时，模型碰撞分析至关重要。通过BIM技术进行模型碰撞分析，可以及早发现潜在问题，避免在施工或运行阶段出现冲突，提高项目的安全性和效率。利用BIM技术进行模型碰撞分析，主要集中在暖通系统、通风系统、排烟系统和其他相关系统之间的冲突检测。模型碰撞分析结果见表1。具体步骤如下。（1)建立BIM模型：通过BIM软件，建立完整的建筑模型，包括建筑结构、暖通管道、通风设备、排烟口等。（2)导入模型数据：将不同系统的模型数据导入到BIM软件中,确保各个系统之间的数据互通,形成一个整体的数字化模型。（3)设定碰撞检测规则：根据设计规范和项目要求，设定碰撞检测的规则,包括最小间距、最大重叠等。（4)进行碰撞分析：通过BIM软件的碰撞分析功能，进行三维模型的碰撞检测。软件会自动检测各个系统之间的冲突，并标识出问题所在。(5)生成碰撞报告：根据分析结果,生成碰撞报告，详细列出每处冲突的位置、类型和程度。表1模型碰撞分析结果你号碰撞碰撞位置碰撞类型程度5楼办公室-天花板管道与梁冲突轻微将管道重新调整位置23楼会议室-墙壁3地下车库-地板排烟口与地板冲突严重46楼通风道-梁通过模型碰撞分析的数据表格，设计团队可以清晰地了解各个系统之间的冲突情况，并采取相应的解决措施。及时解决模型碰撞问题，有助于避免后期施工或运营过程中的不必要麻烦和成本增加。利用BIM技术进行模型碰撞2024年13 期13 0 7解决措施风机与墙冲突、中度将风机移动至其他位置调整排烟口的位置通风道与梁冲突轻微调整通风道的高度中国厨卫智能技术与设计分析，可以为建筑暖通设计的高效、安全、协调提供有效支持 2 。3.2.5净高分析在上述案例中,工作人员可以利用BIM技术进行净高分析，主要集中在不同房间内的净高计算，主要涉及到以下方面。首先，人员先应该建立BIM模型。通过BIM软件，建立完整的建筑模型，包括建筑结构、暖通管道、通风设备、排烟口等。接下来需要导入房间信息，相关人员将各个房间的尺寸和高度信息导人到BIM软件中，确保净高分析所需的数据准确无误。计算数据见表2。综合以上获取的数据进行净高分析，借助BIM软件的净高分析功能,计算每个房间的净高。净高计算公式如下：净高=房间高度-地板厚度-天花板厚度。在计算过程中，需要考虑地板厚度和天花板厚度,以确保净高的准确性。最后,通过BIM软件,将净高数据可视化展示在建筑模型中。设计团队可以直观地看到各个房间的净高情况，快速识别是否满足设计要求。表2 计算数据表格房间标号房间高度/m1013.01023.21032.8通过净高分析的计算数据表格，设计团队可以直观地了解各个房间的净高情况，并根据实际需要进行调整。净高分析有助于确保房间内的空间满足使用需求,并在符合相关设计规范和标准上保证舒适性和通风效果 3 3.3施工图3.3.1轴视图通过轴视图,设计师可以直观地查看建筑的立面、平面和剖面信息，了解建筑的层次结构和系统布局。在暖通设计中，轴视图可用于查看暖通管道、风管、设备等布置，确保系统的合理性和协调性。此外,通过轴视图,设计师还可以对建筑内部的空间进行划分，确定各个房间的净高和通风要求，为暖通系统的设计提供依据。轴视图如图2 所示。3.3.2平面图通过平面图，设计师可以清晰地看到建筑各个房间的位置、大小和功能，从而合理确定暖通管道、设备、风口等元素的布置。平面图不仅有助于确定暖通系统的布局,还可以评估房间内的人流量和通风需求,确保系统的舒适性和高效性。在平面图中,设计师还可以标示暖通系统的主要管线走向和设备位置，便于建筑施工和设备安装。同时，平面图也是与其他专业团队协作的重要工具，有利于在建筑整体BIM模型中融合电气、给排水等系统,确保各个系统之间的协调与一致性 4图2 轴视图4应用效果BIM技术在建筑暖通设计中发挥了显著的效果。首先,BIM技术实现了设计团队之间的高效协作。通过建立统一的数字化模型，使各个专业团队可以在同一个平台上共享信息，交流数据，并实时查看其他专业的设计进展。高度协作促进了不同专业之间的沟通与协调，减少了信息孤岛和冲突,提高了整体设计的一致性和协调性。其次,BIM技术提高了设计的准确性和可靠性。在模型构建过程中，设计师可以通过BIM软件对暖通系统进行模拟和优化，预地板厚度/m净高/m0.22.650.22.850.22.45测系统的性能,及时发现潜在的问题,并做出相应的调整。这种精确的模拟分析有助于提高设计的质量，减少设计中的错误和纰漏，从而确保暖通系统的高效运行和舒适性。此外,BIM技术也显著提升了设计效率。通过建立标准族库、轴视图和平面图等措施，设计师可以快速选择合适的暖通元素和布置方案，减少了重复建模的工作，节省了大量的时间和人力成本。同时,BIM技术的可视化效果也使设计师更直观地了解设计方案,提高了设计决策的效率 5 5结语BIM技术在建筑暖通设计中的应用效果显著。它实现了设计团队之间的高效协作，提高了设计的准确性和可靠性,同时也提升了设计效率。通过BIM技术,建筑暖通系统更具科学性和精确性,为提高建筑的舒适性和能源利用效率以及促进可持续性发展提供了强大的支持。1宋勇刚.BIM在项目设计阶段的应用研究 D.大连：大连理工大学,2 0 15.2李玉娟.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究 D.重庆：重庆大学,2 0 0 8.3袁寅.基于REVIT的BIM技术在暖通设计中的应用探究J.建筑设计管理,2 0 16,3 3(7):3 2-3 7.4张胜全.BIM技术在避免管线布置冲突方面的应用研究D.武汉：武汉理工大学,2 0 13.5】王珺.BIM理念及BIM软件在建设项目中的应用研究 D.成都：西南交通大学,2 0 11.参考文献308|中国厨卫