浅谈基于BIM的暖通空调系统设计

浅谈基于BIM的暖通空调系统设计

文章将BIM理念引入暖通空调系统设计，完成某建筑物的建筑模型建立，并综合应用相关专业软件进行方案确定、负荷计算、空气处理过程计算、气流组织计算及水力计算，完成该建筑的暖通空调系统设计、暖通空调系统模型建立及施工图绘制。

标签：BIM；暖通空调；系统；设计

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是一种工程技术、建造管理的数据化工具，为建设项目的规划、设计、施工、运维等进行全生命周期的数据共享和传递，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥着重要作用。BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等特点，在三维展示、过程模拟等方面具有独特优势。

将BIM理念引入暖通空调系统设计，能够建立三维立体模型，加强设计过程的直观视觉效果，防止出现线条式平面设计图纸的失误，可以减少设计中出现的碰撞问题，从而能够有效地提高效率，保证工程设计质量，进而提高施工质量、加快施工进度并能降低工程完工后的运营维护成本。

2 基于BIM的暖通空调系统设计

2.1 建立建筑模型

应用Revit建筑模块根据已有的CAD图纸，建立某办公楼的建筑模型。按照创建标高、轴网；绘制外墙、内墙；添加门窗、楼板、楼梯；布置结构柱；添加卫生器具；添加尺寸标注的顺序完成共二层的建筑模型创建。建筑模型如图1所示。

2.2 通风空调方案确定

（1）系统形式：一层为办公大厅，人流量大，温度较高，湿度较大，对空气质量要求较高，采用全空气一次回风系统；二层为办公室，因其功能、温湿度基数、使用要求等相近，且需要相对独立调节，采用风机盘管加新风系统。（2）空气处理：利用湿空气的焓湿图确定空调机的送、回风及新风状态，并计算各空调空间需要的送风量和冷量，完成空气处理机组、风机盘管和新风机组的选择。（3）气流组织计算：办公大厅采用上送上回式的气流组织形式，办公室采用侧送上回的气流组织形式。完成布置送回风口位置，计算风口大小，并校核气流分布是否满足要求等。（4）风、水系统的水力计算：选择最不利环路，画出草图，设计管径，计算最不利环路压力损失并选择相应的设备。（5）制冷机房设计计算：根据系统设计方案和负荷计算，完成系统冷热源设计和相关设备选型。

2.3 负荷计算

（1）将建筑模型添加房间和空间等体量信息后，导出生成GBXML格式文件。（2）应用鸿业软件的负荷计算功能进行负荷。（3）总一层办公大厅的最大冷负荷、湿负荷；汇总二层各个办公室的冷负荷、湿负荷；汇总二层的新风量和新风负荷。

2.4 空气处理过程计算

（1）应用鸿业软件焓湿图功能进行全空气一次回风系统

和风机盘管加新风系统的空气处理过程计算。（2）完成空气处理机组、风机盘管和新风机组的选型。

2.5 气流组织计算

（1）办公大厅采用方形散流器送风，单层百叶回风的上送上回式气流组织形式，并确定风口面积及个数，然后按照规范规定校核房间的换气次数、散风口的射程和工作区的风速。（2）办公室采用双层百叶送风，单层百叶回风的侧送上回式气流组织形式，并确定风口面积及个数，然后按照规范规定校核房间的换气次数、送风口的射程和工作区的平均风速。

2.6 水力计算

（1）风系统水力计算。应用鸿业软件绘风管、风口功能绘制办公大厅送、回风口，绘制送回风干的草图，完成风管路和风口的连接，再应用风管水力计算功能完成风管路设计并计算最不利环路的阻力。应用相同的方法完成二层新风系统的绘制、设计和阻力计算。（2）水系统水力计算。应用鸿业软件绘风机盘管和水管功能绘制二层各个办公室的末端盘管和冷水供回水干管及冷凝水管，完成水管路和风机盘管的连接，再应用水管水力计算功能完成水管路设计并计算最不利环路的阻力。

2.7 制冷机房设计

在满足制冷机房布置原则和制冷机房选型计算的基础上，完成冷水机组、冷却塔、冷冻水泵、冷却水泵、水处理设备、分集水器和板式换热器等机房设备的选择与布置，进而完成制冷机房设计。

2.8 建立暖通空调系统模型

应用Revit机电模块，根据前期的设计计算结果、鸿业软件绘制的草图，完成暖通空调系统的三维模型创建。暖通空调风、水系统如以下各图所示。

2.9 施工图绘制

在三维建模后，自动生成暖通空调系统施工图纸。本次设计完成了图纸目录、设计施工说明、设备材料明细表和图例的编制；完成了一、二层建筑平面图；建筑透视图；一、二层空调系统平面图；风水系統图；制冷机房流程图；制冷机房设备平面布置图；制冷机房设备基础图；制冷机房透视图的生成与整理。

3 结束语

随着《建筑信息模型应用统一标准》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工应用标准》（GB/T51235-2017）相继颁布和实施，我国建筑行业将更深入广泛地推进基于BIM技术的建筑工程设计、生产、运输、装配和运营维护。基于BIM技术的暖通空调系统设计也将快速发展和完善。本文将BIM技术与现有的暖通空调系统设计软件有机结合，完成了从建筑建模到暖通空调系统设计、建模及施工图绘制的整个流程。以此为基础将进一步学习和研究绿色建筑评价、施工进度模拟、设备材料概预算和暖通空调系统的装配式等内容，为今后的学习和工作确立了明确的方向。

参考文献：

[1]廖小烽，王君峰.Revit Architecture 2013/2014建筑设计火星课堂[M].北京：人民邮电出版社，2013，08.

[2]馬良栋，张吉礼，梁若冰，等.建设BIM研究与实践创新基地的探索[J].高等建筑教育，2016，25（1）：150-154.

[3]沈亮峰.基于BIM技术的三维管线综合设计在地铁车站中的应用[J].工业建筑，2013，43（6）：163-166.

[4]中华人民共和国住房和城乡建设部.2016-2020年建筑业信息化发展纲要.http：///wjfb/201608/t20160819_228608.html[EB/OL].