1、精選優質文檔-傾情為你奉上BIM技術在暖通系統中的設計摘 要：本文介紹了BIM技術的特點和優越性，以鐵路站房BIM應用為例分析了BIM模型的可視化和信息化，結合BIM技術和現階段暖通空調工程的特點，提出在暖通空調系統設計中利用BIM技術，指出了基于BIM平臺下的暖通空調系統設計可行性和優勢。關鍵詞：BIM 暖通空調 優化設計 專業協作1 引言自1975年美國喬治亞理工大學的Charles Eastman教授創建了BIM理念至今，BIM技術的研究經歷了萌芽階段到現在的發展應用階段。BIM指的是建筑信息模型(Building Information Modeling)，是以三維數字技術為基礎，集成

2、了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型。BIM是一種技術、一種方法、一種過程，BIM把建筑行業業務流程和表達建筑物本身的信息更好地集成起來，從而提高整個建筑設計行業的效率。BIM技術在設計領域的興起，將是設計行業的“第三次工業革命”，國內先進的建筑設計團隊紛紛成立了BIM技術小組，四大鐵路設計院也成立了BIM設計聯盟，這將會促進BIM技術在全國范圍內迅速推廣應用。2 BIM技術的特點現階段基于BIM平臺的設計軟件很多，其中廣為普及應用的有Revit、MagiCAD軟件。2.1 改變傳統設計畫圖思維模式傳統的設計畫圖是在CAD二維空間繪圖，主要是通過線的平面界定管線、設備、閥門附件的輪廓、尺寸

3、大小和位置，并輔助文字描述，才能完整地表現設計師的設計意圖。BIM定義為建筑信息模型，在設計過程中凸顯了“信息”這一重要因素，BIM平臺下暖通空調設計中的主要元素是包含了大量管線、設備、閥門附件等暖通構件信息的族。族是一個包含通用屬性(稱為參數)集和相關圖形表示的圖元組。BIM平臺下暖通空調系統繪圖設計是使用各設備、構件等的族來“安裝”到相應部位的過程。2.2 智能化設計，三維可視模式工作借助Revit、MagiCAD等軟件，對采暖、通風、空調系統進行真實管線建模，可以實現智能、直觀的設計流程。不僅可以隨時處理本專業各管線、設備間的相對關系，還可以從整座建筑物的角度來處理信息，將相關專業的模型

4、關聯起來，優化暖通空調設備及管道系統的設計，更好地進行建筑性能分析，充分發揮BIM的競爭優勢。設計過程中所有組件都是通過族來實現，可以獲得同步的建筑信息模型的設計反饋，輕松掌握設計內容的進度和工程量統計、造價分析。2.3 提高各專業的設計一致性，準確反映設計思路BIM技術設計過程各專業的協作是通過建筑信息模型共享鏈接進行的，通過實時的可視化功能，能夠最大限度地減少設備專業之間，設備專業與土建專業之間的協作。任何一個專業模型發生變更，相關專業的設計文檔需同步更新相關內容。使用BIM技術避免了常規二維設計過程中因上游專業的變更不能及時反饋到下游專業，而產生各專業間圖紙不能相對應的問題。BIM技術成

5、果是通過三維建筑信息模型來表現的，各專業的設計成果可視化的表現，能改善設計師與業主的溝通并幫助及時做出決策。2.4 提升圖紙質量，縮短施工周期隨著工程項目變得越來越復雜，確保機電、設備專業與土建專業在設計和設計變更過程中的清晰、順暢的溝通至關重要。同時設計師可以通過所創建的逼真建筑信息模型與業主及時溝通，盡早發現錯誤，避免讓錯誤進入現場，造成代價高昂的現場設計返工，同時還可大幅度縮短建筑設備及管道系統的施工周期。在BIM平臺下，暖通空調系統設計通過3D可視化環境分區，分部位確定各種管路管線的標高和走向，成功解決碰撞問題，最后可直接利用BIM導出施工圖，提高了圖紙質量。BIM模型與實際施工安裝效

6、果對比見圖1。BIM模型 實際施工安裝圖1 BIM模型與實際施工安裝效果對比3 BIM平臺下的暖通空調設計因筆者為BIM技術初學階段，現以學習階段蘭州至合作鐵路線上的夏河車站站房為例，說明BIM技術的顯著特點。設計內容包括通風系統、采暖系統、消防系統、給排水系統(室內給排水、消防在鐵路設計院屬暖通專業設計內容)，均為暖通空調專業最常用的系統。設計過程中選用Revit軟件進行BIM建模，BIM設計重要的一個環節就是選擇帶有正確的，工程中所需要的各設備、管線、閥門附件等的材質、熱工性能屬性的族。通過帶有正確信息的各構件的族來搭建暖通空調系統，在三維建筑信息模型中完美體現暖通設計師的意圖。Revit

7、軟件設計過程中可以很自由地在二維、三維視圖間轉換，通過即時的三維視圖、剖面圖可以方便地檢查設備、管線走向標高和相關構件的相對位置關系。同時還可以給暖通空調管道的流體參數進行設定，各參數的設定可以幫助暖通設計人員輕松計算各個設備的參數及管道中流體參數，以確定設備型號及管線尺寸。設備、管道材質賦予信息，在真實顯示狀態下可以清晰地看到設計效果。模型均按照真實尺寸建模，傳統表達予以省略的部分(比如管道保溫層等)均得以展現，從而能將一些深層次問題曝露出來，如管道在地溝內的排布，風管與土建結構梁、柱的位置關系等。設計成果見圖2。 候車大廳通風系統模型 候車大廳采暖、消防系統模型 衛生間衛生潔具接管模型圖2

8、 暖通空調系統模型從以上模型結果可以看出，BIM技術可視化的設計效果很直觀，打開模型就能清晰地看到各種設備、管線間的位置關系，三維模型可以隨時進行效果檢驗，在設計前期階段就能很好地確定各系統方案，給暖通空調復雜系統的設計帶來了前所未有的機遇。4 現階段暖通空調工程特點近些年，隨著經濟、建筑材料的迅速發展，大規模的高級寫字樓、圖書館、商業樓、綜合體、地下鐵道工程等建筑工程如雨后春筍般涌現。這些工程往往設計、裝修標準高，均設置中央空調系統、防排煙系統、自動噴淋系統、消火栓系統、給排水系統、中水熱水系統等。這些系統的設計包含了大量的暖通空調設備和相關管線，而暖通空調設備和管線在機電系統中所占的空間尺

9、寸往往比其它專業都大，這一現象在大型地下商場、車庫，地鐵地下車站中表現更為明顯。某地鐵站環空機房管線圖見圖3。 圖3 環空機房管線圖這些大規模的建筑都建在城市繁華地段，這些區域寸土寸金，暖通空調設備、管線的布置不合理將會導致系統復雜的建筑規模增加。若要用二維圖形將這些復雜的管線表現清楚，則需要大量的剖面圖與軸測圖，這樣不但加重了暖通設計師的工作量，后期施工也需要專業的技術人員才能讀懂圖紙并進行指導施工。管線較多的局部空間、制冷機房、換熱站機房、地鐵車站中的環控機房暖通空調本專業的管線就很多，這些地方所布置的設備往往要納入建筑的自動控制系統，這樣這些部位的管線、設備就愈顯密集。要把這些設備管線很

10、直觀、清楚地呈現給相關專業人員或施工人員，二維圖形就表現的力不從心了。因此結合現階段暖通空調工程的特點，在暖通空調工程設計中采用BIM技術是非常有必要的。5 暖通空調設計中運用BIM技術應注意的問題5.1 出圖效率問題BIM技術是一門新興的技術，繪圖模式顛覆了傳統的二維繪圖方式，一定程度上要想熟練地運用BIM，需要花費大量的時間來掌握相關軟件。從現階段二維出圖到利用BIM直接導出施工圖是設計行業的一次“工業革命”，這就要引導暖通空調設計師對BIM技術有根本的認識，突破表面的只是三維模型的局限，自發地積極鉆研BIM平臺下的相關軟解，熟悉界面指令操作，才能掌握并應用BIM技術，從而提高出圖效率。5

11、.2 協同問題在功能多且復雜的建筑中，暖通空調系統管線較多，為了避免與相關專業的管線發生碰撞，應隨時鏈接相關專業設計模型，從而在設計過程當中同步對管線進行綜合，隨時發現碰撞，及早發現問題。專業間的溝通和協調工作將滲透到建模過程的任一時刻，對模型進行碰撞檢查、大型設備后期安裝路徑的研究，進而可以優化空間布局，優化暖通空調管線排布方案。5.3 構件選用問題暖通空調工程BIM設計的成果是包含了大量設備、管道的族來實現的，因此在一開始的設計中就需要在信息模型中輸入大量的準確的數據，以確保所帶大量信息的各構件都能“安裝”到合適的位置，提高系統所參與的各項計算的準確程度。因為BIM中暖通空調設備、管道、閥

12、門附件(如三通、彎頭)都是以族來實現的，而不是像二維繪圖中那樣可以用線條疊加。5.4 設計流程問題以往二維設計中，暖通空調前期階段工作量小，大量的設計工作在施工圖階段，而利用BIM技術后相應的要在前期有很好的協作，在施工圖階段才能很好地發揮BIM的優勢，在復雜工程中更好地發揮暖通空調專業的主觀能動性，進而提高暖通空調專業的出圖質量。6 設計體會BIM技術可視化的特點使得暖通空調專業的設計內容更加直接明了，能更直觀地展示給協作專業與業主，能很清晰地反映設計師的設計意圖。在復雜工程如鐵路大型站房、軌道交通地下車站等建筑中運用BIM技術設計，并進行管線綜合能很好地提高暖通空調設計工作完成度，對于暖通空調工程師而言可以減少配合施工工作量;在施工方面可以提高效率，減少返工、節約成本。BIM的可視化功能集成多維信息，精確地儲存了暖通空調工程中的設備及管線的屬性及空間信息，可以模擬施工組織方案，為后期施工安全管理提供了有力的技術支持。在精準的BIM模