李 俊

浙江保利城市發(fā)展有限公司 浙江 杭州 310000

伴隨綠色環(huán)保意識(shí)的強(qiáng)化，建筑行業(yè)在高速擴(kuò)張過程中，愈發(fā)關(guān)注對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，綜合性考量建筑在供暖、通風(fēng)和空調(diào)等方面的節(jié)能需要，以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低噪音運(yùn)行、風(fēng)量大的暖通空調(diào)系統(tǒng)，保證設(shè)備選用和線路敷設(shè)的安全度與合理性。持續(xù)提升建筑能效智慧化節(jié)約水平，建設(shè)綠色建筑。BIM技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用具備多方優(yōu)勢(shì)，能夠在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等不同階段，提供實(shí)施有效信息，促使圖像更加精準(zhǔn)可靠地實(shí)現(xiàn)二維到三維的轉(zhuǎn)換，清晰可見各專業(yè)模型的管線綜合布設(shè)狀態(tài)，減少模型間的碰撞， 提高協(xié)同設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)工期優(yōu)化、進(jìn)度提升、系統(tǒng)節(jié)能來講意義重大。

1 BIM技術(shù)在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)過程的可視化效果

BIM可視化在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用，能夠與構(gòu)件形成帶有互動(dòng)性、反饋性的直觀可視效應(yīng)，提升各專業(yè)間的協(xié)調(diào)性。為最佳表現(xiàn)出各專業(yè)空間的立體關(guān)系，可以運(yùn)用BIM可視化，對(duì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備和管道的碰撞進(jìn)行三維可視化建模，制定出防火分區(qū)及設(shè)備布局的直觀規(guī)劃方案，同時(shí)依靠三維可視化建模，滿足建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)主要設(shè)備配置與梁間的協(xié)調(diào)和空隙需要[1]。

BIM技術(shù)可視化交底，通過可視化與智能化應(yīng)用，為建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)模型的可視化提供最佳視覺設(shè)計(jì)角度，支持建筑全生命周期內(nèi)的仿真分析。在設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)通過分析即將產(chǎn)生的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)建筑TSI太陽輻照度、系統(tǒng)節(jié)能控制、熱傳導(dǎo)工藝參數(shù)等方面的模擬方案，上述設(shè)計(jì)處于指定實(shí)施階段展開，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，為建筑施工提供第一手?jǐn)?shù)據(jù)，繼而為建筑施工階段，整合三維模型與項(xiàng)目時(shí)程、工程進(jìn)度，正確開展5D仿真虛擬建造和施工成本監(jiān)控與檢視，通過三維成本預(yù)算模擬，為施工過程、工程量的控制提供導(dǎo)引性意見，便于模擬可視化施工過程，為施工組織設(shè)計(jì)、施工預(yù)算、工程管理提供可視化控制決策依據(jù)，確定最終施工方案[2]。

1.2 實(shí)現(xiàn)管理過程的數(shù)據(jù)化集成

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)管理過程的數(shù)據(jù)化集成，可以將項(xiàng)目管理所產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存儲(chǔ)，繼而精準(zhǔn)完成模擬與運(yùn)算，對(duì)信息化和集成化管理數(shù)據(jù)來講，可以在BIM所建立的模型中，協(xié)同修改數(shù)據(jù)，促使關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)變化，產(chǎn)生直觀、清晰地效果。與此同時(shí)，借助BIM技術(shù)模型，可以在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能項(xiàng)目中通過厘米級(jí)定位，高速完成金額與數(shù)量的計(jì)算，仿真模擬分析建筑效能BPA分析。同時(shí)，依靠聲學(xué)仿真模擬軟件，通過對(duì)建筑室內(nèi)音效、音質(zhì)進(jìn)行精細(xì)化計(jì)算,得出建筑室內(nèi)等聲場(chǎng)云圖和聲線，判斷指向性數(shù)據(jù)結(jié)果是否滿足節(jié)能設(shè)計(jì)的設(shè)定效果，產(chǎn)生符合環(huán)境效益的最佳設(shè)計(jì)方案。在BIM技術(shù)參與的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能項(xiàng)目中，管理過程的顆粒度更加細(xì)致，便于展開可持續(xù)的高精度控制[3]。

1.3 深化模型設(shè)計(jì)的協(xié)同化進(jìn)度

BIM技術(shù)在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中的應(yīng)用，能夠自設(shè)計(jì)階段即開始深化模型設(shè)計(jì)的協(xié)同化進(jìn)度，在模型建立的同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖紙中的設(shè)計(jì)缺陷和設(shè)計(jì)問題。依靠BIM技術(shù)提供的建筑信息化模型，可以在創(chuàng)建插入函數(shù)的過程中高效解決問題，整合各專業(yè)模型，完成模型與機(jī)電模型鏈接，通過協(xié)同檢查準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)交叉作業(yè)中的碰撞問題，協(xié)調(diào)并形成具有針對(duì)性的優(yōu)化方案，快速提升作業(yè)效率。通過構(gòu)建暖通空調(diào)系統(tǒng)立體三維模型優(yōu)化系統(tǒng)規(guī)劃管理設(shè)計(jì)，能夠在二維平面向三維立體的轉(zhuǎn)變過程中，清晰地觀察出模型變化，加快暖通空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試進(jìn)度，自動(dòng)化生成新施工圖和施工過程，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)項(xiàng)目的繪圖工作量，針對(duì)有可能產(chǎn)生的事故，提前制定出應(yīng)急預(yù)案[4]。

2 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

BIM技術(shù)是以模型為基礎(chǔ)的多專業(yè)協(xié)同應(yīng)用技術(shù)，對(duì)信息數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度、數(shù)據(jù)載量和質(zhì)量的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以往的技術(shù)應(yīng)用，鑒于此，需要通過嚴(yán)格、明確的數(shù)據(jù)信息聯(lián)通模型匹配過程，準(zhǔn)確分析BIM數(shù)據(jù)信息的流通與分享方式。暖通空調(diào)系統(tǒng)工程對(duì)建筑節(jié)能效果能夠產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，可以迅速提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)品質(zhì)。BIM技術(shù)的信息模型數(shù)據(jù)庫，能夠詳細(xì)記載暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備零件參數(shù)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸等關(guān)鍵信息，通過模擬與轉(zhuǎn)化手段驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案可行性，為施工提供技術(shù)應(yīng)用方案。在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中應(yīng)用BIM技術(shù)的信息模型數(shù)據(jù)庫，能夠?yàn)樯罨照{(diào)系統(tǒng)提供全新技術(shù)路徑，可通過信息、視圖，對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行指向性優(yōu)化調(diào)整，暖通空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)具可行性和經(jīng)濟(jì)性[5]。

在實(shí)際應(yīng)用BIM技術(shù)過程中，可以利用電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)比分析暖通空調(diào)系統(tǒng)的前、后設(shè)計(jì)方案，通過REVIT、NAVIS WORKS軟件與管線布置綜合平衡技術(shù)，觀察管線布設(shè)、系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)模擬應(yīng)用的參數(shù)信息，直觀分析暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果，是否產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的節(jié)能作用。在計(jì)算暖通空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用精度過程中，可以利用BIM技術(shù)，全流程考量GBXML、IFC、DWG及其他數(shù)據(jù)格式的關(guān)聯(lián)影響，有效釋放BIM技術(shù)5D數(shù)據(jù)庫在模擬過程的優(yōu)勢(shì)，建立可以廣泛使用的BIM技術(shù)5D操作流程。為得出最佳建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)模型，需要在優(yōu)化系統(tǒng)節(jié)能性能的基礎(chǔ)上，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用BIM技術(shù)模型調(diào)整核心BIM建模平臺(tái)與技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)的變化，在建模和應(yīng)用間建立起高速交互關(guān)系。基于BIM技術(shù)模擬分析建筑能耗分析，得出建筑熱工性能、照明系統(tǒng)及暖通空調(diào)系統(tǒng)的的能耗數(shù)據(jù)，將優(yōu)化信息反饋到BIM核心建模軟件，指導(dǎo)BIM模型做好時(shí)間分配、調(diào)整設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)流程，形成完整的BIM模型后，與全生命周期各階段共享建筑能耗仿真模擬數(shù)據(jù)，建立節(jié)能性能較高的暖通空調(diào)系統(tǒng)[6]。

3 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)策

3.1 搜集暖通空調(diào)數(shù)據(jù)

搜集暖通空調(diào)數(shù)據(jù)是促使BIM技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中深度發(fā)揮應(yīng)用效果的必要對(duì)策。在搜集數(shù)據(jù)過程中，需要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的零部件規(guī)格、尺寸、結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行全方位了解，將數(shù)據(jù)錄入到BIM模型中，建構(gòu)完整的5D數(shù)據(jù)庫體系，推動(dòng)BIM模型在設(shè)計(jì)和運(yùn)算過程中，降低設(shè)計(jì)偏差和失誤。在搜集暖通空調(diào)數(shù)據(jù)過程中，需要注意數(shù)據(jù)的篩選和剔除，避免降低數(shù)據(jù)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。另外，由于暖通空調(diào)系統(tǒng)主要的應(yīng)用功能需要在建筑工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)研究中才能加以考慮，因此，還應(yīng)保障數(shù)據(jù)搜集分析的系統(tǒng)全面性。建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)并不是對(duì)存在的單一系統(tǒng)，不僅要將重點(diǎn)放在針對(duì)于暖通空調(diào)建筑設(shè)計(jì)及其相關(guān)的每一個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成中，在搜集整理數(shù)據(jù)過程中，還應(yīng)綜合考慮到關(guān)聯(lián)暖通空調(diào)系統(tǒng)的其他建筑結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，進(jìn)行全面細(xì)致的分析和掌控，結(jié)合設(shè)計(jì)和安裝的科學(xué)技術(shù)，為BIM設(shè)計(jì)提供更加詳實(shí)、可靠的設(shè)計(jì)根據(jù)，成功改善中央進(jìn)氣口以及其他部件的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。只有充分保障暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠融入到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，才能夠?qū)⑵浞e極作用充分發(fā)揮出來，避免在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障。

3.2 建筑冷熱負(fù)荷計(jì)算

在以往的暖通設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑暖通的冷熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，主要依靠的是工作人員根據(jù)建筑空間的布局以及空間的功能在二維圖紙上進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算。由于設(shè)計(jì)人員的精力有限，很容易出現(xiàn)計(jì)算上的誤差。應(yīng)用BIM的最大優(yōu)勢(shì)就是可實(shí)現(xiàn)建筑暖通方案三維化和可視化。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能中BIM技術(shù)應(yīng)用，可以通過深度分析數(shù)據(jù)庫信息，準(zhǔn)確區(qū)分不同面積下建筑的功能，結(jié)合建筑實(shí)際設(shè)計(jì)情況，對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的空調(diào)載荷數(shù)值計(jì)算，重點(diǎn)考慮到建筑高度增加的前提下，對(duì)建筑室外空氣溫度的影響、風(fēng)速的增加、大窗墻比的玻璃幕墻等問題，便于針對(duì)性地開展系統(tǒng)節(jié)能性能的優(yōu)化處理。在設(shè)計(jì)過程中，工作人員應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r、工程需求，對(duì)冷熱源和管線路由方案做出認(rèn)真思考。在建筑冷熱負(fù)荷計(jì)算過程中，可根據(jù)建筑的具體使用能耗，選擇暖通空調(diào)系統(tǒng)的末端設(shè)計(jì)形式，在調(diào)整和開發(fā)BIM模型過程中，根據(jù)管線布設(shè)方式的差異，促使地源熱泵以機(jī)組的形式，完成基本一致的釋熱量、釋冷量。

3.3 流程設(shè)計(jì)優(yōu)化表達(dá)

BIM技術(shù)在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中，利用3D建模工具、圖形圖像渲染和內(nèi)置管線投影等形式繪制圖像標(biāo)識(shí)，在流程設(shè)計(jì)優(yōu)化表達(dá)上會(huì)更加精確，能夠避免出現(xiàn)交叉重疊的二維管線現(xiàn)信息現(xiàn)象。BIM技術(shù)能夠在暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用中，完善樣板設(shè)計(jì)文件的管線線型設(shè)計(jì)、顯示方式呈現(xiàn)和字體、字型等工作內(nèi)容，糾正樣板設(shè)計(jì)文件存在的設(shè)計(jì)誤差，便于在繪制設(shè)計(jì)圖像過程中，降低作業(yè)難度。為配合快速制、出圖要求，BIM技術(shù)通過對(duì)系統(tǒng)中不同管線的自動(dòng)化定位和跟蹤，確定系統(tǒng)設(shè)備間的投影關(guān)系，進(jìn)而在分析設(shè)備、管道輪廓線或閥門的相對(duì)定位、規(guī)格、型號(hào)、高度、尺寸和結(jié)構(gòu)信息時(shí)，更加明晰、迅速。在繪制設(shè)計(jì)圖像時(shí)，可以通過BIM模型中的線組合，表述和加載相關(guān)信息，對(duì)設(shè)備與管線連接等信息進(jìn)行數(shù)字或者文字的表達(dá)，為后續(xù)技術(shù)交底提供便利，最后有效連接暖通空調(diào)系統(tǒng)，形成完整個(gè)體。在流程設(shè)計(jì)優(yōu)化表達(dá)過程中，線、文字和圖集的抽象性較高，表達(dá)涵蓋信息需要通過BIM設(shè)計(jì)進(jìn)行繪制表述，通過BIM模型予以直觀、形象的建立[7]。

3.4 管線布設(shè)綜合平衡

在建筑暖通工程中，管線布設(shè)位居關(guān)鍵層面。在此種情況下，在建筑暖通設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的有序分類，加強(qiáng)各工程部門的合作。管線布設(shè)綜合平衡策略能夠根據(jù)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的具體建設(shè)情況，結(jié)合BIM模型進(jìn)行各專業(yè)管線級(jí)設(shè)施信息的預(yù)裝配，完善節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，系統(tǒng)性找出圖紙存在的問題，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)前，快速解決圖紙?jiān)O(shè)計(jì)存在的缺陷，減少各專業(yè)管線發(fā)生碰撞、泄漏的可能性，提高協(xié)同設(shè)計(jì)質(zhì)量。建筑暖通設(shè)計(jì)在管線綜合層面應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，需要遵循大口徑管道優(yōu)先原則，將空調(diào)排風(fēng)口、工廠排氣口等空間做出提前預(yù)留。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可對(duì)管道布置的科學(xué)性和合理性進(jìn)行檢測(cè)，并且將相關(guān)碰撞測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)出，進(jìn)行進(jìn)一步解析和修正。BIM技術(shù)在管線布設(shè)過程中的應(yīng)用，主要依靠可視化轉(zhuǎn)換完成管線的布設(shè)，BIM模型可以根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)完成科學(xué)、精準(zhǔn)的室內(nèi)空間規(guī)劃。完成管線布設(shè)后，模型可以根據(jù)管道及設(shè)備的高度、放置情況，減少各專業(yè)管線間的交叉障礙，以顏色區(qū)分管線功能關(guān)系、 所在位置、接觸情況，自動(dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)碰撞檢查，避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)矛盾，降低施工風(fēng)險(xiǎn)和施工成本，提高施工質(zhì)量、效率，保證施工工期[8]。

3.5 室內(nèi)空間規(guī)劃利用

BIM技術(shù)通過高效、迅速的繼承性，聯(lián)通施工數(shù)據(jù)、施工資源和施工動(dòng)態(tài)，繼而針對(duì)不同建筑面積的室內(nèi)空間，進(jìn)行暖通空調(diào)管線、設(shè)備和管道輪廓線或閥門的布設(shè)規(guī)劃，利用差異化技術(shù)、工藝和設(shè)計(jì)思路，優(yōu)化空調(diào)組裝模式，可以利用BIM模型完成室內(nèi)空間規(guī)劃利用。在此過程中，需要充分考慮到安裝施工的便捷程度，為實(shí)際施工預(yù)留出操作空間，通過優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)工作，利用5D數(shù)字化模型，縮短空調(diào)風(fēng)管線路，防止空調(diào)產(chǎn)生水垢、氣囊，規(guī)避因?yàn)楣?jié)能設(shè)計(jì)方案不成熟、不科學(xué)，造成的施工延誤和二次施工等嚴(yán)重問題。在規(guī)劃利用室內(nèi)空間過程中，需要利用BIM模型，全面采集施工信息，充分了解暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備、管道輪廓線或閥門的相對(duì)定位、規(guī)格、型號(hào)、高度、尺寸和結(jié)構(gòu)信息，利用可視化3D模擬技術(shù)等完成施工管理過程的綜合分析，對(duì)于較大尺寸的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備，可以積極調(diào)整安裝位置和安裝角度，優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)方案所標(biāo)注的參數(shù)、尺寸，確保實(shí)際安裝的吻合程度合理化，提升建筑結(jié)構(gòu)狹窄空間的有效開發(fā)程度。

4 結(jié)束語

綜上所述，BIM（Building Information Modeling，建筑信息化模型）通過REVIT、ENVISIONEER等軟件，提供最直接、最準(zhǔn)確的初始三維模型，可以運(yùn)用超越傳統(tǒng)的視覺設(shè)計(jì)方式形成建筑可視化，優(yōu)化設(shè)計(jì)過程的可視化效果。因建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗占比相對(duì)來講較為巨大，因此，在進(jìn)行節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)前期，需要側(cè)重性關(guān)注負(fù)荷計(jì)算、管線布設(shè)等時(shí)機(jī)問題，借助BIM技術(shù)等，統(tǒng)籌系統(tǒng)節(jié)能需要，推動(dòng)建筑暖通空調(diào)工程的精細(xì)度向好發(fā)展，獲得最優(yōu)節(jié)能設(shè)計(jì)方案，提高建筑內(nèi)部空間的實(shí)際利用程度。