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摘要:现阶段,随着科技的不断发展,各种技术手段都得到了大幅提升,尤其是BIM技术在各类工程中的运用。这一技术手段的运用不仅加快了我国工业化进程,还为我国工业人员提供了极大便利,大大提高了我国的工业水平。近几年BIM技术在暖通空调技术中的应用也越来越广泛,但这一技术只是在暖通空调的设计阶段得到了运用,并没有在暖通空调的安装中得到运用,并且在设计阶段的运用也不够完善,这就需要相关人员加强对BIM技术以及暖通空调技术的提升,发挥出BIM技术的真正作用。本文将对BIM技术在暖通空调技术中的应用展开具体分析。
关键词:BIM技术;暖通空调设计;应用
引言
随着我国建筑行业的蓬勃发展,现代建筑暖通空调工程的建设规模也不断扩大,并具有建设周期长、功能要求高、生命周期信息量大等特征,工程设计、施工与运维管理等活动的复杂程度也随之提升。而传统工程建设与管理模式较为滞后,无法满足工程需求。在这一背景下,BIM技术在暖通空调领域中得到广泛应用,有效解决了专业设计碰撞与返工现象严重等问题,对暖通工程设计、施工与管理水平的全面提高有着重要意义。因此,为了充分发挥BIM技术的优势,构建完善的技术应用体系,进一步加大BIM技术的应用普及力度,本文对BIM技术在暖通空调领域中的应用现状进行了探讨,侧重研究BIM技术在暖通空调领域不同阶段中的应用,并阐述了BIM技术的主要类型,为同类工程建设提供技术参考。
1暖通空调施工系统的能耗问题
1.1暖通空调施工系统基础
暖通空调施工系统主要是应用人工方法对建筑物内部环境的空气四度(温度、湿度、洁净度、速度)进行调节;运行暖通空调系统,满足消除热湿负荷的要求。其主要由以下组成部分构成:冷热源、空气热湿处理设备、动力设备(风机、水泵)、管道、调节部件。现有的空调系统主要有:集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统。公共建筑中一般采用的是半集中式空调系统——风机盘管加新风系统。
1.2能耗现状
数据显示,暖通空调系统的能耗占总建筑能耗的的比例达到了50%左右,也就是说,将会消耗大量的能源。另外,在各种车站、机场候车室等大空间、高密度人流场所空调能耗占主要部分。在这些场所,由于室内负荷波动大、空间大且热环境难以保证等特性致使现行空调系统运行不稳定、耗电量大、空调效果差同时投资运行费用增加等情况。这些正是当前“节能、减排”面临的严峻问题。
1.3原因分析
运行空调系统,是为了消除室内热湿负荷;而产生热湿负荷的原因有:①建筑物的外墙、屋顶、门窗等围护构件的传热负荷;②室内人员、设备、照明的散热、散湿负荷;③设计新风及自然换气热湿负荷。这其中,建筑物外围护的传热负荷又是最主要的原因。因此,如何配合使用BIM技术,降低外围护构件的传热能力,就成了一个重要的节能、环保措施了。
2BIM技术简述
BIM技术是一种基于设计基础上的现代化技术,通过BIM技术可以将设计模型三维化,可以更加立体地观看到设计到各个方面。BIM技术具有很强的可视性,与传统的设计图纸相比,BIM技术具有更明显的优势,传统的设计图纸通过平面的设计来传递设计者的思想,工作人员便很难通过设计图纸来对其设计外观展开全面的想象,在设计人员与实施人员交接的过程当中,也很容易会出现偏差,最后造成设计结果与设计方案存在很大偏差。BIM技术可以有效地避免这一点,通过BIM技术的软件让设计者的设计理念和表象通过三维可视化的实物模拟来展示出来,让设计更加立体更加直观,便于施工人员对设计图纸进行更深层次的理解。BIM技术模型有一个很明显的特点,即通过设计员工的设计建立起一个三维的模型,模拟出建筑物实体。
通过建筑物实体的模拟,施工人员和设计师可以很好地了解到在施工过程中周围环境会对施工进程产生的影响,从而做出针对性的改变,这就可以有效避免和解决周遭环境和突发事件对建筑的影响,同时也会通过三维的模型来解决一些传统设计图纸无法解决的问题和忽略的问题。
3BIM新技术在暖通空调设计领域中的应用
3.1正向设计
在暖通空调设计阶段,首要任务是应用BIM技术构建三维信息模型,为后续项目设计与施工等活动的开展提供明确参照,奠定良好的技术应用基础。在这一环节,工作人员使用相应BIM软件中的建模功能,根据项目设计需求构建三维模型。目前来看,在暖通空调工程中,需要构建设计模型和辅助模型,其中设计模型中又有四个视图,即查看视图用于校对审核、设计视图用于专业设计、提资视图用于给其他专业提资、出图视图用于对图面进行整理标注,为后期导出图纸做准备。辅助模型包括井道与机房的建立,被用于前期方案配合与提资建筑专业。例如使用Revit软件建模时,通过运用鸿业插件,可以如CAD制图一般快速进行图纸设计,在呈现剖面图时可直接模型切割出图。在后续项目设计与施工期间出现方案变更问题时,用户可以通过修改设计视图来调整变更模型与图纸。设计阶段分为以下步骤,BIM技术在各步骤中均得到应用体现:第一,方案配合。用户使用BIM软件配合建筑专业完成方案、确定机房管井位置、进行消防问题沟通。第二,方案深化设计。在BIM软件中建立轴网文件,根据结构大于800mm的梁、柱分布及主要降板区域,制定机电管线路由规划方案。第三,正向设计。运用BIM技术进行专业设计,以链接形式提资配合。同时,基于三维模型的可视化优势进行合模会签。第四,正向出图。应用BIM技术进行图纸的校对、审核和审定工作,改善图纸平面出图效果。第五,图模审查。基于BIM技术导出的图纸提交外审与消防审查,根据审查意见修改方案,此阶段应注意各专业交圈。第六,图模移交。通过BIM软件完成图模交付作业,并移交项目全套BIM模型及施工图纸。
3.2协同设计
当前部分设计单位对于BIM技术的应用理念较为滞后,仍停留于BIM1.0模式中,没有正确认识到BIM技术的应用价值。因此,设计单位应及早转变自身理念,积极学习BIM2.0应用模式,依托BIM设计平台协调各专业开展设计工作,避免出现专业冲突等问题。在实际应用中,需着重关注视图的处理,既可以通过工作集或者其他协同方式进行协作,也可以通过提资视图进行各专业间相互提资,以满足协同设计的要求。基于信息关联与集合特征,可以实时对暖通空调等专业的专业模型与设计图纸进行修改,帮助设计人员全面掌握工程设计情况。例如在合图会签阶段,可以把各专业模型进行链接,利用模型可视化的优势,迅速找到设计方案中存在的错漏和碰缺问题,辅助设计师进行设计的调改。
3.3机电安装基础设计
在暖通BIM建模设计过程中,应根据不同功能的房间温、湿度控制标准、控制精度、房间朝向、使用时间、洁净度等级等因素将建筑物划分为不同的空调区域,从而避免过冷过热,减少冷热抵消等现象,避免能源浪费。同时,在进行水系统设计时,尽量采用变流量的闭式循环水系统,变流量系统可以根据室内不同时段的热湿负荷来调整冷水需求量,闭式循环系统可以减少水泵能耗。
结语
暖通空调系统运行能耗很高,还会产生较大的环境污染;BIM技术恰好能够在设计阶段对所有的设计漏洞及技术难点进行弥补。因此,在初步设计过程中,综合考虑BIM技术应用带来的全过程咨询及管理的优势,将给建筑行业的节能、环保事业带来很大的帮助。
参考文献
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