BIM软件在暖通中的应用

引言

随着中国建筑业的发展，国内涌现出越来越多的高级办公楼、商业楼、综合楼等，在这些建筑中，往往都会配备中央空调系统、防排烟系统、喷淋系统、消火栓系统等。因此会导致机房内，走廊内及地下室产生很多的管道。这些管道在应用CAD设计时往往我们只考虑其在平面中大概的排布及位置，并没有很直观具体的去查看，经常会导致在施工过程中遇到很多管线碰撞、穿梁、无法排布等问题。因此我们需要BIM软件来帮助我们分析各种管道在各个地方的综合排布，分析设备及管道的运行状况，达到优化设计、节省空间、保证功能、方便施工等目的。

BIM（建筑信息模型）软件有很多种，目前我们国内设备专业比较常用的是Revit MEP这款软件。设计师可以通过这款软件来直观的观察各个管线的空间位置关系，管线与土建结构之间的空间关系，来保证管线的正常排布，还可以通过这款软件来分析各个设备的运行状况以及连接这些设备的管道中流体的运行状态，确保整个系统的正常运行。

1 、BIM在管线综合中的作用

在CAD设计过程中，只能在平面中表示出管线的位置、长度，并不能表示管线的大小，高度，而在设计高级办公楼、商业楼等建筑时，走廊及设备机房等位置都会有很多的管线，包括风管、空调冷冻水管、空调冷凝水管、消防管道、自动喷淋管道、电气桥架、自来水干管等等管道，很显然只用CAD来制图的话，不能够完全的表现出这些管道的具体大小位置，往往会对施工造成很多问题。因此我们需要用BIM软件制图，在制图过程中就可以观察到这些管线排布的具体情况。

BIM软件可以设定管线的水平位置、垂直位置、管线的大小、弯头大小、各种阀门阀件的大小，而更为具体的展现出各个管线的位置，可以通过其三维的展示来随时进行管线相对位置的调整。通常在做管线综合的时候，只会按照管线种类大体的设定各个管线的标高，比如，风管与电气桥架在一个高度上，消防管道与喷淋管道在一个高度，空调冷冻水管在一个高度上，那么这样规划有很有可能在水平方向上排布不开或者水平方向造成空间浪费而导致垂直方向上管线的排布不合理，造成空间的浪费或空间紧凑。如果用Revit MEP软件进行设计则会得到更为显著的帮助，下图为某办公楼的平面图及三维视图。

从图中可以看出风管、新风机组的相对位置，能够更直接的表现出主风管与支管之间的连接形式及相对位置以及高度上的变化，可以清楚的看到各个楼层的净空高度，更重要的是能够清楚的反映出各个楼层的局部最低点在哪里，从而对确定标高，确定管线避让方式有很大帮助。并且这种通过三维的方式表现建筑模型更能够得到业主等非专业人士的认可，有了这种直观的表示，可以更加精确的进行管线避让，达到控制净空的目的，为业主节省空间，为施工带来方便。

通过上述分析可以看出，BIM在管线综合中可以达到解决管线碰撞、减少管线转弯及翻弯、管线排布美观、可视性、优化性等作用。

2 、BIM在设备及管线参数设计中的应用

在设计大型办公楼或商业楼的过程中，往往每层的空调系统都不相同，空调系统又包括风系统及水系统，在通常状况下，设计师会按照经验或者估算或者利用负荷软件等计算风管的大小以及空调冷冻水管的大小，这种计算方法有很多的不足之处，第一，若想精确计算那么就需要分管段进行，而且还要考虑的各种阀门及弯头的阻力对流体的影响，在进行大型项目设计时，根本不可能有这么多的时间去精确考虑这些问题。第二，若进行估算，那么越大的系统，造成的误差就会越大，一层有误差，层层有误差，就会导致整个空调风或水系统的运行不正常。虽然说有经验的设计师会对项目有一个大体准确的估计，但是在大型项目面前，任何经验都只能是辅助，我们必须用理论结合经验来确保空调系统的正常运行。

Revit MEP软件就很好的解决了这一点难题，在我们制图的过程中，只需要把设备的参数设定好，软件可以帮我们精确的计算整个系统中的流体运动状态并表示出不合理的地方，以空调风系统和水系统为例。

某办公楼运动的是风机盘管加新风系统，那么首先设定好新风机组的参数，在Revit MEP中可以通过制作族的方式来制定好新风机组的尺寸大小，出风口、回风口及排风口的大小及方向，确定好新风机组的新风量及回风量和排风量。制定好新风机组之后，再选定好风管的材料，可以先通过一般的计算风速的方法来确定好风管截面积，通过各个房间的不同再选定好送风口及回风口的大小，做成一个系统之后，可以用Revit MEP来模拟实际运行情况，可以清楚的表示出新风在各个管段中的流速及摩擦阻力，一直到末端风口。并且在不合理的地方会用设定好的颜色进行标识，这样设计师就可以通过标识重新选择风管大小，或者重新进行系统管道走向的设计。

空调水系统的设计，首先需要在族中制作好制冷机的功率、冷冻水量及冷却水量，制作匹配的水泵，制作好风机盘管的型号及水量，完成这些工作之后就可以绘制利用这些族插入到平面图中，再选择水管的材质，设计出水管的走向，并且把制冷机组与末端风机盘管连接起来，就可以通过软件进行模拟运行，通过运行可以显示出各个设备的运行状态，流体在水管中的流速、阻力等，不合理的区域会用设定好的颜色表示出，设计师就可以利用这些数据进行设备的选型，水管管径的确定，还可以通过模型的分析，利用软件辅助设计师设计出更加合理的管道系统。

通过上述分析可以看出，BIM在设备及管线的参数设计中可以起到优化管线路由、确定管径、确定设备选型、保证系统正常运行等作用。

3、 结论

通过BIM应用，可以归纳出其以下优点：

1）可视化模型，方便观察便于各个设计专业交流；

2）碰撞检查，调整管道走向，优化管道设计，便于施工；

3）协同工作，可以根据建筑模型修改而实施进行修改；

4）确定设备参数，以最有利的运行模式进行设备选型及管道尺寸的确定；

5）降低生产成本，减少不必要的管道。

BIM在欧美地区已经发展的相对成熟，并且制定出相关的标准，在国内只处于起步阶段。但是BIM在建筑的设计及施工上的巨大优势是显而易见的，利用BIM在设计上带来方便，确保设计质量，在施工中可以减少材料的浪费，加快施工的进度，并且能够使业主更加直观的看到建筑物的三维形式，BIM在暖通中的优势会随着其应用越来越明显，终究会替代CAD的使用。