基于BIM 技术的建筑暖通及给排水设计优化探究

引言

随着建筑行业的快速发展，传统设计方法已难以满足国家数字化战略需求。BIM 作为集成多专业的数字化工具，正改变着工程设计的工作模式，其应用可显著提升设计精度与效率。深化设计作为设计过程的关键环节，通过对初步设计的细化与优化，能进一步确保设计方案顺利转化为施工依据。本文阐述了深化设计的基本概念与原则，重点探讨基于 BIM 技术的给排水深化设计方法，分析其在实际工程中的应用价值并提出优化策略，以及为BIM 技术在该领域的推广应用提供助力。

1BIM 技术的概念

BIM 是一种综合性的管理系统，它以数字化三维模型为基础。在建筑工程项目的整个生命周期里，各种各样的信息都被它集成起来，像几何信息、物理信息、功能信息等都涵盖其中。通过构建一个涵盖所有信息的三维模型，不同专业领域的人员能够在这个平台上开展协同作业，进而达成信息的共享与交互。2BIM 技术的应用目标传统观点普遍认为 BIM 技术的应用会降低设计效率，除软件原因外，主要还是由于建模本身额外增加了工作量，对于设计阶段，三维模型的建立只是简单地将各专业的二维图纸三维化，发现一些空间上的碰撞，未发挥其应有价值。暖通空调设计的内容中包含有大量数据处理工作，需要由设计人员制定设计选型原则，并依据该原则推进设计工作，实际操作中体现为人员利用选型计算表等方式，对相似内容进行反复的机械化计算，效率相对较低，且当系统发生改变时，需要相应重新计算校核。BIM 技术在设计中的应用主要依靠 Revit 软件及其插件实施，其中Revit 提供了核心体系的支持，插件则为各种高效功能的实施提供了可能。当前常见的插件功能以辅助建模绘图为主，与正向设计的结合程度较浅，提供的帮助较为有限，应当结合设计的实际需求进行功能的开发完善，在持续提高绘图速度的同时，将自动化的计算功能融入设计过程中，通过数字信息的形式以插件作为连通设计人员与设计工具的桥梁，从而将原本传统的人工设计流程转变为由计算机在人工搭建的数字模型体系下与设计人员实现充分配合的BIM 正向设计流程，设计人员充分发挥主观能动性，把控架构脉络及系统的计算逻辑体系，由计算机进行高效的数据处理工作。

3 暖通系统设计与给排水系统设计优化

3.1 负荷计算与分析结果

在暖通系统设计中，负荷计算是核心环节，其准确性直接决定了系统热负荷、冷负荷的合理性，进而影响系统效能和经济性。本文利用 BIM 模型集成的建筑信息，精确计算了建筑物的热负荷、冷负荷及湿度负荷，为后续系统形式优化与设备选型提供了科学依据。计算过程综合考虑了建筑物的朝向、围护结构（外墙、窗户）的热工性能、面积、室内外设计温差等关键因素[2]。结果显示，该建筑物在冬季及过渡季节的热负荷，以及夏季及过渡季节的冷负荷均维持在较高水平，因此，需针对性地采取保温与降温措施，以确保满足室内的舒适性需求。

3.2 应用CFD 软件便于完成整体布局工作

在设计暖通空调系统时要用到CFD 软件，完成整体布局工作，包含的内容有冷库的地理位置、建筑物的朝向、周围环境风向等因素。做好整体布局工作，才能确保建筑方案整体设计合理。与此同时建筑设计师也应该做好平面设计工作。比如在设计冷库时，要保证冷库内的空气质量。而在利用计算机软件辅助设计建设方案时，还应该尽量选取性能更强的设计方案，在分析系统运行负荷分布状况时，要用到动态负荷模拟软件。

3.3 设备选型与配置的优化

设备选型与配置的优化是提升系统能效、降低长期运行成本的关键。依据负荷计算结果，精选了高效节能的空调机组、风机盘管、水泵等核心设备。结合建筑各区域的实际负荷需求和运行特点，科学配置设备的数量与容量，有效避免了设备选型过大造成的能源浪费或容量不足影响使用效果的问题。借助 BIM 平台的信息集成优势，实现了暖通系统的智能化运行策略制定与优化，显著提升了系统整体能效和运行稳定性。在选型与配置过程中，充分考虑了设备的全生命周期成本，包括维护便捷性和长期运行费用。

3.4 在管线碰撞检查中的优化

BIM 信息模型最重要的特点是三维可视化，为工程施工阶段碰撞检查提供便利。在暖通工程施工中，施工单位在工程前期开展管线系统碰撞检查，实现施工方案优化，降低施工过程中管线系统碰撞问题的发生，提高工程设计方案的可靠性。同时，通过管线碰撞检查，施工单位能够高效利用建筑空间。此外，借助于BIM 技术，技术人员在完成管线碰撞优化后，以最新的设计方案进行施工交底，有效提升了施工各环节沟通效率，降低返工、整改问题的发生。

3.5 竣工图纸及模型交付

在施工过程中，收集施工作业模型及施工过程中修改变更资料；根据修改变更资料、现场实际安装情况更新施工作业模型，使其能准确表达竣工工程实体，尤其是吊顶内部等隐蔽区域的管线，以形成与现场基本一致的竣工模型，并提交竣工图纸。同时在重要设备模型中录入关键信息，为后期构建运维模型及设备管理做准备。

3.6 给排水系统参数化设计优化

优化项目中，BIM 技术的参数化设计功能，为给排水系统带来了高度的智能化和自动化，极大提升设计质量以及设计效率。与传统CAD 平面图设计不同，BIM 三维模型中的给排水管线、管件、阀门等每一个构件，都是参数化对象。因此，精确定义其尺寸、类型、材质等全部属性信息，这使得实际的模型，不再是单纯的几何形态，而是与实际工程相对应的数字化虚拟建造。在设计过程中，给排水专业人员根据不同住宅区域中，不同的用水需求，通过编辑参数快速调整模型中管线的管径尺寸；同时，借助BIM 软件强大的算力，各种复杂的规范计算，如管道坡度、流速等，自动完成并实时更新到模型中。除了管线系统之外，参数化设计同样延伸到给排水设备选型。其中，设计人员只需在模型中调整参数，就能直接校核不同设备型号、规格，是否满足当前工况要求，从而快速确定设备方案，大幅提高设备选型效率。还有在建筑给排水设计中，工程量统计是评估和计算项目所需资源与成本的重要环节，直接关系到项目的经济性和可行性。采用BIM技术，工程量统计不仅高效而且高度准确，为后续的施工预算和项目管理提供了可靠的数据支持。结束语

综上，在 BIM 技术引领下，暖通空调工程给排水系统深化设计迈入更信息化、智能化的阶段。本文深入解析了 BIM 技术在暖通空调工程给排水领域的基本概念与应用场景，强调其在深化设计阶段的重要价值。未来的研究方向关注点可以聚焦于在更广泛的暖通工程类型和规模上应用BIM 技术的效能，以及如何通过改进和发展 BIM 技术使其进一步满足特定项目需求。尽管存在局限性，但 BIM 技术在暖通工程设计施工中已展现出显著优势，具有巨大的应用潜力，并有望成为暖通工程设计施工的必备技术，在更广泛的领域得到推广和应用。

参考文献

[1]刘子琦,刘齐.BIM 技术在暖通空调工程中的应用[J].自动化应用,2023,64(S1):139-141.

[2]李茜.建筑暖通空调系统节能中 BIM 技术应用对策分析[J].佛山陶瓷,2023,33(03):65-67.

[3]陈美红,林德全.BIM 技术在建筑暖通设计中的应用[J].建设科技,2023(05):71-73+77.