CN110765522A - 一种暖通空调的bim正向设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种暖通空调的BIM正向设计方法，具体步骤如下：创建暖通设计BIM模型样板；整合暖通设计BIM基础模型；空调负荷计算；确定空调水、风系统方案；创建风系统设计BIM模型；创建水系统设计BIM模型；创建配套设备系统设计BIM模型；创建通风与防排烟设计BIM模型；创建保温、消声、减振设计BIM模型；工程各专业设计协调；审核、审定，形成暖通施工图设计BIM模型。本发明利用BIM技术的三维模型形式和强大的信息整合能力，实现了复杂项目的管线综合设计、专业间协调的优化，对项目的设计质量的提升起到重要作用，同时促进了设计师同项目各方的工作协同。
Description
技术领域
本发明涉及暖通空调设计技术领域，尤其涉及一种暖通空调的BIM正向设计方法。
背景技术
机电管线具有系统复杂、专业交叉协调难度大、工期短等特点，而且机电管线的设计由于是由不同专业设计，CAD二维施工图设计，专业协调难度大，常出现错误、遗漏、碰撞和缺陷，会出现设计变更的问题，从而不利于构件的生产，会造成资源的浪费；而利用图纸翻模进行建模，则会花费大量时间及人力，且通常翻模人员非设计师本人，二维图纸至三维模型的转化过程，可能丢失原设计师设计本意，降低了设计模型质量，从而影响工程质量和工程效率。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种暖通空调的BIM正向设计方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种暖通空调的BIM正向设计方法，具体步骤如下：
第一步，根据原始气象资料中建筑气候分区情况、冬夏季干湿球温度数据、室外平均温度和风速数据、冷风渗透朝向数据以及工程资料中建筑类型、具体工艺需求并结合具体市政条件，创建暖通设计BIM模型样板；
第二步，以第一步的BIM模型样板为基础，结合上游土建、结构等专业BIM模型，整合得到暖通设计BIM基础模型；
第三步，根据设计要求及规范标准，对第二步得到的暖通设计BIM基础模型进行空调负荷计算；
第四步，根据第三步得到的空调负荷计算结果，进行空调方案设计，确定空调风、水系统方案；
第五步，根据第四步确定的风系统方案，利用BIM软件进行空调、制冷/热设备的选型设计、气流组织设计等，从而形成空调风系统设计BIM模型；
第六步，根据第四步确定的水系统方案，利用BIM软件进行设备连接的水管、阀件及需用水泵等的选型设计，形成空调水系统设计BIM模型；
第七步，根据第五步得到的空调风系统设计BIM模型和第六步得到的空调水系统设计BIM模型以及第二步得到的暖通设计BIM基础模型，利用BIM软件进行水箱、冷却塔、锅炉房、散热器、风机、换热器的选型和支吊架、预留预埋、设备基础等设计，形成配套设备系统设计BIM模型；
第八步，根据以上七个步骤的设计，利用BIM软件结合具体项目的隔热、降温、除尘、排毒、消防等要求，进行风机、除尘设备、热交换设备、风阀、风口、风管等设计选型；并结合建筑高度、使用性质、防烟分区的划分和平面布局情况进行通风及排烟方式的设计，形成通风与防排烟设计BIM模型；
第九步，根据第五步得到的空调风系统设计BIM模型和第六步得到的空调水系统设计BIM模型以及具体设计要求，利用BIM软件进行设备及管道保温、消声及设备减振等详细设计，形成保温、消声、减振设计BIM模型；
第十步，将上述BIM模型与工程结构、建筑、给排水、消防、电气、控制等其他各专业BIM模型进行设计协调；
第十一步，设计BIM模型经审核、审定合格后，最终形成暖通设计施工图BIM模型。
进一步的，BIM软件包括Revit、鸿业BIMSpace、鸿业负荷计算8.0、MagiCAD、Navisworks软件中的至少一种。
进一步的，第一步中气象资料中的内容包括但不仅限于：
1)建筑气候分区情况；
2)夏季：空调室外干球温度；通风室外干球温度；空调室外湿球温度；空调室外日平均温度；通风室外相对湿度；室外平均风速；
3)冬季：冬季室外供暖计算干球温度；冬季通风计算温度；冬季室外空调计算干球温度；冬季室外空调计算相对湿度；室外平均风速；最多风向平均风速；
4)当地冷风渗透朝向情况；
工程资料中的内容包括但不仅限于：
1)建筑物类型，居住、公共、工业、农业建筑中的类型，根据建筑物的类型选取相应的规范，依据规范要求进行设计；
2)工程技术要求，对于不同的工程项目，尤其涉及工艺特性需求，以及其他特殊技术要求，要有针对性设计来满足其特殊性需求。
进一步的，第二步中得到的暖通设计BIM基础模型必须包含但不仅限于上游各专业信息以及暖通设计要的空间创建及设置。
进一步的，第四步中确定空调风、水系统方案的具体步骤为：利用Revit、鸿业BIMSpace软件根据建筑体量模型进行能耗模拟、冷热负荷估算分析，同时进行多种方案的能耗、经济性比选，从而确定出最优的空调风、水系统方案。
进一步的，第五步中空调风系统设计时，需根据建筑面积、进深、楼层、层高及相应的功能特性进行空调区域划分，还需根据步骤三、四所确定的负荷、空调方案及各系统所承担负荷的划分计算风量、冷/量，进而确定空调设备型号，并利用Revit、鸿业BIMSpace软件进行空调/采暖设备的选型和布置，并维护和更新设计BIM模型。
进一步的，第五步中空调风系统设计时，需根据房间功能特性、空间特性及规范要求进行气流组织设计，确定风口类型，并利用鸿业BIMSpace软件对风口进行布置，再利用鸿业BIMSpace软件中的风管连接各风口及设备，按规范布置风管附件，形成完整的空调系统模型；之后再利用鸿业BIMSpace软件进行风管水力计算，根据水力计算结果对管径进行调整，并进行校核计算，直至管路满足设计要求；同时可利用软件的设计计算功能，根据规范设置相应参数，一键设计计算，利用计算结果赋回功能，一键完成模型修改，进一步复核调整使空调设备型号满足末端要求，形成最终风系统设计模型。
进一步的，第六步中空调水系统设计时，需根据空调设备所承担的冷/热负荷、市政条件、工程条件进行相应的空调水方案设计，并计算包括冷却水、冷冻水、冷凝水以及冬季使用采暖系统的供回水在内的各水系统水量，确定空调/采暖水系统设备主要参数要求，进一步确定设备型号，基于空调风系统设计模型，利用Revit、鸿业BIMSpace软件完成相应空调水系统主要设备的布置；
空调水系统主要设备布置完成后，利用鸿业BIMSpace软件进行空调水系统管网、配套附件及末端布置。具体步骤为：完成设备末端管路及配套附件布置后，利用水系统水力计算模块，对水系统管路进行水力计算，根据水力计算结果对管路管径进行调整，进一步校核计算，直至管路满足设计要求，同时可利用软件的设计计算功能，根据规范设置参数，一键设计计算，利用软件的计算结果赋回功能，一键完成模型修改，进一步复核调整使水系统设备型号满足末端要求，形成最终空调/采暖水系统设计模型。
进一步的，整个系统的支吊架设计时，利用MagiCAD软件的支吊架模块进行受力计算，利用综合支吊架设计功能，对多专业的管线进行综合支吊设计，利用MagiCAD软件选型及校核计算功能，反复校核及调整，形成最终的综合支吊架设计BIM模型。
进一步的，所述整个设计过程中，每一步都要通过提资进行专业协调，具体步骤为：将各专业模型在Navisworks软件中统一定位整合，利用Navisworks软件进行碰撞检测，检查出碰撞点，协调修改设计模型。
本发明的有益效果是：本发明利用BIM技术的三维模型形式和强大的信息整合能力，实现了复杂项目的管线综合设计、专业间协调的优化，对项目的设计质量的提升起到重要作用，同时促进了设计师同项目各方的工作协同。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
一种暖通空调的BIM正向设计方法，具体步骤如下：
第一步，根据原始气象资料中建筑气候分区情况、冬夏季干湿球温度数据、室外平均温度和风速数据、冷风渗透朝向数据以及工程资料中建筑类型、具体工艺需求并结合具体市政条件，创建暖通设计BIM模型样板；
第二步，以第一步的BIM模型样板为基础，结合上游土建、结构等专业BIM模型，整合得到暖通设计BIM基础模型；
第三步，根据设计要求及规范标准，对第二步得到的暖通设计BIM基础模型进行空调负荷计算；
第四步，根据第三步得到的空调负荷计算结果，进行空调方案设计，确定空调风、水系统方案；
第五步，根据第四步确定的风系统方案，利用BIM软件进行空调、制冷/热设备的选型设计、气流组织设计等，从而形成空调风系统设计BIM模型；
第六步，根据第四步确定的水系统方案，利用BIM软件进行设备连接的水管、阀件及需用水泵等的选型设计，形成空调水系统设计BIM模型；
第七步，根据第五步得到的空调风系统设计BIM模型和第六步得到的空调水系统设计BIM模型以及第二步得到的暖通设计BIM基础模型，利用BIM软件进行水箱、冷却塔、锅炉房、散热器、风机、换热器的选型和支吊架、预留预埋、设备基础等设计，形成配套设备系统设计BIM模型；
第八步，根据以上七个步骤的设计，利用BIM软件结合具体项目的隔热、降温、除尘、排毒、消防等要求，进行风机、除尘设备、热交换设备、风阀、风口、风管等设计选型；并结合建筑高度、使用性质、防烟分区的划分和平面布局情况进行通风及排烟方式的设计，形成通风与防排烟设计BIM模型；
第九步，根据第五步得到的空调风系统设计BIM模型和第六步得到的空调水系统设计BIM模型以及具体设计要求，利用BIM软件进行设备及管道保温、消声及设备减振等详细设计，形成保温、消声、减振设计BIM模型；
第十步，将上述BIM模型与工程结构、建筑、给排水、消防、电气、控制等其他各专业BIM模型进行设计协调；
第十一步，设计BIM模型经审核、审定合格后，最终形成暖通设计施工图BIM模型。
进一步的，BIM软件包括Revit、鸿业BIMSpace、鸿业负荷计算8.0、MagiCAD、Navisworks软件中的至少一种。
进一步的，第一步中气象资料中的内容包括但不仅限于：
1)建筑气候分区情况；
2)夏季：空调室外干球温度；通风室外干球温度；空调室外湿球温度；空调室外日平均温度；通风室外相对湿度；室外平均风速；
3)冬季：冬季室外供暖计算干球温度；冬季通风计算温度；冬季室外空调计算干球温度；冬季室外空调计算相对湿度；室外平均风速；最多风向平均风速；
4)当地冷风渗透朝向情况；
工程资料中的内容包括但不仅限于：
1)建筑物类型，居住、公共、工业、农业建筑中的类型，根据建筑物的类型选取相应的规范，依据规范要求进行设计；
2)工程技术要求，对于不同的工程项目，尤其涉及工艺特性需求，以及其他特殊技术要求，要有针对性设计来满足其特殊性需求。
进一步的，第二步中得到的暖通设计BIM基础模型必须包含但不仅限于上游各专业信息以及暖通设计要的空间创建及设置。
进一步的，第四步中确定空调风、水系统方案的具体步骤为：利用Revit、鸿业BIMSpace软件根据建筑体量模型进行能耗模拟、冷热负荷估算分析，同时进行多种方案的能耗、经济性比选，从而确定出最优的空调风、水系统方案。
进一步的，第五步中空调风系统设计时，需根据建筑面积、进深、楼层、层高及相应的功能特性进行空调区域划分，还需根据步骤三、四所确定的负荷、空调方案及各系统所承担负荷的划分计算风量、冷/量，进而确定空调设备型号，并利用Revit、鸿业BIMSpace软件进行空调/采暖设备的选型和布置，并维护和更新设计BIM模型。
进一步的，第五步中空调风系统设计时，需根据房间功能特性、空间特性及规范要求进行气流组织设计，确定风口类型，并利用鸿业BIMSpace软件对风口进行布置，再利用鸿业BIMSpace软件中的风管连接各风口及设备，按规范布置风管附件，形成完整的空调系统模型；之后再利用鸿业BIMSpace软件进行风管水力计算，根据水力计算结果对管径进行调整，并进行校核计算，直至管路满足设计要求；同时可利用软件的设计计算功能，根据规范设置相应参数，一键设计计算，利用计算结果赋回功能，一键完成模型修改，进一步复核调整使空调设备型号满足末端要求，形成最终风系统设计模型。
进一步的，第六步中空调水系统设计时，需根据空调设备所承担的冷/热负荷、市政条件、工程条件进行相应的空调水方案设计，并计算包括冷却水、冷冻水、冷凝水以及冬季使用采暖系统的供回水在内的各水系统水量，确定空调/采暖水系统设备主要参数要求，进一步确定设备型号，基于空调风系统设计模型，利用Revit、鸿业BIMSpace软件完成相应空调水系统主要设备的布置；
空调水系统主要设备布置完成后，利用鸿业BIMSpace软件进行空调水系统管网、配套附件及末端布置。具体步骤为：完成设备末端管路及配套附件布置后，利用水系统水力计算模块，对水系统管路进行水力计算，根据水力计算结果对管路管径进行调整，进一步校核计算，直至管路满足设计要求，同时可利用软件的设计计算功能，根据规范设置参数，一键设计计算，利用软件的计算结果赋回功能，一键完成模型修改，进一步复核调整使水系统设备型号满足末端要求，形成最终空调/采暖水系统设计模型。
进一步的，整个系统的支吊架设计时，利用MagiCAD软件的支吊架模块进行受力计算，利用综合支吊架设计功能，对多专业的管线进行综合支吊设计，利用MagiCAD软件选型及校核计算功能，反复校核及调整，形成最终的综合支吊架设计BIM模型。
进一步的，所述整个设计过程中，每一步都要通过提资进行专业协调，具体步骤为：将各专业模型在Navisworks软件中统一定位整合，利用Navisworks软件进行碰撞检测，检查出碰撞点，协调修改设计模型。
本发明利用BIM技术的三维模型形式和强大的信息整合能力，实现了复杂项目的管线综合设计、专业间协调的优化，对项目的设计质量的提升起到重要作用，同时促进了设计师同项目各方的工作协同。
上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，具体步骤如下：
第一步，根据原始气象资料中建筑气候分区情况、冬夏季干湿球温度数据、室外平均温度和风速数据、冷风渗透朝向数据以及工程资料中建筑类型、具体工艺需求并结合具体市政条件，创建暖通设计BIM模型样板；
第二步，以第一步的BIM模型样板为基础，结合上游土建、结构等专业BIM模型，整合得到暖通设计BIM基础模型；
第三步，根据设计要求及规范标准，对第二步得到的暖通设计BIM基础模型进行空调负荷计算；
第四步，根据第三步得到的空调负荷计算结果，进行空调方案设计，确定空调风、水系统方案；
第五步，根据第四步确定的风系统方案，利用BIM软件进行空调、制冷/热设备的选型设计、气流组织设计等，从而形成空调风系统设计BIM模型；
第六步，根据第四步确定的水系统方案，利用BIM软件进行设备连接的水管、阀件及需用水泵等的选型设计，形成空调水系统设计BIM模型；
第七步，根据第五步得到的空调风系统设计BIM模型和第六步得到的空调水系统设计BIM模型以及第二步得到的暖通设计BIM基础模型，利用BIM软件进行水箱、冷却塔、锅炉房、散热器、风机、换热器的选型和支吊架、预留预埋、设备基础等设计，形成配套设备系统设计BIM模型；
第八步，根据以上七个步骤的设计，利用BIM软件结合具体项目的隔热、降温、除尘、排毒、消防等要求，进行风机、除尘设备、热交换设备、风阀、风口、风管等设计选型；并结合建筑高度、使用性质、防烟分区的划分和平面布局情况进行通风及排烟方式的设计，形成通风与防排烟设计BIM模型；
第九步，根据第五步得到的空调风系统设计BIM模型和第六步得到的空调水系统设计BIM模型以及具体设计要求，利用BIM软件进行设备及管道保温、消声及设备减振等详细设计，形成保温、消声、减振设计BIM模型；
第十步，将上述BIM模型与工程结构、建筑、给排水、消防、电气、控制等其他各专业BIM模型进行设计协调；
第十一步，设计BIM模型经审核、审定合格后，最终形成暖通设计施工图BIM模型。
2.根据权利要求1所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，BIM软件包括Revit、鸿业BIMSpace、鸿业负荷计算8.0、MagiCAD、Navisworks软件中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，第一步中气象资料中的内容包括但不仅限于：
1)建筑气候分区情况；
2)夏季：空调室外干球温度；通风室外干球温度；空调室外湿球温度；空调室外日平均温度；通风室外相对湿度；室外平均风速；
3)冬季：冬季室外供暖计算干球温度；冬季通风计算温度；冬季室外空调计算干球温度；冬季室外空调计算相对湿度；室外平均风速；最多风向平均风速；
4)当地冷风渗透朝向情况；
第一步中工程资料中的内容包括但不仅限于：
1)建筑物类型，居住、公共、工业、农业建筑中的类型，根据建筑物的类型选取相应的规范，依据规范要求进行设计；
2)工程技术要求，对于不同的工程项目，尤其涉及工艺特性需求，以及其他特殊技术要求，要有针对性设计来满足其特殊性需求。
4.根据权利要求1所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，第二步中得到的暖通设计BIM基础模型必须包含但不仅限于上游各专业信息以及暖通设计要的空间创建及设置。
5.根据权利要求2所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，第四步中确定空调风、水系统方案的具体步骤为：利用Revit、鸿业BIMSpace软件根据建筑体量模型进行能耗模拟、冷热负荷估算分析，同时进行多种方案的能耗、经济性比选，从而确定出最优的空调风、水系统方案。
6.根据权利要求2所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，第五步中空调风系统设计时，需根据建筑面积、进深、楼层、层高及相应的功能特性进行空调区域划分，还需根据步骤三、四所确定的负荷、空调方案及各系统所承担负荷的划分计算风量、冷/热量，进而确定空调设备型号，并利用Revit、鸿业BIMSpace软件进行空调/采暖设备的选型和布置，并维护和更新设计BIM模型。
7.根据权利要求2所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，第五步中空调风系统设计时，需根据房间功能特性、空间特性及规范要求进行气流组织设计，确定风口类型，并利用鸿业BIMSpace软件对风口进行布置，再利用鸿业BIMSpace软件中的风管连接各风口及设备，按规范布置风管附件，形成完整的空调系统模型；之后再利用鸿业BIMSpace软件进行风管水力计算，根据水力计算结果对管径进行调整，并进行校核计算，直至管路满足设计要求；同时可利用软件的设计计算功能，根据规范设置相应参数，一键设计计算，利用计算结果赋回功能，一键完成模型修改，进一步复核调整使空调设备型号满足末端要求，形成最终风系统设计模型。
8.根据权利要求2所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，第六步中空调水系统设计时，需根据空调设备所承担的冷/热负荷、市政条件、工程条件进行相应的空调水方案设计，并计算包括冷却水、冷冻水、冷凝水以及冬季使用采暖系统的供回水在内的各水系统水量，确定空调/采暖水系统设备主要参数要求，进一步确定设备型号，基于空调风系统设计模型，利用Revit、鸿业BIMSpace软件完成相应空调水系统主要设备的布置；
空调水系统主要设备布置完成后，利用鸿业BIMSpace软件进行空调水系统管网、配套附件及末端布置。具体步骤为：完成设备末端管路及配套附件布置后，利用水系统水力计算模块，对水系统管路进行水力计算，根据水力计算结果对管路管径进行调整，进一步校核计算，直至管路满足设计要求，同时可利用软件的设计计算功能，根据规范设置参数，一键设计计算，利用软件的计算结果赋回功能，一键完成模型修改，进一步复核调整使水系统设备型号满足末端要求，形成最终空调/采暖水系统设计模型。
9.根据权利要求2所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，整个系统的支吊架设计时，利用MagiCAD软件的支吊架模块进行受力计算，利用综合支吊架设计功能，对多专业的管线进行综合支吊设计，利用MagiCAD软件选型及校核计算功能，反复校核及调整，形成最终的综合支吊架设计BIM模型。
10.根据权利要求2所述的暖通空调的BIM正向设计方法，其特征在于，所述整个设计过程中，每一步都要通过提资进行专业协调，具体步骤为：将各专业模型在Navisworks软件中统一定位整合，利用Navisworks软件进行碰撞检测，检查出碰撞点，协调修改设计模型。
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