BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

唐 順

深圳市盤古運(yùn)營(yíng)服務(wù)有限公司

BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

唐 順

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暖通空調(diào)系統(tǒng)現(xiàn)在應(yīng)成為建筑工程重要基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)改善室內(nèi)環(huán)境具有重要意義，營(yíng)造一個(gè)健康舒適的室內(nèi)環(huán)境。但是就現(xiàn)狀來(lái)看，可以確定暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗大，為貫徹落實(shí)節(jié)能降耗理念，就需要在原有基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，積極應(yīng)用BIM技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，在不影響基礎(chǔ)功能前提下，降低運(yùn)行能耗。本文基于BIM技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)其在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

BIM技術(shù)；暖通空調(diào)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 前言

將BIM技術(shù)應(yīng)用到暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)參數(shù)化技術(shù)與建筑性能化模擬技術(shù)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)功能進(jìn)行優(yōu)化，并減少系統(tǒng)運(yùn)行能耗，提高暖通空調(diào)建設(shè)綜合效果。即針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)采暖、空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)等技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析優(yōu)化，進(jìn)一步提升系統(tǒng)使用性能，并將環(huán)保理念貫徹到底，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 數(shù)據(jù)集成性

數(shù)據(jù)集成特點(diǎn)主要體現(xiàn)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)決策周期，設(shè)計(jì)周期越短則出現(xiàn)變更的可能性越大，產(chǎn)生的效果也越明顯?；诠?jié)能降耗理念，在對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在不影響其基礎(chǔ)功能前提下，減少各類運(yùn)行損耗，并降低對(duì)環(huán)境的污染。針對(duì)此行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了大量建筑模擬性能軟件，且軟件集成與暖通設(shè)計(jì)軟件存在密切聯(lián)系。其中，以節(jié)能軟件為例，其具有計(jì)算內(nèi)核，可以對(duì)暖通空調(diào)整年能耗進(jìn)行精確計(jì)算，并確定其動(dòng)態(tài)負(fù)荷。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備、節(jié)能與管理等多項(xiàng)元素綜合分析與利用，對(duì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要促進(jìn)作用。

2.2 數(shù)據(jù)互通性

對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要明確建筑幾何以及熱工協(xié)調(diào)性，將運(yùn)行負(fù)荷控制在允許范圍內(nèi)。在對(duì)管線進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合分析給排水工程、建筑構(gòu)架、電氣等分項(xiàng)專業(yè)對(duì)空間的需求，將滿足結(jié)構(gòu)承載力度、電氣負(fù)荷程度為基礎(chǔ)，使得建筑、電氣、設(shè)施以及結(jié)構(gòu)等各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行共享[1]。一方面可以在信息輸出過(guò)程中，以格式來(lái)進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)文件外部信息共享。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用，包括水暖電、建筑結(jié)構(gòu)等專業(yè)，假如輸出DWG格式的信息，則需要選擇DXF進(jìn)行轉(zhuǎn)換，保證信息共享的高效性。

3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 工程概述

以某建筑工程為例，建筑總面積56324㎡，總高度為25.3m，地上5層地下1層，建筑主體部分主要包括教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、辦公樓等，其中，所占面積最大的學(xué)生宿舍[2]。地下1層為冷熱源機(jī)房，并安裝有2臺(tái)地源熱泵機(jī)，一臺(tái)額定制熱量為290kW，一臺(tái)額定制冷量為280kW。

3.2 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案

(1)冷熱源。一方面，學(xué)生宿舍、餐廳、沐浴室。要求系統(tǒng)可以夏季供冷，設(shè)計(jì)為多聯(lián)機(jī)空調(diào)來(lái)提供所需冷負(fù)荷；冬季供暖則由鍋爐房提供二次供水，水溫度為94℃/73℃，經(jīng)過(guò)熱轉(zhuǎn)換器后，所提供的二次熱水供回水溫度降低為85℃/60℃。另外，為滿足實(shí)際應(yīng)用需求，還就學(xué)生宿舍屋面設(shè)置多肽太陽(yáng)能熱水集熱器。另一方面，辦公樓、教學(xué)樓。此部分區(qū)域冷熱源設(shè)計(jì)，主要選擇為地源熱泵系統(tǒng)提供，可以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

(2)負(fù)荷計(jì)算。暖通空調(diào)運(yùn)行時(shí)將會(huì)產(chǎn)生冷熱負(fù)荷，在對(duì)負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要應(yīng)用專業(yè)軟件，如常見(jiàn)的DeST能耗計(jì)算軟件，來(lái)對(duì)不同區(qū)域供冷、供熱實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算[3]。就該項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，運(yùn)行負(fù)荷最大區(qū)域?yàn)榻虒W(xué)樓，空調(diào)/供暖面積為1245W/m3，計(jì)算后負(fù)荷設(shè)計(jì)為117kW；負(fù)荷最小為餐廳和淋浴室，空調(diào)/供暖面積為132.5W/m3，計(jì)算后負(fù)荷設(shè)計(jì)為45kW主要受建筑面積大因素決定。

(3)設(shè)計(jì)方案。在針對(duì)學(xué)校不同區(qū)域進(jìn)行暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)分析，對(duì)于不同區(qū)域來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)上存在較大差異。例如餐廳區(qū)域設(shè)計(jì)，需要注意循環(huán)風(fēng)功能要求，應(yīng)設(shè)計(jì)新風(fēng)系統(tǒng)，注意風(fēng)機(jī)管盤的協(xié)調(diào)作用。而在對(duì)教學(xué)樓區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證空調(diào)系統(tǒng)以及供暖設(shè)備可以滿足實(shí)際應(yīng)用需求，要求空調(diào)系統(tǒng)具有定風(fēng)量全空氣熱回收性能。并且要設(shè)置兩種供暖系統(tǒng)，即散熱器供暖和地板輻射值班供暖。同時(shí)，學(xué)生宿舍作為起居主要區(qū)域，在設(shè)計(jì)時(shí)要注意空調(diào)與散熱器供暖的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，以滿足實(shí)際應(yīng)用需求，且不會(huì)造成能源浪費(fèi)為目的。與學(xué)生宿舍有較大區(qū)別的教室辦公樓，可以選擇應(yīng)用多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，與供暖系統(tǒng)保持一致，滿足日常供暖需求。

3.3 BIM技術(shù)應(yīng)用

(1)BIM選擇。選擇應(yīng)用Magi CAD軟件來(lái)進(jìn)行該項(xiàng)目暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用CAD與Revit兩個(gè)平臺(tái)設(shè)計(jì)，主要面向工程師、設(shè)計(jì)師等專業(yè)設(shè)計(jì)人員，尤其是在建筑信息模型軟件方面具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以滿足該項(xiàng)目實(shí)際設(shè)計(jì)要求。

(2)工作范圍。該項(xiàng)目暖通空調(diào)設(shè)計(jì)區(qū)域主要包括教學(xué)樓、餐廳、辦公樓等，全部應(yīng)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)，針對(duì)地源熱泵、換熱站、空調(diào)水系統(tǒng)、散熱器供暖、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)等進(jìn)行協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行高效性。

(3)技術(shù)特點(diǎn)。①繪制方法。與二維設(shè)計(jì)中利用線不同組合，以及輔助文字、數(shù)字形式表達(dá)管線、設(shè)備投影關(guān)系不同，在應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)管線、設(shè)備實(shí)際位置以及相互間連接方式進(jìn)行表現(xiàn)時(shí)，除了線以外還包括點(diǎn)和面，可以更全面和完整的展示暖通空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)。②表達(dá)方法。二維設(shè)計(jì)方法主要是聽(tīng)過(guò)線不同組合與疊加方式，在二維投影內(nèi)展示閥門、管道輪廓以及設(shè)備輪廓線等位置信息，并輔助文字、數(shù)字等，對(duì)相關(guān)高度、尺寸等信息進(jìn)行補(bǔ)充。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以直接選擇管道、設(shè)備模型，并根據(jù)實(shí)際要求建立管道尺寸、高度與相關(guān)三維信息模型，表現(xiàn)形式更為明確，有助于施工人員更好的理解和掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，降低施工作業(yè)難度。

3.4 設(shè)計(jì)效果

應(yīng)用BIM技術(shù)來(lái)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立三維可視化BIM模型，經(jīng)過(guò)管線設(shè)計(jì)、BIM專業(yè)模型、碰撞報(bào)告等，并用過(guò)專業(yè)碰撞檢查和校核，在模型中確定各區(qū)域管線、設(shè)備，可以更直觀的表達(dá)管線連接與交叉方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

將BIM技術(shù)應(yīng)用到暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要基于其具有的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際建設(shè)需求，對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化分析，在不影響應(yīng)用功能前提下，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。

[1]謝東哲.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場(chǎng),2016(10):75.

[2]梁小波.BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾,2016(38):105～106.

[3]張大鎮(zhèn).BIM技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析[J].發(fā)電與空調(diào),2016(2):62～65.