舟山海洋文化藝術(shù)中心暖通空調(diào)BIM設(shè)計(jì)

路娜 郭絲雨

中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院有限公司

1 工程概況

舟山海洋文化藝術(shù)中心二期項(xiàng)目（見圖1）位于浙江省舟山市臨城新區(qū)，是舟山市政治，文化，教育和服務(wù)中心。本項(xiàng)目位于臨城新區(qū)核心區(qū)域，是臨城新區(qū)城市結(jié)構(gòu)中南北向公共軸與東西向?yàn)I海景觀軸交匯點(diǎn)，是規(guī)劃行政中心和海洋文化體育公園的重要組成部分?；貣|臨市行政中心軸線，南以河道為界，西側(cè)為城市南北向主干道千島路，北鄰市海洋文化藝術(shù)中心建筑。

圖1 舟山海洋文化藝術(shù)中心效果圖

海洋文化藝術(shù)中心二期項(xiàng)目功能包含會(huì)議中心、展覽中心、培訓(xùn)中心、活動(dòng)中心、大禮堂、音樂廳等功能?？偨ㄖ娣e51937m2，其中地上建筑面積48037m2（含車庫(kù)面積9615m2），地下建筑面積3900m2。建筑層數(shù)：地上 5層，地下 1層，建筑最高點(diǎn)處高度為23.75 m。

2 空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

1）根據(jù)本工程建筑分布分散獨(dú)立、使用管理及空調(diào)負(fù)荷運(yùn)行的特點(diǎn)，結(jié)合舟山地區(qū)氣候條件，8個(gè)功能的建筑均獨(dú)立采用風(fēng)冷直膨式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同單位、不同性質(zhì)建筑運(yùn)行管理獨(dú)立控制及獨(dú)立計(jì)量的需求，分樓、分層、分區(qū)域系統(tǒng)方式更加靈活。

2）消防控制室、變電所、弱電機(jī)房、通訊機(jī)房設(shè)變制冷劑流量分體式空調(diào)，滿足24小時(shí)獨(dú)立運(yùn)行需求。

3）空調(diào)系統(tǒng)冬季新風(fēng)加濕采用濕膜加濕方式。

3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）工作室、辦公室、活動(dòng)室等采用變制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)（VRV）+風(fēng)冷直膨分體式熱回收新風(fēng)機(jī)組或新風(fēng)換氣機(jī)。

2）多功能廳、音樂廳、展廳采用風(fēng)冷直膨分體式空調(diào)機(jī)組，除音樂廳觀眾席采用二次回風(fēng)的置換通風(fēng)形式外，其余均采用一次回風(fēng)定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。全空氣空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)均采用組合式空調(diào)機(jī)組，安裝在室內(nèi)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。系統(tǒng)室外機(jī)均安裝在屋面，室內(nèi)外機(jī)的冷媒管設(shè)在冷媒管井內(nèi)。

3）廚房采用風(fēng)冷直膨分體式新風(fēng)機(jī)組，夏季送風(fēng)溫度不高于35%℃，冬季送風(fēng)溫度不低于14℃，滿足條件的情況下可直接送入室外新風(fēng)。

4）多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)采用四面出風(fēng)型及超薄風(fēng)管式，室外機(jī)安裝在各自樓屋頂，冷媒管安裝在冷媒井內(nèi)。新風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)采用熱回收式機(jī)組，安裝在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，熱回收采用板式熱回收形式，熱回收效率不低于60%。

5）空調(diào)氣流組織：多功能廳、展廳部分采用噴口側(cè)送風(fēng)，頂部回風(fēng)方式。音樂廳采用座椅下送風(fēng)，上部回風(fēng)，頂部排風(fēng)方式。辦公室及教室等小房間采用上送方式。

4 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1）地下車庫(kù)設(shè)排風(fēng)兼排煙和送風(fēng)兼排煙補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)換氣次數(shù)為5次/h（按3 m凈高計(jì)算），進(jìn)風(fēng)量按80%排風(fēng)量計(jì)算。

2）自行車庫(kù)及消防水泵房設(shè)機(jī)械送、排風(fēng)系統(tǒng)。變配電機(jī)房設(shè)置送排風(fēng)機(jī)通風(fēng)和循環(huán)風(fēng)空調(diào)機(jī)組冷卻降溫。衛(wèi)生間設(shè)直流式排風(fēng)系統(tǒng)。耳光室等發(fā)熱量大的房間，除設(shè)置空調(diào)外，同時(shí)設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)。

3）公共廚房設(shè)置獨(dú)立新風(fēng)，排風(fēng)，事故排風(fēng)及排油煙系統(tǒng)。

5 防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程嚴(yán)格按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2014）進(jìn)行防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其中設(shè)有機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)械排煙系統(tǒng)、機(jī)械補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)、事故通風(fēng)系統(tǒng)。

6 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介及在本工程中的應(yīng)用

“BIM”全稱 Building Information Modeling，即建筑信息模型[1]。它是以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)條件，對(duì)建筑工程中相關(guān)信息建立數(shù)據(jù)模型，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)表達(dá)。

BIM最大特點(diǎn)的是三維顯示。BIM的核心概念就是協(xié)同設(shè)計(jì)。在基于BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上，Revit軟件可以方便的實(shí)現(xiàn)“三維協(xié)同設(shè)計(jì)”，即在三維狀態(tài)中，可與建筑，結(jié)構(gòu)，水暖電等幾個(gè)專業(yè)形成完整的BIM模型。Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP 設(shè)備（水、暖、電設(shè)備）這三個(gè)系列軟件雖然針對(duì)的專業(yè)領(lǐng)域不同，但它們的工作機(jī)制大概都相同，共同構(gòu)成了一個(gè)完整的基于BIM的設(shè)計(jì)體系[1]。

暖通空調(diào)BIM設(shè)計(jì)中，應(yīng)用最關(guān)鍵的就是機(jī)電管線綜合排布，利用BIM技術(shù)能實(shí)現(xiàn)可視化與數(shù)據(jù)的單一化功能，并對(duì)管線的碰撞情況進(jìn)行檢測(cè)[2]。本工程形體復(fù)雜，利用BIM技術(shù)，巧妙地解決了空間布局和協(xié)調(diào)困難的問題。以下從幾個(gè)具體方面來闡述BIM技術(shù)在本工程中的體現(xiàn)。

1）BIM的協(xié)調(diào)性：該項(xiàng)目一層為車庫(kù)、消防水泵房、變配電室、自行車庫(kù)等，本層的機(jī)電管線最為復(fù)雜，綜合排布是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)解決的問題。圖2是管線優(yōu)化排布前后的對(duì)比圖，體現(xiàn)了BIM的協(xié)調(diào)性。

圖2 機(jī)電管線綜合

2）BIM的可視性：本工程各區(qū)的屋頂層集中放置了空調(diào)室外機(jī)，排風(fēng)及排煙風(fēng)機(jī)，為配合建筑的整體效果，屋面要做局部遮擋，建筑專業(yè)要求暖通專業(yè)提出準(zhǔn)確的設(shè)備位置及高度，確保建筑做法不會(huì)和設(shè)備相沖突，圖3即為I區(qū)（工會(huì)活動(dòng)中心）屋頂設(shè)備的布置圖。通過BIM模型，空調(diào)室外機(jī)、出屋面百葉、屋頂風(fēng)機(jī)清晰可見。

圖3 屋頂設(shè)備布置圖

3）BIM的優(yōu)化性：新風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)機(jī)采用熱回收式機(jī)組，安裝在空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，熱回收機(jī)組尺寸較大，管線布置繁復(fù)，運(yùn)用BIM技術(shù)，可以將風(fēng)管空間布置最優(yōu)化設(shè)計(jì)，利于后期的剖面出圖。圖4即為I區(qū)（工會(huì)活動(dòng)中心）四層空調(diào)機(jī)房?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)后的三維布置圖。空調(diào)機(jī)房三維繪制，克服了以前畫復(fù)雜機(jī)房時(shí)空間難以想象的難點(diǎn)，繪制機(jī)房的同時(shí)，通過三維動(dòng)畫展示，適時(shí)更改管線的標(biāo)高，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。還可以加載水、電專業(yè)的管線，直觀地發(fā)現(xiàn)問題，綜合排布各個(gè)專業(yè)的標(biāo)高，極大地提高了機(jī)房詳圖的繪制效率。

圖4 空調(diào)機(jī)房三維布置圖

4）模擬性：I區(qū)（培訓(xùn)、工會(huì)活動(dòng)中心）和II區(qū)（青少年、婦女兒童中心）公共空間建筑要求做頗具現(xiàn)代感的工業(yè)風(fēng)格裝修，透過設(shè)備的位置安排以及顏色的配合，將它們化為室內(nèi)的視覺元素之一。VRV室內(nèi)機(jī)布置要與三角梁合理排布，突出空間的美感，二層凈高超過4 m，采用超薄風(fēng)管式，三層以上凈高小于4 m，采用四面出風(fēng)式室內(nèi)機(jī)，冷媒及冷凝管道穿梁布置，在設(shè)計(jì)中需要精確計(jì)算冷媒及冷凝管道的結(jié)構(gòu)留洞。圖5為I區(qū)二層大廳的效果圖，通過三維模擬，將空調(diào)設(shè)備與建筑和結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系表達(dá)地淋漓盡致。

圖5 I區(qū)二層大廳的工業(yè)風(fēng)格效果圖

7 設(shè)計(jì)體會(huì)

BIM技術(shù)不僅具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點(diǎn)，還可以拉近設(shè)計(jì)人員與業(yè)主之間的差距，減少設(shè)計(jì)變更，同時(shí)降低了兩者之間的摩擦。在同一平臺(tái)內(nèi)協(xié)調(diào)工作，對(duì)最終管道系統(tǒng)的優(yōu)化整合，資源合理配置產(chǎn)生良好的效果。既然BIM技術(shù)有諸多的優(yōu)勢(shì)，為何在我國(guó)還沒有大規(guī)模的普及呢？它又有哪些不足？筆者從一個(gè)暖通設(shè)計(jì)者的角度談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一是，應(yīng)用平臺(tái)存在較大局限性，BIM的配置對(duì)電腦的要求比較高。軟件的應(yīng)用還不能完全滿足自身的發(fā)展需要[3]?；贐IM的Revit軟件還有待完善，“族”是Revit的核心，也是Revit項(xiàng)目的最小組成單元。在使用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中遇到最大的困難是：族庫(kù)還不完善，許多"族"都需要自己進(jìn)行編輯完善，這耗費(fèi)了大量的時(shí)間。

二是，整個(gè)BIM設(shè)計(jì)周期較二維設(shè)計(jì)要花費(fèi)更多的時(shí)間。在設(shè)計(jì)之初，要求有一個(gè)清晰而且較準(zhǔn)確的管線綜合排布，這對(duì)于設(shè)計(jì)者來說是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，也提出了更高的要求。設(shè)計(jì)過程中輸入的各項(xiàng)參數(shù)也必須精確無誤，否則后期會(huì)造成很大的麻煩。與其他專業(yè)的實(shí)時(shí)對(duì)接也要耗費(fèi)大量的時(shí)間。在我國(guó)的工程項(xiàng)目，基本上都是“時(shí)間緊、任務(wù)重”，如何在有限的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量地完成三維設(shè)計(jì)，這是BIM設(shè)計(jì)面臨的最大問題。

三是，三維可以直觀地體現(xiàn)和檢測(cè)出機(jī)電管線的碰撞問題，關(guān)鍵是要解決碰撞問題。機(jī)電專業(yè)亟待需要一個(gè)“機(jī)電專業(yè)協(xié)調(diào)人”，來制定管線碰撞優(yōu)化的原則和具體指導(dǎo)管線的修改移位。要真正實(shí)現(xiàn)工程的“零碰撞”，這其中需要花費(fèi)的時(shí)間和耗費(fèi)的精力是最多的，“機(jī)電專業(yè)協(xié)調(diào)人”需要能夠很好地協(xié)調(diào)大家管綜的節(jié)奏，這樣才能真正保證三維的出圖效果。

[1]王婷.全國(guó)BIM技能培訓(xùn)教程.REVIT初級(jí)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2015.

[2]邵光華.BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研[D].青島:青島理工大學(xué),2014.

[3]羅蘭,王芳.某項(xiàng)目裝飾工程基于Revit的BIM技術(shù)應(yīng)用研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2014,6(4):55-61.