淺談基于BIM的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張曼

摘 要：文章將BIM理念引入暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成某建筑物的建筑模型建立，并綜合應(yīng)用相關(guān)專業(yè)軟件進(jìn)行方案確定、負(fù)荷計(jì)算、空氣處理過程計(jì)算、氣流組織計(jì)算及水力計(jì)算，完成該建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、暖通空調(diào)系統(tǒng)模型建立及施工圖繪制。

關(guān)鍵詞：BIM；暖通空調(diào)；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU834 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）24-0029-02

1 概述

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是一種工程技術(shù)、建造管理的數(shù)據(jù)化工具，為建設(shè)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等進(jìn)行全生命周期的數(shù)據(jù)共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要作用。BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性等特點(diǎn)，在三維展示、過程模擬等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

將BIM理念引入暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠建立三維立體模型，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的直觀視覺效果，防止出現(xiàn)線條式平面設(shè)計(jì)圖紙的失誤，可以減少設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的碰撞問題，從而能夠有效地提高效率，保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)而提高施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度并能降低工程完工后的運(yùn)營維護(hù)成本。

2 基于BIM的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 建立建筑模型

應(yīng)用Revit建筑模塊根據(jù)已有的CAD圖紙，建立某辦公樓的建筑模型。按照創(chuàng)建標(biāo)高、軸網(wǎng)；繪制外墻、內(nèi)墻；添加門窗、樓板、樓梯；布置結(jié)構(gòu)柱；添加衛(wèi)生器具；添加尺寸標(biāo)注的順序完成共二層的建筑模型創(chuàng)建。建筑模型如圖1所示。

2.2 通風(fēng)空調(diào)方案確定

（1）系統(tǒng)形式：一層為辦公大廳，人流量大，溫度較高，濕度較大，對(duì)空氣質(zhì)量要求較高，采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)；二層為辦公室，因其功能、溫濕度基數(shù)、使用要求等相近，且需要相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)。（2）空氣處理：利用濕空氣的焓濕圖確定空調(diào)機(jī)的送、回風(fēng)及新風(fēng)狀態(tài)，并計(jì)算各空調(diào)空間需要的送風(fēng)量和冷量，完成空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組的選擇。（3）氣流組織計(jì)算：辦公大廳采用上送上回式的氣流組織形式，辦公室采用側(cè)送上回的氣流組織形式。完成布置送回風(fēng)口位置，計(jì)算風(fēng)口大小，并校核氣流分布是否滿足要求等。（4）風(fēng)、水系統(tǒng)的水力計(jì)算：選擇最不利環(huán)路，畫出草圖，設(shè)計(jì)管徑，計(jì)算最不利環(huán)路壓力損失并選擇相應(yīng)的設(shè)備。（5）制冷機(jī)房設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和負(fù)荷計(jì)算，完成系統(tǒng)冷熱源設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)備選型。

2.3 負(fù)荷計(jì)算

（1）將建筑模型添加房間和空間等體量信息后，導(dǎo)出生成GBXML格式文件。（2）應(yīng)用鴻業(yè)軟件的負(fù)荷計(jì)算功能進(jìn)行負(fù)荷。（3）總一層辦公大廳的最大冷負(fù)荷、濕負(fù)荷；匯總二層各個(gè)辦公室的冷負(fù)荷、濕負(fù)荷；匯總二層的新風(fēng)量和新風(fēng)負(fù)荷。

2.4 空氣處理過程計(jì)算

（1）應(yīng)用鴻業(yè)軟件焓濕圖功能進(jìn)行全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)

和風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的空氣處理過程計(jì)算。（2）完成空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)機(jī)組的選型。

2.5 氣流組織計(jì)算

（1）辦公大廳采用方形散流器送風(fēng)，單層百葉回風(fēng)的上送上回式氣流組織形式，并確定風(fēng)口面積及個(gè)數(shù)，然后按照規(guī)范規(guī)定校核房間的換氣次數(shù)、散風(fēng)口的射程和工作區(qū)的風(fēng)速。（2）辦公室采用雙層百葉送風(fēng)，單層百葉回風(fēng)的側(cè)送上回式氣流組織形式，并確定風(fēng)口面積及個(gè)數(shù)，然后按照規(guī)范規(guī)定校核房間的換氣次數(shù)、送風(fēng)口的射程和工作區(qū)的平均風(fēng)速。

2.6 水力計(jì)算

（1）風(fēng)系統(tǒng)水力計(jì)算。應(yīng)用鴻業(yè)軟件繪風(fēng)管、風(fēng)口功能繪制辦公大廳送、回風(fēng)口，繪制送回風(fēng)干的草圖，完成風(fēng)管路和風(fēng)口的連接，再應(yīng)用風(fēng)管水力計(jì)算功能完成風(fēng)管路設(shè)計(jì)并計(jì)算最不利環(huán)路的阻力。應(yīng)用相同的方法完成二層新風(fēng)系統(tǒng)的繪制、設(shè)計(jì)和阻力計(jì)算。（2）水系統(tǒng)水力計(jì)算。應(yīng)用鴻業(yè)軟件繪風(fēng)機(jī)盤管和水管功能繪制二層各個(gè)辦公室的末端盤管和冷水供回水干管及冷凝水管，完成水管路和風(fēng)機(jī)盤管的連接，再應(yīng)用水管水力計(jì)算功能完成水管路設(shè)計(jì)并計(jì)算最不利環(huán)路的阻力。

2.7 制冷機(jī)房設(shè)計(jì)

在滿足制冷機(jī)房布置原則和制冷機(jī)房選型計(jì)算的基礎(chǔ)上，完成冷水機(jī)組、冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、水處理設(shè)備、分集水器和板式換熱器等機(jī)房設(shè)備的選擇與布置，進(jìn)而完成制冷機(jī)房設(shè)計(jì)。

2.8 建立暖通空調(diào)系統(tǒng)模型

應(yīng)用Revit機(jī)電模塊，根據(jù)前期的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果、鴻業(yè)軟件繪制的草圖，完成暖通空調(diào)系統(tǒng)的三維模型創(chuàng)建。暖通空調(diào)風(fēng)、水系統(tǒng)如以下各圖所示。

2.9 施工圖繪制

在三維建模后，自動(dòng)生成暖通空調(diào)系統(tǒng)施工圖紙。本次設(shè)計(jì)完成了圖紙目錄、設(shè)計(jì)施工說明、設(shè)備材料明細(xì)表和圖例的編制；完成了一、二層建筑平面圖；建筑透視圖；一、二層空調(diào)系統(tǒng)平面圖；風(fēng)水系統(tǒng)圖；制冷機(jī)房流程圖；制冷機(jī)房設(shè)備平面布置圖；制冷機(jī)房設(shè)備基礎(chǔ)圖；制冷機(jī)房透視圖的生成與整理。

3 結(jié)束語

隨著《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51212-2016）和《建筑信息模型施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T51235-2017）相繼頒布和實(shí)施，我國建筑行業(yè)將更深入廣泛地推進(jìn)基于BIM技術(shù)的建筑工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配和運(yùn)營維護(hù)。基于BIM技術(shù)的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也將快速發(fā)展和完善。本文將BIM技術(shù)與現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件有機(jī)結(jié)合，完成了從建筑建模到暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模及施工圖繪制的整個(gè)流程。以此為基礎(chǔ)將進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究綠色建筑評(píng)價(jià)、施工進(jìn)度模擬、設(shè)備材料概預(yù)算和暖通空調(diào)系統(tǒng)的裝配式等內(nèi)容，為今后的學(xué)習(xí)和工作確立了明確的方向。

參考文獻(xiàn)：

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