舟山海洋文化藝術中心暖通空調(diào)BIM設計

路娜 郭絲雨

中國建筑設計院有限公司

1 工程概況

舟山海洋文化藝術中心二期項目（見圖1）位于浙江省舟山市臨城新區(qū)，是舟山市政治，文化，教育和服務中心。本項目位于臨城新區(qū)核心區(qū)域，是臨城新區(qū)城市結構中南北向公共軸與東西向濱海景觀軸交匯點，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，西側為城市南北向主干道千島路，北鄰市海洋文化藝術中心建筑。

圖1 舟山海洋文化藝術中心效果圖

海洋文化藝術中心二期項目功能包含會議中心、展覽中心、培訓中心、活動中心、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立、使用管理及空調(diào)負荷運行的特點，結合舟山地區(qū)氣候條件，8個功能的建筑均獨立采用風冷直膨式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)不同單位、不同性質建筑運行管理獨立控制及獨立計量的需求，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、弱電機房、通訊機房設變制冷劑流量分體式空調(diào)，滿足24小時獨立運行需求。

3）空調(diào)系統(tǒng)冬季新風加濕采用濕膜加濕方式。

3 空調(diào)風系統(tǒng)設計

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

2）多功能廳、音樂廳、展廳采用風冷直膨分體式空調(diào)機組，除音樂廳觀眾席采用二次回風的置換通風形式外，其余均采用一次回風定風量空調(diào)系統(tǒng)。全空氣空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)機均采用組合式空調(diào)機組，安裝在室內(nèi)空調(diào)機房內(nèi)。系統(tǒng)室外機均安裝在屋面，室內(nèi)外機的冷媒管設在冷媒管井內(nèi)。

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

4）多聯(lián)機室內(nèi)機采用四面出風型及超薄風管式，室外機安裝在各自樓屋頂，冷媒管安裝在冷媒井內(nèi)。新風系統(tǒng)室內(nèi)機采用熱回收式機組，安裝在空調(diào)機房內(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送風，頂部回風方式。音樂廳采用座椅下送風，上部回風，頂部排風方式。辦公室及教室等小房間采用上送方式。

4 通風系統(tǒng)設計

1）地下車庫設排風兼排煙和送風兼排煙補風系統(tǒng)，排風換氣次數(shù)為5次/h（按3 m凈高計算），進風量按80%排風量計算。

2）自行車庫及消防水泵房設機械送、排風系統(tǒng)。變配電機房設置送排風機通風和循環(huán)風空調(diào)機組冷卻降溫。衛(wèi)生間設直流式排風系統(tǒng)。耳光室等發(fā)熱量大的房間，除設置空調(diào)外，同時設置機械排風系統(tǒng)。

3）公共廚房設置獨立新風，排風，事故排風及排油煙系統(tǒng)。

5 防排煙系統(tǒng)設計

本工程嚴格按照《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2014）進行防排煙系統(tǒng)設計，其中設有機械加壓送風系統(tǒng)、機械排煙系統(tǒng)、機械補風系統(tǒng)、事故通風系統(tǒng)。

6 BIM技術簡介及在本工程中的應用

“BIM”全稱 Building Information Modeling，即建筑信息模型[1]。它是以三維數(shù)字技術為基礎條件，對建筑工程中相關信息建立數(shù)據(jù)模型，對其進行詳細表達。

BIM最大特點的是三維顯示。BIM的核心概念就是協(xié)同設計。在基于BIM技術的基礎上，Revit軟件可以方便的實現(xiàn)“三維協(xié)同設計”，即在三維狀態(tài)中，可與建筑，結構，水暖電等幾個專業(yè)形成完整的BIM模型。Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP 設備（水、暖、電設備）這三個系列軟件雖然針對的專業(yè)領域不同，但它們的工作機制大概都相同，共同構成了一個完整的基于BIM的設計體系[1]。

暖通空調(diào)BIM設計中，應用最關鍵的就是機電管線綜合排布，利用BIM技術能實現(xiàn)可視化與數(shù)據(jù)的單一化功能，并對管線的碰撞情況進行檢測[2]。本工程形體復雜，利用BIM技術，巧妙地解決了空間布局和協(xié)調(diào)困難的問題。以下從幾個具體方面來闡述BIM技術在本工程中的體現(xiàn)。

1）BIM的協(xié)調(diào)性：該項目一層為車庫、消防水泵房、變配電室、自行車庫等，本層的機電管線最為復雜，綜合排布是設計的難點和重點解決的問題。圖2是管線優(yōu)化排布前后的對比圖，體現(xiàn)了BIM的協(xié)調(diào)性。

圖2 機電管線綜合

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，排風及排煙風機，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)提出準確的設備位置及高度，確保建筑做法不會和設備相沖突，圖3即為I區(qū)（工會活動中心）屋頂設備的布置圖。通過BIM模型，空調(diào)室外機、出屋面百葉、屋頂風機清晰可見。

圖3 屋頂設備布置圖

3）BIM的優(yōu)化性：新風系統(tǒng)室內(nèi)機采用熱回收式機組，安裝在空調(diào)機房內(nèi)，熱回收機組尺寸較大，管線布置繁復，運用BIM技術，可以將風管空間布置最優(yōu)化設計，利于后期的剖面出圖。圖4即為I區(qū)（工會活動中心）四層空調(diào)機房優(yōu)化設計后的三維布置圖?？照{(diào)機房三維繪制，克服了以前畫復雜機房時空間難以想象的難點，繪制機房的同時，通過三維動畫展示，適時更改管線的標高，就可以實現(xiàn)機房的最優(yōu)化設計。還可以加載水、電專業(yè)的管線，直觀地發(fā)現(xiàn)問題，綜合排布各個專業(yè)的標高，極大地提高了機房詳圖的繪制效率。

圖4 空調(diào)機房三維布置圖

4）模擬性：I區(qū)（培訓、工會活動中心）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)風格裝修，透過設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，采用超薄風管式，三層以上凈高小于4 m，采用四面出風式室內(nèi)機，冷媒及冷凝管道穿梁布置，在設計中需要精確計算冷媒及冷凝管道的結構留洞。圖5為I區(qū)二層大廳的效果圖，通過三維模擬，將空調(diào)設備與建筑和結構的空間關系表達地淋漓盡致。

圖5 I區(qū)二層大廳的工業(yè)風格效果圖

7 設計體會

BIM技術不僅具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特點，還可以拉近設計人員與業(yè)主之間的差距，減少設計變更，同時降低了兩者之間的摩擦。在同一平臺內(nèi)協(xié)調(diào)工作，對最終管道系統(tǒng)的優(yōu)化整合，資源合理配置產(chǎn)生良好的效果。既然BIM技術有諸多的優(yōu)勢，為何在我國還沒有大規(guī)模的普及呢？它又有哪些不足？筆者從一個暖通設計者的角度談談自己的看法。

一是，應用平臺存在較大局限性，BIM的配置對電腦的要求比較高。軟件的應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項目的最小組成單元。在使用軟件進行設計的過程中遇到最大的困難是：族庫還不完善，許多"族"都需要自己進行編輯完善，這耗費了大量的時間。

二是，整個BIM設計周期較二維設計要花費更多的時間。在設計之初，要求有一個清晰而且較準確的管線綜合排布，這對于設計者來說是一個不小的挑戰(zhàn)，也提出了更高的要求。設計過程中輸入的各項參數(shù)也必須精確無誤，否則后期會造成很大的麻煩。與其他專業(yè)的實時對接也要耗費大量的時間。在我國的工程項目，基本上都是“時間緊、任務重”，如何在有限的時間內(nèi)高質量地完成三維設計，這是BIM設計面臨的最大問題。

三是，三維可以直觀地體現(xiàn)和檢測出機電管線的碰撞問題，關鍵是要解決碰撞問題。機電專業(yè)亟待需要一個“機電專業(yè)協(xié)調(diào)人”，來制定管線碰撞優(yōu)化的原則和具體指導管線的修改移位。要真正實現(xiàn)工程的“零碰撞”，這其中需要花費的時間和耗費的精力是最多的，“機電專業(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BIM技能培訓教程.REVIT初級[M].北京:中國電力出版社,2015.

[2]邵光華.BIM技術在建筑設計中的應用研[D].青島:青島理工大學,2014.

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