• 暖通空調設計中 BIM 技術(shù)的應用探析
    • 2016-06-23
    一、工程分析

      本文以一個(gè)中學(xué)校區的暖通空調系統為例進(jìn)行了設計,在運用BIM技術(shù)中,初進(jìn)嘗試有關(guān)設計上的不同,將BIM技術(shù)充分的發(fā)揮出優(yōu)勢,提高設計效率。其校區的建筑面積有54719m2。其中,本校區的功能定位在教學(xué)上,其次還有辦公以及宿舍等配套設施。校區的建設類(lèi)別設定為民用,且為多層公共性建筑物。校區中建筑物地上為五層,局部地下設計為兩層,建筑物高為26m。其中,建筑物在地上部分的功能主要的教學(xué)和辦公,以及學(xué)校的禮堂和學(xué)生宿舍,地下一層為停車(chē)場(chǎng),地下二層為機電設備和一些變壓器、熱泵等配套設備和用房。

      二、暖通空調設計的負荷計算和方案

      首先,對負荷計算,建筑工程所采用的是DeST能耗計算軟件來(lái)對全年冷熱負荷進(jìn)行計算,計算出的空調供暖的有關(guān)負荷數值,以及熱水設計的負荷數值。其中,禮堂和餐廳的供冷設計負荷在560kW,供熱設計負荷為155kW,而餐廳和衛生間熱水的設計負荷為142kW。教學(xué)樓的供冷設計負荷為1250kW,供熱設計負荷為1481kW,對于宿舍的供熱設計負荷為287kW。

      其次,對于冷熱源的設計,主要采用的是地源熱泵系統,而對于地下一層的冷熱源機房中,配有兩臺地源熱泵機組,每臺的額定制冷量在290kW,其制熱量在289kW。在制冷工況下的冷水供回水溫度一般在7°C/11°C,水源側溫度在30°C/35°C。而在制熱工況中,其熱水供回水的溫度在45°C/41°C,水源測溫度在7°C/3°C。采用U型的地埋管換熱孔,一般設在建筑物旁邊的操場(chǎng)下,一共運用150個(gè)地埋管換熱孔,其中間隔的距離設定為4m,設定孔深在120m。通過(guò)詳細的計算,全年累計的釋放冷量在150414kW?h,而累計的釋放熱量在151547kW?h。

      對教室以及辦公室和宿舍等地方的供熱情況中,供回水的溫度一般在96°C/在75°C,通過(guò)換熱器之后,來(lái)進(jìn)行換熱在二次供水時(shí)的二次供水,其供回水溫度也在80°C/60°C,在夏季時(shí)供冷情況時(shí),主要是由多聯(lián)機空調系統提供冷負荷。需要說(shuō)明的是,建筑物宿舍上方的屋頂,用的是太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行供熱。

      對空調供暖的方案,針對辦公室以及會(huì )議室和教師,采取的空調設計的方案為多聯(lián)機空調和散熱器供暖,而對于宿舍的空調供暖采用的是散熱器供暖,加上預留分體空調安裝。學(xué)校的大禮堂采用的空調設計主要是定風(fēng)量全空氣熱回收空調系統,這種方案的設計在過(guò)渡季以及應急方案啟動(dòng)時(shí),其空調系統可以使70%新風(fēng)進(jìn)行運行。而對于小操場(chǎng)以及能夠等多用定風(fēng)量全空氣熱回收空調系統,底板輻射值班供暖的方式。食堂餐廳則采用風(fēng)機盤(pán)管和循環(huán)風(fēng)空調,加上新風(fēng)系統的方案比較好。

      三、暖通空調設計中的BIM技術(shù)分析和應用

      在暖通空調設計中的BIM技術(shù)一般都會(huì )應用到MagiCAD軟件,這種軟件主要是向工程師以及設計師等行業(yè)人士應用的,尤其是針對機電專(zhuān)業(yè)人士。在工作范圍之內的BIM選擇上,對教室以及食堂和機電管道等采用的是BIM技術(shù)應用,基本上BIM技術(shù)涉及的是換熱站以及地源熱泵和空調系統等方面。在實(shí)踐上BIM模型的目標是涉及建模以及管線(xiàn)綜合,其成果是BIM專(zhuān)業(yè)模型。

      需要注意的是BIM技術(shù)和二維設計有著(zhù)明顯的區別。二維設計中的主體就是線(xiàn),主要是將線(xiàn)在不同的運用中,進(jìn)行各種的組合和疊加,而運用BIM技術(shù)設計時(shí),其主體就是產(chǎn)品,然后運用產(chǎn)品和各種管道進(jìn)行建模。在繪制的方式上,BIM在實(shí)際的設計中,主要是將產(chǎn)品以及管道通過(guò)鏈接形成一整套的系統,實(shí)現連接,并使得從點(diǎn)到面的組合,最終實(shí)現暖通系統的連接比價(jià)完整科學(xué)。比較有說(shuō)服力的是,空調水管的支管安裝和連接,最能體現出BIM設計的典型性。

      在制圖效率方面,BIM設計在有關(guān)繪制的方法以及表達理念上,都是運用產(chǎn)品以及管道,進(jìn)行有效的組成。在這個(gè)過(guò)程中,需要繪制很多管徑信息和尺寸信息,這些信息的輸入,應按照設計人員的要求進(jìn)行。在設計時(shí)期工作量比較大,且BIM軟件的掌握有一定的難度,一些設計人員還不能充分的使用和熟練掌握,使得在BIM技術(shù)的設計和應用中,制圖效率偏低一些。

      BIM設計中的重點(diǎn)工作在于對軟件進(jìn)行分析和查找,提供產(chǎn)品庫中比較合適的設備模型,然后再安裝帶模型之內。這時(shí),如果設計人員有較多的產(chǎn)品庫,就在工作中占有了一定的優(yōu)勢,使得設計工作得到非常大的影響。需要說(shuō)明的是產(chǎn)品庫內的有關(guān)模型,都是屬于廠(chǎng)家所支持的,一些產(chǎn)品尺寸以及產(chǎn)品的性能等一些數據也受到廠(chǎng)家的支持和保護。而這些數據則是BIM設計模型中的重點(diǎn)內容。

      按照有關(guān)設計產(chǎn)品,設計人員做出自定義,這對于產(chǎn)品庫是一種必要的補充,非常適合BIM設計。一般情況下,在產(chǎn)品制作器上,將有關(guān)尺寸以及模型做出復制,并進(jìn)行編輯和修改,同樣可以產(chǎn)生新的產(chǎn)品。在這種條件下,項目管理文件能夠對產(chǎn)品做出信息關(guān)聯(lián),使得新產(chǎn)品數據完成相應的制作。

      對于專(zhuān)業(yè)性的協(xié)調方面,BIM主要的專(zhuān)業(yè)協(xié)調基本上是運用三維信息模型來(lái)實(shí)現的。由于各個(gè)專(zhuān)業(yè)的構件有其各自的形狀,同時(shí)其位置也能夠在模型中得出直觀(guān)顯示,使得專(zhuān)業(yè)錯誤的發(fā)生率降低許多。運用這種統一數據,能夠實(shí)現相互性的協(xié)調工作,同時(shí)還可以進(jìn)行實(shí)時(shí)性的查閱,使得信息共享,在交流時(shí)比較順暢,誒專(zhuān)業(yè)性的協(xié)調工作提供更大的便利。

      在管線(xiàn)綜合方面,BIM在設計的過(guò)程中,專(zhuān)業(yè)協(xié)調結果就是管線(xiàn)綜合。由于在所有區域中,模型上的管線(xiàn)都已顯現出來(lái),而且管線(xiàn)在交叉以及碰撞上也能夠層次分明。省去了許多繪制模型,不必用很多的模型來(lái)體現和說(shuō)明管道綜合,在綜合模型中,應進(jìn)行剖切面的的選擇,能過(guò)生成新的剖面圖。

      在設計成果方面,BIM設計主要是對暖通空調的有關(guān)設備,加上管道的材料和一些熱工性能進(jìn)行的信息三維模型。這種模型具有較大的優(yōu)勢,不僅在打開(kāi)模型即可看出設備以及管道的安裝后形狀、位置,而且其效果直觀(guān),非常形象。

      四、總結

      BIM技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際的應用中可以充分的提高設計的完整性,而且能夠有效節省成本,使浪費現象大大減少。BIIM技術(shù)的應用,在暖通設計領(lǐng)域產(chǎn)生較大的影響,為以后的設計工作帶來(lái)更多的便利。

     
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