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摘要:暖通空调系统现在应成为建筑工程重要基础设施,对改善室内环境具有重要意义,营造一个健康舒适的室内环境。但是就现状来看,可以确定暖通空调系统运行能耗大,为贯彻落实节能降耗理念,就需要在原有基础上对设计要点进行调整,积极应用BIM技术,对系统设计进行优化,在不影响基础功能前提下,降低运行能耗。本文基于BIM技术特点,对其在暖通空调系统设计中应用要点进行了简单分析。
关键词:BIM;暖通空调;质量控制;管线综合
前言
国家住建部《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》将“加快建筑信息模型(BIM)、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用”作为总体目标列入“发展纲要”中,国内高校、软件公司、设计院、施工企业都在积极响应国家号召,在建设行业BIM技术应用方面多了大量的理论与实际工程项目应用研究,也取得了相对多的研究成果。
一、建筑信息模型(BIM)技术的概念
BIM是BuildingInformationModeling的缩写,是信息化和数字化在建筑行业的体现。BIM的核心是由计算机三维模型所形成的数据库,集成了从设计到使用周期终结的全寿命周期内所有工程项目信息。BIM,可以产生完整的非图形数据的报告,同时,BIM能够在综合数字环境中保持信息不断更新并可提供访问。建筑信息模型技术(BIM),是通过三维建模设计、分析描述设计、建设施工、工程报价、工程监管、运行、日常维护等建设项目全过程相关的信息和与设计相关的各项数据,这一技术可以在整个建设过程中重复使用而且便于操作。这些信息系统完整、准确可靠、质量保证。使用建筑信息模型技术,可以让沟通更有效、工作效率更高、建设成本更低、工程交付更及时、实际利润更高。
二、设计暖通空调应注意的特性
1、数据信息共享
暖通空调内部使用的元器件很多,因此在设计时要考虑到暖通空调内部的细节问题,做好各个细节的设计。在设计暖通空调时要综合考虑建筑几何和热量工程来确定暖通空调的允许负荷;设计管线的时候要根据建筑结构设计管线空间,为给排水工程和室内其他电气设施留下充足的空间,确定建筑结构可以承载这些重压,电气设备的运行不会超过负荷。因此设计暖通空调时要掌握房屋建筑结构、电气设施等的数据信息。
2、注意数据集成
在设计暖通空调时要考虑到数据集成设计,通过数据集成设计确定设计的决策周期。决策周期的长短对整个设计过程的影响巨大,如果决策周期太长,那么变更设计就不会有明显效果。研究人员为了减少能耗,开发研制了许多软件来模拟建筑性能,这些软件继承对暖通空调设计影响巨大。比如可以通过节能软件的计算内核粗略计算暖通空调能耗和当前负荷,改善了传统的计算方法,并且可以考虑凤、光和热等新兴能源,减少暖通空调能耗,保护环境。
三、存在问题
针对应用市场主流的BIM实施平台软件,在暖通建模过程中,关于模型的精确度、平面表达方式、建模效率等归纳提出如下问题:
1、风管:风管三维尺寸准确,空间位置定位精确,可根据实际需要创建非标准风管尺寸,但风管风量、风速等设定不如二维方便。
2、风管管件(弯头、三通、四通、变径等):鸿业开发的族立得产品中包含了常用的风管管件样式,但因此参数化设计,精度要求高,导致某些情况下自动连接困难,需手动连接,无形中降低了建模效率,同时,部分族文件制作有问题,平面中连接没问题,但三维模型中体块显示有问题。
3、风管附件(阀门):风管附件样式偏少,绘制不够智能,添加阀门时,阀门尺寸是原有尺寸,并不会自动识别风管尺寸而自动改变,但会自动添加变径管。
4、风道末端设备:软件自带的风口具有“风道末端安装到风管上”的功能,有效提高建模效率,但不同尺寸风口的创建比较麻烦,需要通过复制族文件并修改对相应参数来实现,与二维不同,智能程度不够,部分风口族文件风口连接方向不对,但可通过修改族文件来更正。
四、暖通空调设计中BIM技术应用要点
1、工程概述
以某建筑工程为例,建筑总面积56324㎡,总高度为25.3m,地上5层地下1层,建筑主体部分主要包括教学楼、学生宿舍、办公楼等,其中,所占面积最大的学生宿舍。地下1层为冷热源机房,并安装有2台地源热泵机,一台额定制热量为290kW,一台额定制冷量为280kW。
2、暖通空调设计方案
(1)冷热源。一方面,学生宿舍、餐厅、沐浴室。要求系统可以夏季供冷,设计为多联机空调来提供所需冷负荷;冬季供暖则由锅炉房提供二次供水,水温度为94℃/73℃,经过热转换器后,所提供的二次热水供回水温度降低为85℃/60℃。另外,为满足实际应用需求,还就学生宿舍屋面设置多肽太阳能热水集热器。另一方面,办公楼、教学楼。此部分区域冷热源设计,主要选择为地源热泵系统提供,可以满足实际应用需求。
(2)负荷计算。暖通空调运行时将会产生冷热负荷,在对负荷进行计算时,需要应用专业软件,如常见的DeST能耗计算软件,来对不同区域供冷、供热实际负荷进行计算。就该项目来说,运行负荷最大区域为教学楼,空调/供暖面积为1245W/m3,计算后负荷设计为117kW;负荷最小为餐厅和淋浴室,空调/供暖面积为132.5W/m3,计算后负荷设计为45kW主要受建筑面积大因素决定。
(3)设计方案。在针对学校不同区域进行暖通系统设计时,需要根据实际需求来分析,对于不同区域来说,系统性能设计上存在较大差异。例如餐厅区域设计,需要注意循环风功能要求,应设计新风系统,注意风机管盘的协调作用。而在对教学楼区域进行设计时,要保证空调系统以及供暖设备可以满足实际应用需求,要求空调系统具有定风量全空气热回收性能。并且要设置两种供暖系统,即散热器供暖和地板辐射值班供暖。同时,学生宿舍作为起居主要区域,在设计时要注意空调与散热器供暖的协调设计,以满足实际应用需求,且不会造成能源浪费为目的。与学生宿舍有较大区别的教室办公楼,可以选择应用多联机空调系统,与供暖系统保持一致,满足日常供暖需求。
3、BIM技术应用
(1)BIM选择。选择应用MagiCAD软件来进行该项目暖通空调系统设计,利用CAD与Revit两个平台设计,主要面向工程师、设计师等专业设计人员,尤其是在建筑信息模型软件方面具有较大的应用优势,可以满足该项目实际设计要求。
(2)工作范围。该项目暖通空调设计区域主要包括教学楼、餐厅、办公楼等,全部应用BIM技术设计,针对地源热泵、换热站、空调水系统、散热器供暖、空调风系统等进行协调设计,保证整个系统运行高效性。
(3)技术特点。绘制方法。与二维设计中利用线不同组合,以及辅助文字、数字形式表达管线、设备投影关系不同,在应用BIM技术对管线、设备实际位置以及相互间连接方式进行表现时,除了线以外还包括点和面,可以更全面和完整的展示暖通空调系统特点。表达方法。二维设计方法主要是听过线不同组合与叠加方式,在二维投影内展示阀门、管道轮廓以及设备轮廓线等位置信息,并辅助文字、数字等,对相关高度、尺寸等信息进行补充。而BIM技术的应用,可以直接选择管道、设备模型,并根据实际要求建立管道尺寸、高度与相关三维信息模型,表现形式更为明确,有助于施工人员更好的理解和掌握设计要点,降低施工作业难度。
4、设计效果应用BIM技术来对暖通空调系统进行设计,建立三维可视化BIM模型,经过管线设计、BIM专业模型、碰撞报告等,并用过专业碰撞检查和校核,在模型中确定各区域管线、设备,可以更直观的表达管线连接与交叉方式。
结束语
综上所述,BIM技术在暖通空调设计中的应用作为工程建设中的重要环节,它的主导作用是确保暖通空调设计能够得到科学、合理、准确、及时地控制和管理。在建筑工程项目管理过程中,暖通空调设计应用使其中非常关键的部分。伴随不断推进的城市化建设,就BIM技术在暖通空调设计中的应用而言,因其具有操作简便、科学合理、绿色生态、及时高效等优势,可有效节约工程建设时间,同时,不会对环境造成较大的危害。而现在的建筑工程市场,讲究生态化和信息化,BIM技术在暖通空调设计中的应用在这一背景下,得到了更广范围的应用,市场前景非常好,BIM技术在暖通空调设计中的应用管理也是建筑工程未来发展的一个大趋势。
参考文献
[1]连锐峰.暖通空调设计方案美观性评价分析科技传播,2016.
[2]戴新曼.民用建筑暖通空调设计分析江西建材,2016.