暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用探析
一、工程分析
本文以一個(gè)中學(xué)校區(qū)的暖通空調(diào)系統(tǒng)為例進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在運(yùn)用BIM技術(shù)中，初進(jìn)嘗試有關(guān)設(shè)計(jì)上的不同，將BIM技術(shù)充分的發(fā)揮出優(yōu)勢，提高設(shè)計(jì)效率。其校區(qū)的建筑面積有54719m2。其中，本校區(qū)的功能定位在教學(xué)上，其次還有辦公以及宿舍等配套設(shè)施。校區(qū)的建設(shè)類別設(shè)定為民用，且為多層公共性建筑物。校區(qū)中建筑物地上為五層，局部地下設(shè)計(jì)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，地下一層為停車場，地下二層為機(jī)電設(shè)備和一些變壓器、熱泵等配套設(shè)備和用房。
二、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的負(fù)荷計(jì)算和方案
首先，對負(fù)荷計(jì)算，建筑工程所采用的是DeST能耗計(jì)算軟件來對全年冷熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出的空調(diào)供暖的有關(guān)負(fù)荷數(shù)值，以及熱水設(shè)計(jì)的負(fù)荷數(shù)值。其中，禮堂和餐廳的供冷設(shè)計(jì)負(fù)荷在560kW，供熱設(shè)計(jì)負(fù)荷為155kW，而餐廳和衛(wèi)生間熱水的設(shè)計(jì)負(fù)荷為142kW。教學(xué)樓的供冷設(shè)計(jì)負(fù)荷為1250kW，供熱設(shè)計(jì)負(fù)荷為1481kW，對于宿舍的供熱設(shè)計(jì)負(fù)荷為287kW。
其次，對于冷熱源的設(shè)計(jì)，主要采用的是地源熱泵系統(tǒng)，而對于地下一層的冷熱源機(jī)房中，配有兩臺地源熱泵機(jī)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(cè)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(shè)在建筑物旁邊的操場下，一共運(yùn)用150個(gè)地埋管換熱孔，其中間隔的距離設(shè)定為4m，設(shè)定孔深在120m。通過詳細(xì)的計(jì)算，全年累計(jì)的釋放冷量在150414kW?h，而累計(jì)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，通過換熱器之后，來進(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(jī)空調(diào)系統(tǒng)提供冷負(fù)荷。需要說明的是，建筑物宿舍上方的屋頂，用的是太陽能熱水器進(jìn)行供熱。
對空調(diào)供暖的方案，針對辦公室以及會議室和教師，采取的空調(diào)設(shè)計(jì)的方案為多聯(lián)機(jī)空調(diào)和散熱器供暖，而對于宿舍的空調(diào)供暖采用的是散熱器供暖，加上預(yù)留分體空調(diào)安裝。學(xué)校的大禮堂采用的空調(diào)設(shè)計(jì)主要是定風(fēng)量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)，這種方案的設(shè)計(jì)在過渡季以及應(yīng)急方案啟動(dòng)時(shí)，其空調(diào)系統(tǒng)可以使70%新風(fēng)進(jìn)行運(yùn)行。而對于小操場以及能夠等多用定風(fēng)量全空氣熱回收空調(diào)系統(tǒng)，底板輻射值班供暖的方式。食堂餐廳則采用風(fēng)機(jī)盤管和循環(huán)風(fēng)空調(diào)，加上新風(fēng)系統(tǒng)的方案比較好。
三、暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)分析和應(yīng)用
在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)一般都會應(yīng)用到MagiCAD軟件，這種軟件主要是向工程師以及設(shè)計(jì)師等行業(yè)人士應(yīng)用的，尤其是針對機(jī)電專業(yè)人士。在工作范圍之內(nèi)的BIM選擇上，對教室以及食堂和機(jī)電管道等采用的是BIM技術(shù)應(yīng)用，基本上BIM技術(shù)涉及的是換熱站以及地源熱泵和空調(diào)系統(tǒng)等方面。在實(shí)踐上BIM模型的目標(biāo)是涉及建模以及管線綜合，其成果是BIM專業(yè)模型。
需要注意的是BIM技術(shù)和二維設(shè)計(jì)有著明顯的區(qū)別。二維設(shè)計(jì)中的主體就是線，主要是將線在不同的運(yùn)用中，進(jìn)行各種的組合和疊加，而運(yùn)用BIM技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，其主體就是產(chǎn)品，然后運(yùn)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(shè)計(jì)中，主要是將產(chǎn)品以及管道通過鏈接形成一整套的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連接，并使得從點(diǎn)到面的組合，最終實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)的連接比價(jià)完整科學(xué)。比較有說服力的是，空調(diào)水管的支管安裝和連接，最能體現(xiàn)出BIM設(shè)計(jì)的典型性。
在制圖效率方面，BIM設(shè)計(jì)在有關(guān)繪制的方法以及表達(dá)理念上，都是運(yùn)用產(chǎn)品以及管道，進(jìn)行有效的組成。在這個(gè)過程中，需要繪制很多管徑信息和尺寸信息，這些信息的輸入，應(yīng)按照設(shè)計(jì)人員的要求進(jìn)行。在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)人員還不能充分的使用和熟練掌握，使得在BIM技術(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，制圖效率偏低一些。
BIM設(shè)計(jì)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(shè)備模型，然后再安裝帶模型之內(nèi)。這時(shí)，如果設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工作得到非常大的影響。需要說明的是產(chǎn)品庫內(nèi)的有關(guān)模型，都是屬于廠家所支持的，一些產(chǎn)品尺寸以及產(chǎn)品的性能等一些數(shù)據(jù)也受到廠家的支持和保護(hù)。而這些數(shù)據(jù)則是BIM設(shè)計(jì)模型中的重點(diǎn)內(nèi)容。
按照有關(guān)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員做出自定義，這對于產(chǎn)品庫是一種必要的補(bǔ)充，非常適合BIM設(shè)計(jì)。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(fù)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(xiàng)目管理文件能夠?qū)Ξa(chǎn)品做出信息關(guān)聯(lián)，使得新產(chǎn)品數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的制作。
對于專業(yè)性的協(xié)調(diào)方面，BIM主要的專業(yè)協(xié)調(diào)基本上是運(yùn)用三維信息模型來實(shí)現(xiàn)的。由于各個(gè)專業(yè)的構(gòu)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顯示，使得專業(yè)錯(cuò)誤的發(fā)生率降低許多。運(yùn)用這種統(tǒng)一數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)相互性的協(xié)調(diào)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，誒專業(yè)性的協(xié)調(diào)工作提供更大的便利。
在管線綜合方面，BIM在設(shè)計(jì)的過程中，專業(yè)協(xié)調(diào)結(jié)果就是管線綜合。由于在所有區(qū)域中，模型上的管線都已顯現(xiàn)出來，而且管線在交叉以及碰撞上也能夠?qū)哟畏置鳌Ｊ∪チ嗽S多繪制模型，不必用很多的模型來體現(xiàn)和說明管道綜合，在綜合模型中，應(yīng)進(jìn)行剖切面的的選擇，能過生成新的剖面圖。
在設(shè)計(jì)成果方面，BIM設(shè)計(jì)主要是對暖通空調(diào)的有關(guān)設(shè)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，不僅在打開模型即可看出設(shè)備以及管道的安裝后形狀、位置，而且其效果直觀，非常形象。
四、總結(jié)
BIM技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用中可以充分的提高設(shè)計(jì)的完整性，而且能夠有效節(jié)省成本，使浪費(fèi)現(xiàn)象大大減少。BIIM技術(shù)的應(yīng)用，在暖通設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生較大的影響，為以后的設(shè)計(jì)工作帶來更多的便利。
