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

      本文以一個中學校區的暖通空調系統為例進行了設計,在運用BIM技術中,初進嘗試有關設計上的不同,將BIM技術充分的發揮出優勢,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上,其次還有辦公以及宿舍等配套設施。校區的建設類別設定為民用,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和辦公,以及學校的禮堂和學生宿舍,地下一層為停車場,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能耗計算軟件來對全年冷熱負荷進行計算,計算出的空調供暖的有關負荷數值,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下,一共運用150個地埋管換熱孔,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,通過換熱器之后,來進行換熱在二次供水時的二次供水,其供回水溫度也在80°C/60°C,在夏季時供冷情況時,主要是由多聯機空調系統提供冷負荷。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行供熱。

      對空調供暖的方案,針對辦公室以及會議室和教師,采取的空調設計的方案為多聯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。學校的大禮堂采用的空調設計主要是定風量全空氣熱回收空調系統,這種方案的設計在過渡季以及應急方案啟動時,其空調系統可以使70%新風進行運行。而對于小操場以及能夠等多用定風量全空氣熱回收空調系統,底板輻射值班供暖的方式。食堂餐廳則采用風機盤管和循環風空調,加上新風系統的方案比較好。

      三、暖通空調設計中的BIM技術分析和應用

      在暖通空調設計中的BIM技術一般都會應用到MagiCAD軟件,這種軟件主要是向工程師以及設計師等行業人士應用的,尤其是針對機電專業人士。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技術應用,基本上BIM技術涉及的是換熱站以及地源熱泵和空調系統等方面。在實踐上BIM模型的目標是涉及建模以及管線綜合,其成果是BIM專業模型。

      需要注意的是BIM技術和二維設計有著明顯的區別。二維設計中的主體就是線,主要是將線在不同的運用中,進行各種的組合和疊加,而運用BIM技術設計時,其主體就是產品,然后運用產品和各種管道進行建模。在繪制的方式上,BIM在實際的設計中,主要是將產品以及管道通過鏈接形成一整套的系統,實現連接,并使得從點到面的組合,最終實現暖通系統的連接比價完整科學。比較有說服力的是,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設計在有關繪制的方法以及表達理念上,都是運用產品以及管道,進行有效的組成。在這個過程中,需要繪制很多管徑信息和尺寸信息,這些信息的輸入,應按照設計人員的要求進行。在設計時期工作量比較大,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技術的設計和應用中,制圖效率偏低一些。

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

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

      對于專業性的協調方面,BIM主要的專業協調基本上是運用三維信息模型來實現的。由于各個專業的構件有其各自的形狀,同時其位置也能夠在模型中得出直觀顯示,使得專業錯誤的發生率降低許多。運用這種統一數據,能夠實現相互性的協調工作,同時還可以進行實時性的查閱,使得信息共享,在交流時比較順暢,誒專業性的協調工作提供更大的便利。

      在管線綜合方面,BIM在設計的過程中,專業協調結果就是管線綜合。由于在所有區域中,模型上的管線都已顯現出來,而且管線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體現和說明管道綜合,在綜合模型中,應進行剖切面的的選擇,能過生成新的剖面圖。

      在設計成果方面,BIM設計主要是對暖通空調的有關設備,加上管道的材料和一些熱工性能進行的信息三維模型。這種模型具有較大的優勢,不僅在打開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,非常形象。

      四、總結

      BIM技術具有較多的優點,在實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技術的應用,在暖通設計領域產生較大的影響,為以后的設計工作帶來更多的便利。

     
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