舟山海洋文化藝術中心暖通空調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，是舟山市政治，文化，教育和服務中心。本項目位于臨城新區核心區域，是臨城新區城市結構中南北向公共軸與東西向濱海景觀軸交匯點，是規劃行政中心和海洋文化體育公園的重要組成部分。基地東臨市行政中心軸線，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。總建筑面積51937m2，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：地上 5層，地下 1層，建筑最高點處高度為23.75 m。

2 空調冷熱源系統

1）根據本工程建筑分布分散獨立、使用管理及空調負荷運行的特點，結合舟山地區氣候條件，8個功能的建筑均獨立采用風冷直膨式空調系統，該系統可以實現不同單位、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、分區域系統方式更加靈活。

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，滿足24小時獨立運行需求。

3）空調系統冬季新風加濕采用濕膜加濕方式。

3 空調風系統設計

1）工作室、辦公室、活動室等采用變制冷劑流量空調系統（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系統。全空氣空調系統室內機均采用組合式空調機組，安裝在室內空調機房內。系統室外機均安裝在屋面，室內外機的冷媒管設在冷媒管井內。

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）多聯機室內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。新風系統室內機采用熱回收式機組，安裝在空調機房內，熱回收采用板式熱回收形式，熱回收效率不低于60%。

5）空調氣流組織：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 通風系統設計

1）地下車庫設排風兼排煙和送風兼排煙補風系統，排風換氣次數為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。變配電機房設置送排風機通風和循環風空調機組冷卻降溫。衛生間設直流式排風系統。耳光室等發熱量大的房間，除設置空調外，同時設置機械排風系統。

3）公共廚房設置獨立新風，排風，事故排風及排油煙系統。

5 防排煙系統設計

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

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]。它是以三維數字技術為基礎條件，對建筑工程中相關信息建立數據模型，對其進行詳細表達。

BIM最大特點的是三維顯示。BIM的核心概念就是協同設計。在基于BIM技術的基礎上，Revit軟件可以方便的實現“三維協同設計”，即在三維狀態中，可與建筑，結構，水暖電等幾個專業形成完整的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技術能實現可視化與數據的單一化功能，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調困難的問題。以下從幾個具體方面來闡述BIM技術在本工程中的體現。

1）BIM的協調性：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是管線優化排布前后的對比圖，體現了BIM的協調性。

圖2 機電管線綜合

2）BIM的可視性：本工程各區的屋頂層集中放置了空調室外機，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，建筑專業要求暖通專業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（工會活動中心）屋頂設備的布置圖。通過BIM模型，空調室外機、出屋面百葉、屋頂風機清晰可見。

圖3 屋頂設備布置圖

3）BIM的優化性：新風系統室內機采用熱回收式機組，安裝在空調機房內，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化設計，利于后期的剖面出圖。圖4即為I區（工會活動中心）四層空調機房優化設計后的三維布置圖。空調機房三維繪制，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，就可以實現機房的最優化設計。還可以加載水、電專業的管線，直觀地發現問題，綜合排布各個專業的標高，極大地提高了機房詳圖的繪制效率。

圖4 空調機房三維布置圖

4）模擬性：I區（培訓、工會活動中心）和II區（青少年、婦女兒童中心）公共空間建筑要求做頗具現代感的工業風格裝修，透過設備的位置安排以及顏色的配合，將它們化為室內的視覺元素之一。VRV室內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區二層大廳的效果圖，通過三維模擬，將空調設備與建筑和結構的空間關系表達地淋漓盡致。

圖5 I區二層大廳的工業風格效果圖

7 設計體會

BIM技術不僅具有可視化、協調性、模擬性、優化性等特點，還可以拉近設計人員與業主之間的差距，減少設計變更，同時降低了兩者之間的摩擦。在同一平臺內協調工作，對最終管道系統的優化整合，資源合理配置產生良好的效果。既然BIM技術有諸多的優勢，為何在我國還沒有大規模的普及呢？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展需要[3]。基于BIM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，也提出了更高的要求。設計過程中輸入的各項參數也必須精確無誤，否則后期會造成很大的麻煩。與其他專業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。機電專業亟待需要一個“機電專業協調人”，來制定管線碰撞優化的原則和具體指導管線的修改移位。要真正實現工程的“零碰撞”，這其中需要花費的時間和耗費的精力是最多的，“機電專業協調人”需要能夠很好地協調大家管綜的節奏，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.