舟山海洋文化艺术中心暖通空调BIM设计

路娜 郭丝雨

中国建筑设计院有限公司

1 工程概况

舟山海洋文化艺术中心二期项目（见图1）位于浙江省舟山市临城新区，是舟山市政治，文化，教育和服务中心。本项目位于临城新区核心区域，是临城新区城市结构中南北向公共轴与东西向滨海景观轴交汇点，是规划行政中心和海洋文化体育公园的重要组成部分。基地东临市行政中心轴线，南以河道为界，西侧为城市南北向主干道千岛路，北邻市海洋文化艺术中心建筑。

图1 舟山海洋文化艺术中心效果图

海洋文化艺术中心二期项目功能包含会议中心、展览中心、培训中心、活动中心、大礼堂、音乐厅等功能。总建筑面积51937m2，其中地上建筑面积48037m2（含车库面积9615m2），地下建筑面积3900m2。建筑层数：地上 5层，地下 1层，建筑最高点处高度为23.75 m。

2 空调冷热源系统

1）根据本工程建筑分布分散独立、使用管理及空调负荷运行的特点，结合舟山地区气候条件，8个功能的建筑均独立采用风冷直膨式空调系统，该系统可以实现不同单位、不同性质建筑运行管理独立控制及独立计量的需求，分楼、分层、分区域系统方式更加灵活。

2）消防控制室、变电所、弱电机房、通讯机房设变制冷剂流量分体式空调，满足24小时独立运行需求。

3）空调系统冬季新风加湿采用湿膜加湿方式。

3 空调风系统设计

1）工作室、办公室、活动室等采用变制冷剂流量空调系统（VRV）+风冷直膨分体式热回收新风机组或新风换气机。

2）多功能厅、音乐厅、展厅采用风冷直膨分体式空调机组，除音乐厅观众席采用二次回风的置换通风形式外，其余均采用一次回风定风量空调系统。全空气空调系统室内机均采用组合式空调机组，安装在室内空调机房内。系统室外机均安装在屋面，室内外机的冷媒管设在冷媒管井内。

3）厨房采用风冷直膨分体式新风机组，夏季送风温度不高于35%℃，冬季送风温度不低于14℃，满足条件的情况下可直接送入室外新风。

4）多联机室内机采用四面出风型及超薄风管式，室外机安装在各自楼屋顶，冷媒管安装在冷媒井内。新风系统室内机采用热回收式机组，安装在空调机房内，热回收采用板式热回收形式，热回收效率不低于60%。

5）空调气流组织：多功能厅、展厅部分采用喷口侧送风，顶部回风方式。音乐厅采用座椅下送风，上部回风，顶部排风方式。办公室及教室等小房间采用上送方式。

4 通风系统设计

1）地下车库设排风兼排烟和送风兼排烟补风系统，排风换气次数为5次/h（按3 m净高计算），进风量按80%排风量计算。

2）自行车库及消防水泵房设机械送、排风系统。变配电机房设置送排风机通风和循环风空调机组冷却降温。卫生间设直流式排风系统。耳光室等发热量大的房间，除设置空调外，同时设置机械排风系统。

3）公共厨房设置独立新风，排风，事故排风及排油烟系统。

5 防排烟系统设计

本工程严格按照《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）进行防排烟系统设计，其中设有机械加压送风系统、机械排烟系统、机械补风系统、事故通风系统。

6 BIM技术简介及在本工程中的应用

“BIM”全称 Building Information Modeling，即建筑信息模型[1]。它是以三维数字技术为基础条件，对建筑工程中相关信息建立数据模型，对其进行详细表达。

BIM最大特点的是三维显示。BIM的核心概念就是协同设计。在基于BIM技术的基础上，Revit软件可以方便的实现“三维协同设计”，即在三维状态中，可与建筑，结构，水暖电等几个专业形成完整的BIM模型。Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP 设备（水、暖、电设备）这三个系列软件虽然针对的专业领域不同，但它们的工作机制大概都相同，共同构成了一个完整的基于BIM的设计体系[1]。

暖通空调BIM设计中，应用最关键的就是机电管线综合排布，利用BIM技术能实现可视化与数据的单一化功能，并对管线的碰撞情况进行检测[2]。本工程形体复杂，利用BIM技术，巧妙地解决了空间布局和协调困难的问题。以下从几个具体方面来阐述BIM技术在本工程中的体现。

1）BIM的协调性：该项目一层为车库、消防水泵房、变配电室、自行车库等，本层的机电管线最为复杂，综合排布是设计的难点和重点解决的问题。图2是管线优化排布前后的对比图，体现了BIM的协调性。

图2 机电管线综合

2）BIM的可视性：本工程各区的屋顶层集中放置了空调室外机，排风及排烟风机，为配合建筑的整体效果，屋面要做局部遮挡，建筑专业要求暖通专业提出准确的设备位置及高度，确保建筑做法不会和设备相冲突，图3即为I区（工会活动中心）屋顶设备的布置图。通过BIM模型，空调室外机、出屋面百叶、屋顶风机清晰可见。

图3 屋顶设备布置图

3）BIM的优化性：新风系统室内机采用热回收式机组，安装在空调机房内，热回收机组尺寸较大，管线布置繁复，运用BIM技术，可以将风管空间布置最优化设计，利于后期的剖面出图。图4即为I区（工会活动中心）四层空调机房优化设计后的三维布置图。空调机房三维绘制，克服了以前画复杂机房时空间难以想象的难点，绘制机房的同时，通过三维动画展示，适时更改管线的标高，就可以实现机房的最优化设计。还可以加载水、电专业的管线，直观地发现问题，综合排布各个专业的标高，极大地提高了机房详图的绘制效率。

图4 空调机房三维布置图

4）模拟性：I区（培训、工会活动中心）和II区（青少年、妇女儿童中心）公共空间建筑要求做颇具现代感的工业风格装修，透过设备的位置安排以及颜色的配合，将它们化为室内的视觉元素之一。VRV室内机布置要与三角梁合理排布，突出空间的美感，二层净高超过4 m，采用超薄风管式，三层以上净高小于4 m，采用四面出风式室内机，冷媒及冷凝管道穿梁布置，在设计中需要精确计算冷媒及冷凝管道的结构留洞。图5为I区二层大厅的效果图，通过三维模拟，将空调设备与建筑和结构的空间关系表达地淋漓尽致。

图5 I区二层大厅的工业风格效果图

7 设计体会

BIM技术不仅具有可视化、协调性、模拟性、优化性等特点，还可以拉近设计人员与业主之间的差距，减少设计变更，同时降低了两者之间的摩擦。在同一平台内协调工作，对最终管道系统的优化整合，资源合理配置产生良好的效果。既然BIM技术有诸多的优势，为何在我国还没有大规模的普及呢？它又有哪些不足？笔者从一个暖通设计者的角度谈谈自己的看法。

一是，应用平台存在较大局限性，BIM的配置对电脑的要求比较高。软件的应用还不能完全满足自身的发展需要[3]。基于BIM的Revit软件还有待完善，“族”是Revit的核心，也是Revit项目的最小组成单元。在使用软件进行设计的过程中遇到最大的困难是：族库还不完善，许多"族"都需要自己进行编辑完善，这耗费了大量的时间。

二是，整个BIM设计周期较二维设计要花费更多的时间。在设计之初，要求有一个清晰而且较准确的管线综合排布，这对于设计者来说是一个不小的挑战，也提出了更高的要求。设计过程中输入的各项参数也必须精确无误，否则后期会造成很大的麻烦。与其他专业的实时对接也要耗费大量的时间。在我国的工程项目，基本上都是“时间紧、任务重”，如何在有限的时间内高质量地完成三维设计，这是BIM设计面临的最大问题。

三是，三维可以直观地体现和检测出机电管线的碰撞问题，关键是要解决碰撞问题。机电专业亟待需要一个“机电专业协调人”，来制定管线碰撞优化的原则和具体指导管线的修改移位。要真正实现工程的“零碰撞”，这其中需要花费的时间和耗费的精力是最多的，“机电专业协调人”需要能够很好地协调大家管综的节奏，这样才能真正保证三维的出图效果。

[1]王婷.全国BIM技能培训教程.REVIT初级[M].北京:中国电力出版社,2015.

[2]邵光华.BIM技术在建筑设计中的应用研[D].青岛:青岛理工大学,2014.

[3]罗兰,王芳.某项目装饰工程基于Revit的BIM技术应用研究[J].土木建筑工程信息技术,2014,6(4):55-61.