基于绿色建筑生态体系的暖通、给排水系统设计及应用研究

汪延 刘峥

摘 要：文章将绿色建筑理念引入到暖通、给排水系统综合设计当中，首先完成某小别墅建筑专业BIM模型的建立，然后使用相关专业软件进行暖通、给排水设计方案的确定、负荷计算、空调水系统及给排水系统的水力计算等环节，完成该建筑的暖通、给排水综合设计、机电BIM模型的建立等。并探讨基于绿色建筑的建筑节能及资源的循环再利用。

关键词：BIM技术；绿色建筑；污废分流；水暖结合；节能；废水再利用

中图分类号：TU758.7 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）25-0058-02

Abstract： This paper introduces the concept of green building into the integrated design of heating， ventilation and air conditioning （HVAC） and water supply and drainage system. First of all， the BIM model of a villa building specialty is established. Then， the relevant professional software is used for the design scheme determination of HVAC and water supply and drainage， the load calculation， and the hydraulic calculation of air conditioning water system and water supply and drainage system， as well as the completion of HVAC， integrated design of water supply and drainage， the establishment of electromechanical BIM model and so on for the buildings. At the same time， the energy saving and recycling of resources based on green building are discussed.

Keywords： BIM technology； green building； sewage and waste diversion； plumbing combination； energy saving； wastewater reuse

1 概述

BIM是一種收集空间、时间、成本、运维等相关信息模型的集成技术，可以使建设项目的各个参与方在项目的全生命周期中都能够进行相关信息的查询以及操作，因此彻底解决了图纸加文件的建造管理过程中所带来的信息缺失的问题，实现在建筑物全生命周期内提高工作效率，并对多专业、多工种进行相关协调。

绿色建筑是指在建筑的全生命周期内，尽可能地节约相应的自然资源，包括节水、节能、节材、节地等多项内容，其目的是减少环境污染，为人类提供健康、舒适的室内外建筑环境。

2 基于绿色建筑的暖通、给排水系统设计

2.1 建立建筑模型

根据已有的CAD建筑条件图纸，使用Revit软件建立某小型别墅的建筑模型。建筑模型如图1所示。

2.2 暖通及给排水设计方案确定

（1）系统形式：小别墅有客厅、卧室、餐厅、工人房和卫生间等，人员密度较小但对舒适性和美观性的要求较高。因此本次设计空调方案采用全水系统，给排水系统采用污废水分流的系统形式，废水系统的排水经中水处理后，重新使用于大便器的冲洗管路中，热水系统采用了太阳能热水制备方式，以达到节能要求。

（2）气流组织：本次设计采用上送上回式的气流组织形式，通过控制送回风口风速来计算风口大小，并校核气流组织是否合理。

（3）水力计算：首先选择水系统最不利环路，根据经济比摩阻或者经济流速来计算管径，然后计算最不利环路压力损失以便于选择相应的设备。

（4）冷热源选择：根据建筑规模和节能要求，优先选择地源热泵。

（5）供暖形式：采用低温地板辐射供暖系统，该系统可以形成良好的室内温度梯度，为人员舒适性提供了保证。

2.3 负荷计算

（1）由Revit建完模型之后添加相关的空间信息，导出符合国际绿色建筑文件交互标准的Green Building XML格式文件。

（2）将上述导出的GB. XML文件导入到鸿业和Ecote

ct软件中进行负荷。Ecotect可以分析建筑整体和各个区域的逐月空调的能耗与全年采暖/制冷的最大负荷。这些数据通过数据列表的形式呈现，如表1所示：

2.4 气流组织计算

各主要房间如卧室起居室等均采用风机盘管顶部侧送风的方式，回风口位于风机盘管下方，吊顶形式采用局部吊顶。送风口采用双层百叶风口，回风口采用单层百叶风口，并根据计算确定风口尺寸，然后查阅设计手册来校核舒适性空调应该满足的换气次数、风口射程和工作区风速的。

2.5 水力计算

使用Revit软件设计建筑物的空调系统和给排水系统，通过控制经济比摩阻的方式来计算空调水系统的水力计算，经济比摩阻一般控制在100-300pa/m范围之内；由控制经济流速的方式来计算给排水系统的水力计算，经济流速一般控制在0.6-1.5m/s范围之内。

2.6 施工图绘制

由BIM软件正向设计后，自动生成暖通、给排水系统施工图纸。本次设计完成了设计施工说明和图例的编制；完成了一、二层地板辐射采暖平面图；一、二层空调平面图和系统图；一、二层给排水平面图和系统图。

3 系统优缺点分析

本项目是基于绿色建筑生态体系的暖通、给排水系统设计，主要体现在节能、循环再利用等方面，方案主要突出了对雨水及废水的循环再利用以及地热在暖通中的实际应用。

优点：大便器用水为废水经水处理设备得到的，热水来自太阳能，节约大量能源；空调水管路经过中水池预冷，减少了制冷过程，节约能源；制冷为小型地源热泵系统，很小的制冷量就可以满足系统需求。整个项目全寿命周期可以节约大量能源和资源，使用成本较正常系统低。

缺点：设备较多前期投入较大，整个系统较为复杂。

4 结束语

当前，随着我国经济发展水平的进步，基于绿色建筑和BIM技术相结合的暖通、给排水系统设计也得到了快速发展。本文将BIM技术和绿色建筑设计理念与现有的暖通、给排水系统设计相结合，完成了通过BIM技术实现水暖综合设计的可能性。并可以此为基础深入研究绿色建筑评价体系，以及给排水、暖通空调系统中关于装配式的相关内容。

本文中探讨的即为暖通专业和给排水专业在绿色建筑设计中一些综合应用的问题。利用BIM技术解决不同阶段、不同专业之间数据一致性和全局共享等问题，最终使建立实时的项目共享数据平台变成一种可能。

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