基于綠色建筑生態(tài)體系的暖通、給排水系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用研究

汪延 劉崢

摘 要：文章將綠色建筑理念引入到暖通、給排水系統(tǒng)綜合設(shè)計當(dāng)中，首先完成某小別墅建筑專業(yè)BIM模型的建立，然后使用相關(guān)專業(yè)軟件進(jìn)行暖通、給排水設(shè)計方案的確定、負(fù)荷計算、空調(diào)水系統(tǒng)及給排水系統(tǒng)的水力計算等環(huán)節(jié)，完成該建筑的暖通、給排水綜合設(shè)計、機(jī)電BIM模型的建立等。并探討基于綠色建筑的建筑節(jié)能及資源的循環(huán)再利用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；綠色建筑；污廢分流；水暖結(jié)合；節(jié)能；廢水再利用

中圖分類號：TU758.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：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是一種收集空間、時間、成本、運(yùn)維等相關(guān)信息模型的集成技術(shù)，可以使建設(shè)項目的各個參與方在項目的全生命周期中都能夠進(jìn)行相關(guān)信息的查詢以及操作，因此徹底解決了圖紙加文件的建造管理過程中所帶來的信息缺失的問題，實現(xiàn)在建筑物全生命周期內(nèi)提高工作效率，并對多專業(yè)、多工種進(jìn)行相關(guān)協(xié)調(diào)。

綠色建筑是指在建筑的全生命周期內(nèi)，盡可能地節(jié)約相應(yīng)的自然資源，包括節(jié)水、節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地等多項內(nèi)容，其目的是減少環(huán)境污染，為人類提供健康、舒適的室內(nèi)外建筑環(huán)境。

2 基于綠色建筑的暖通、給排水系統(tǒng)設(shè)計

2.1 建立建筑模型

根據(jù)已有的CAD建筑條件圖紙，使用Revit軟件建立某小型別墅的建筑模型。建筑模型如圖1所示。

2.2 暖通及給排水設(shè)計方案確定

（1）系統(tǒng)形式：小別墅有客廳、臥室、餐廳、工人房和衛(wèi)生間等，人員密度較小但對舒適性和美觀性的要求較高。因此本次設(shè)計空調(diào)方案采用全水系統(tǒng)，給排水系統(tǒng)采用污廢水分流的系統(tǒng)形式，廢水系統(tǒng)的排水經(jīng)中水處理后，重新使用于大便器的沖洗管路中，熱水系統(tǒng)采用了太陽能熱水制備方式，以達(dá)到節(jié)能要求。

（2）氣流組織：本次設(shè)計采用上送上回式的氣流組織形式，通過控制送回風(fēng)口風(fēng)速來計算風(fēng)口大小，并校核氣流組織是否合理。

（3）水力計算：首先選擇水系統(tǒng)最不利環(huán)路，根據(jù)經(jīng)濟(jì)比摩阻或者經(jīng)濟(jì)流速來計算管徑，然后計算最不利環(huán)路壓力損失以便于選擇相應(yīng)的設(shè)備。

（4）冷熱源選擇：根據(jù)建筑規(guī)模和節(jié)能要求，優(yōu)先選擇地源熱泵。

（5）供暖形式：采用低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以形成良好的室內(nèi)溫度梯度，為人員舒適性提供了保證。

2.3 負(fù)荷計算

（1）由Revit建完模型之后添加相關(guān)的空間信息，導(dǎo)出符合國際綠色建筑文件交互標(biāo)準(zhǔn)的Green Building XML格式文件。

（2）將上述導(dǎo)出的GB. XML文件導(dǎo)入到鴻業(yè)和Ecote

ct軟件中進(jìn)行負(fù)荷。Ecotect可以分析建筑整體和各個區(qū)域的逐月空調(diào)的能耗與全年采暖/制冷的最大負(fù)荷。這些數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)列表的形式呈現(xiàn)，如表1所示：

2.4 氣流組織計算

各主要房間如臥室起居室等均采用風(fēng)機(jī)盤管頂部側(cè)送風(fēng)的方式，回風(fēng)口位于風(fēng)機(jī)盤管下方，吊頂形式采用局部吊頂。送風(fēng)口采用雙層百葉風(fēng)口，回風(fēng)口采用單層百葉風(fēng)口，并根據(jù)計算確定風(fēng)口尺寸，然后查閱設(shè)計手冊來校核舒適性空調(diào)應(yīng)該滿足的換氣次數(shù)、風(fēng)口射程和工作區(qū)風(fēng)速的。

2.5 水力計算

使用Revit軟件設(shè)計建筑物的空調(diào)系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)，通過控制經(jīng)濟(jì)比摩阻的方式來計算空調(diào)水系統(tǒng)的水力計算，經(jīng)濟(jì)比摩阻一般控制在100-300pa/m范圍之內(nèi)；由控制經(jīng)濟(jì)流速的方式來計算給排水系統(tǒng)的水力計算，經(jīng)濟(jì)流速一般控制在0.6-1.5m/s范圍之內(nèi)。

2.6 施工圖繪制

由BIM軟件正向設(shè)計后，自動生成暖通、給排水系統(tǒng)施工圖紙。本次設(shè)計完成了設(shè)計施工說明和圖例的編制；完成了一、二層地板輻射采暖平面圖；一、二層空調(diào)平面圖和系統(tǒng)圖；一、二層給排水平面圖和系統(tǒng)圖。

3 系統(tǒng)優(yōu)缺點分析

本項目是基于綠色建筑生態(tài)體系的暖通、給排水系統(tǒng)設(shè)計，主要體現(xiàn)在節(jié)能、循環(huán)再利用等方面，方案主要突出了對雨水及廢水的循環(huán)再利用以及地?zé)嵩谂ㄖ械膶嶋H應(yīng)用。

優(yōu)點：大便器用水為廢水經(jīng)水處理設(shè)備得到的，熱水來自太陽能，節(jié)約大量能源；空調(diào)水管路經(jīng)過中水池預(yù)冷，減少了制冷過程，節(jié)約能源；制冷為小型地源熱泵系統(tǒng)，很小的制冷量就可以滿足系統(tǒng)需求。整個項目全壽命周期可以節(jié)約大量能源和資源，使用成本較正常系統(tǒng)低。

缺點：設(shè)備較多前期投入較大，整個系統(tǒng)較為復(fù)雜。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的進(jìn)步，基于綠色建筑和BIM技術(shù)相結(jié)合的暖通、給排水系統(tǒng)設(shè)計也得到了快速發(fā)展。本文將BIM技術(shù)和綠色建筑設(shè)計理念與現(xiàn)有的暖通、給排水系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合，完成了通過BIM技術(shù)實現(xiàn)水暖綜合設(shè)計的可能性。并可以此為基礎(chǔ)深入研究綠色建筑評價體系，以及給排水、暖通空調(diào)系統(tǒng)中關(guān)于裝配式的相關(guān)內(nèi)容。

本文中探討的即為暖通專業(yè)和給排水專業(yè)在綠色建筑設(shè)計中一些綜合應(yīng)用的問題。利用BIM技術(shù)解決不同階段、不同專業(yè)之間數(shù)據(jù)一致性和全局共享等問題，最終使建立實時的項目共享數(shù)據(jù)平臺變成一種可能。

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