張新記

華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）概念的提出已經(jīng)有幾十年的歷史，從第一款BIM設(shè)計(jì)軟件誕生、利用BIM 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)也已經(jīng)有二三十年的時(shí)間。目前國家和地方都在鼓勵(lì)BIM 技術(shù)在建設(shè)各階段的應(yīng)用，相關(guān)的實(shí)施細(xì)則和應(yīng)用指南相繼發(fā)布。然而，目前BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用大多還停留在“建?！被颉胺！钡膶用?，即“計(jì)算機(jī)輔助繪圖”，并未充分利用模型信息，實(shí)現(xiàn)“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”。文章以Revit 為基礎(chǔ)，根據(jù)對軟件設(shè)計(jì)思想、計(jì)算內(nèi)核的理解，總結(jié)可利用軟件實(shí)現(xiàn)“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”的流程，并對Revit 的內(nèi)核計(jì)算方法及其與國內(nèi)規(guī)范的差異、處理措施進(jìn)行分析。同時(shí)，結(jié)合Revit 軟件的編程插件DYNAMO，給出利用DYNAMO 插件進(jìn)行輔助系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)“自動(dòng)化”的流程與案例，供廣大設(shè)計(jì)人員參考借鑒。

1 項(xiàng)目設(shè)置

BIM 設(shè)計(jì)理念、流程與CAD 設(shè)計(jì)有較大差異，同時(shí)，BIM 設(shè)計(jì)的模型包含準(zhǔn)確但相當(dāng)繁雜的數(shù)據(jù)信息。設(shè)計(jì)模型的準(zhǔn)確性、后期數(shù)據(jù)處理的便利性，與項(xiàng)目的設(shè)置有很大關(guān)系。

1.1 項(xiàng)目協(xié)同

BIM 協(xié)同設(shè)計(jì)的理念與CAD 相似，有部分概念和思路可以借鑒參考，暖通專業(yè)一般都需要建筑等其他專業(yè)的圖紙作為參照，但BIM 設(shè)計(jì)需要的其他專業(yè)的信息更為全面。CAD 設(shè)計(jì)所參照的只是幾何形體，便于本專業(yè)的繪圖表達(dá)。BIM 參照的除幾何形體外，還有大量的信息，如房間面積、體積、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度及熱工參數(shù)等，這些信息可以用于本專業(yè)的設(shè)計(jì)分析，以提高設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確度，加快設(shè)計(jì)流程的進(jìn)度。需要注意的是，在Revit 中鏈接建筑專業(yè)的文件時(shí)，需要在設(shè)置中勾選“房間邊界”選項(xiàng)，以便在設(shè)計(jì)分析中放置空間作為計(jì)算的邊界。

1.2 項(xiàng)目參數(shù)設(shè)定（位置、朝向等）

項(xiàng)目設(shè)置中與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算相關(guān)的主要是位置和建筑的朝向。Revit 中氣象參數(shù)（空調(diào)設(shè)計(jì)中的室外空氣計(jì)算參數(shù)）是依據(jù)地理位置讀取就近氣象站的氣象參數(shù)，并且使用ASHRAE 的統(tǒng)計(jì)方法處理后作為負(fù)荷計(jì)算的參數(shù)。項(xiàng)目的朝向決定計(jì)算房間的圍護(hù)結(jié)構(gòu)朝向，對負(fù)荷計(jì)算影響很大，可根據(jù)項(xiàng)目情況正確設(shè)置。

1.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)定

因Revit 模型中已經(jīng)包含了完整的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的幾何信息（如房間面積、外墻、外窗等），與負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的參數(shù)主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)、熱惰性等熱工參數(shù)。通過鏈接方式進(jìn)行項(xiàng)目協(xié)調(diào)工作時(shí)，鏈接模型的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)等信息并不會帶入設(shè)計(jì)模型，而在機(jī)電模型中直接建模時(shí)，其信息則可直接利用。需要注意的是Revit 中無法直接設(shè)定某種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工參數(shù)，只能從Revit 的構(gòu)造類型中選擇相應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，無法直接修改其數(shù)值，可以間接通過修改安裝目錄下的Constructions.xml 文件中對應(yīng)構(gòu)造的U 值。

2 負(fù)荷計(jì)算流程及問題討論

與現(xiàn)有負(fù)荷計(jì)算流程類似，在Revit 中進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算也需要輸入房間面積、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)擾等數(shù)據(jù)，但Revit 的建筑模型已包含了比較全面的數(shù)據(jù)信息，只需要分步引用后者數(shù)據(jù)即可。

2.1 放置空間

放置空間的目的是為了對建筑模型的房間進(jìn)行標(biāo)記，每個(gè)空間存儲著系統(tǒng)計(jì)算相關(guān)的面積、體積、圍護(hù)信息、使用情況等參數(shù)，同時(shí)計(jì)算的結(jié)果也會寫入空間信息的相關(guān)字段。Revit 中放置空間可以批量自動(dòng)放置，也可以提取建筑模型的房間名稱和編號作為空間的名稱和編號，但為方便后期讀圖和識別，建議對放置的空間編號和名稱按一定規(guī)則的進(jìn)行命名。Revit中空間與房間是兩個(gè)不同的概念，房間是基于圖元（例如，墻、樓板、屋頂和天花板）對建筑模型中的空間進(jìn)行細(xì)分?？臻g是機(jī)電設(shè)計(jì)的概念，存儲系統(tǒng)計(jì)算的相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2 劃分系統(tǒng)分區(qū)

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)實(shí)際的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)區(qū)域進(jìn)行分區(qū)劃分。也可僅為室內(nèi)參數(shù)設(shè)定、送風(fēng)量計(jì)算，把相同溫濕度控制要求的空間劃分為同一分區(qū)。Revit 的空調(diào)送風(fēng)量計(jì)算以分區(qū)為單位進(jìn)行，在分區(qū)中可以設(shè)定室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)、送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)、新風(fēng)量的計(jì)算方法等信息，Revit 依據(jù)上述信息，結(jié)合負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，即可實(shí)現(xiàn)分區(qū)的送風(fēng)量計(jì)算。

2.3 設(shè)定室內(nèi)使用功能、內(nèi)擾及時(shí)間表

系統(tǒng)分區(qū)劃分后，在分區(qū)屬性中即可對每個(gè)分區(qū)的室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)、濕度控制要求、新風(fēng)量計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)定。每個(gè)房間的使用功能、內(nèi)擾、人員等信息均在空間屬性中進(jìn)行設(shè)定，可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求，對每種使用功能的房間進(jìn)行設(shè)置后應(yīng)用于對應(yīng)房間。可設(shè)定的內(nèi)容包括：人均占用面積及人員時(shí)間表、照明功率密度及照明時(shí)間表、設(shè)備功率密度及設(shè)備時(shí)間表、新風(fēng)量計(jì)算方法等，其新風(fēng)量計(jì)算按ASHRAE 推薦的方法，可分別設(shè)定人員的新風(fēng)量、單位面積的新風(fēng)量及按換氣次數(shù)計(jì)算新風(fēng)量，可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定。

2.4 生成負(fù)荷計(jì)算報(bào)告

設(shè)置好項(xiàng)目的圍護(hù)結(jié)構(gòu)信息、地理位置和氣象參數(shù)信息、房間的使用功能及室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)等參數(shù)后，即可利用Revit 執(zhí)行負(fù)荷計(jì)算。值得注意的是Revit 的負(fù)荷計(jì)算結(jié)果中已包含房間的送風(fēng)量數(shù)據(jù)，如果房間的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度、相對濕度、送風(fēng)溫度設(shè)定不合適，會在焓濕圖分析中出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，Revit 中也允許不設(shè)定濕度控制，濕度參數(shù)作為“浮動(dòng)變量”根據(jù)最小再熱或沒有再熱的原則由焓濕計(jì)算確定，此種方法與實(shí)際設(shè)計(jì)過程較為一致，但實(shí)際設(shè)計(jì)中一般不設(shè)再熱。

2.5 負(fù)荷計(jì)算方法討論

根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50736－2012）第7.2.4 條，“空調(diào)區(qū)的下列各項(xiàng)得熱量，應(yīng)按非穩(wěn)態(tài)方法計(jì)算其形成的夏季冷負(fù)荷，不應(yīng)將其逐時(shí)值直接作為各對應(yīng)時(shí)刻的逐時(shí)冷負(fù)荷值：①通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳人的非穩(wěn)態(tài)傳熱量；②通過透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)人的太陽輻射熱量；③人體散熱量；④非全天使用的設(shè)備、照明燈具散熱量等?！盵1]目前，國內(nèi)常用的負(fù)荷計(jì)算方法為諧波法和冷負(fù)荷系數(shù)法（傳遞函數(shù)法）。對新風(fēng)負(fù)荷、冬季空調(diào)熱負(fù)荷采用穩(wěn)態(tài)計(jì)算方法?！豆I(yè)建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50019-2015）附錄中也只給出了夏季空氣調(diào)節(jié)室外逐時(shí)計(jì)算焓值[2]。設(shè)計(jì)中常用的負(fù)荷計(jì)算軟件，如鴻業(yè)負(fù)荷計(jì)算軟件可選諧波法或RTS 法（輻射時(shí)間序列法）計(jì)算。華電源空調(diào)負(fù)荷計(jì)算軟件采用諧波法，其新風(fēng)、空調(diào)熱負(fù)荷可選擇非穩(wěn)態(tài)算法，但非穩(wěn)態(tài)算法的氣象參數(shù)取值目前沒有規(guī)范依據(jù)。Revit 的負(fù)荷計(jì)算采用RTS 法，是ASHRAE 推薦的非穩(wěn)態(tài)空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法（熱平衡法的簡化），計(jì)算原理滿足目前規(guī)范要求的非穩(wěn)態(tài)算法。

Revit 負(fù)荷計(jì)算所采用的氣象參數(shù)是根據(jù)ASHRAE 氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法得出的（ASHRAE 給出的氣象參數(shù)包含不保證率0.4%、1%等工況，Revit 均采用不保證1%的氣象參數(shù)），其數(shù)據(jù)來源和統(tǒng)計(jì)方法與現(xiàn)有規(guī)范存在較大差異，且其在Revit 中也僅可以修改制冷設(shè)計(jì)干球溫度，制冷設(shè)計(jì)濕球溫度，制冷設(shè)計(jì)平均日較差以及制熱設(shè)計(jì)溫度，晴朗數(shù)幾個(gè)參數(shù)，不能滿足國內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算的需求。另外的差異在于設(shè)計(jì)流程，國內(nèi)常規(guī)的設(shè)計(jì)流程是負(fù)荷計(jì)算獨(dú)立進(jìn)行，與空調(diào)箱的選型、室內(nèi)實(shí)際的狀態(tài)點(diǎn)無關(guān)。Revit 負(fù)荷計(jì)算把焓濕計(jì)算與負(fù)荷計(jì)算耦合進(jìn)行，室內(nèi)的濕度可以選擇是“浮動(dòng)的”或者是控制值，控制濕度值會有再熱負(fù)荷。

2.6 Revit 與第三方負(fù)荷計(jì)算軟件的交互

Revit 也開放了與第三方負(fù)荷計(jì)算軟件的交互，可以選擇將模型導(dǎo)出為gbXML（綠色建筑擴(kuò)展可標(biāo)志語言）格式的文件，通過第三方負(fù)荷計(jì)算軟件（如鴻業(yè)、華電源負(fù)荷計(jì)算軟件）打開，修改相應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)、氣象參數(shù)、室內(nèi)參數(shù)等，按規(guī)范要求的負(fù)荷計(jì)算方法、氣象參數(shù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，將結(jié)果導(dǎo)入Revit 繼續(xù)下一步的設(shè)計(jì)流程。

在Revit 可以導(dǎo)入其他負(fù)荷計(jì)算軟件導(dǎo)出的gbXML 文件，將其結(jié)果作為Revit 下一步設(shè)計(jì)的依據(jù)，但目前國內(nèi)主流負(fù)荷計(jì)算軟件尚不具備導(dǎo)出gbXML 的功能，故通過gbXML 進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算結(jié)果的交互目前并不順暢，通過將負(fù)荷計(jì)算整理為Excel 文件導(dǎo)入的方法在5.1 節(jié)詳述。

3 風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

3.1 空間送風(fēng)量及風(fēng)口布置

在執(zhí)行負(fù)荷計(jì)算后，Revit 負(fù)荷計(jì)算報(bào)表中已有每個(gè)分區(qū)的負(fù)荷、送風(fēng)量，可以根據(jù)分區(qū)或房間的送風(fēng)量、氣流組織需要，選擇符合需求的送風(fēng)口類型并布置送風(fēng)口、設(shè)定送風(fēng)口的風(fēng)量?；兀ㄅ牛╋L(fēng)口及回（排）風(fēng)口的風(fēng)量。需要注意的是，設(shè)定的風(fēng)口風(fēng)量是作為實(shí)際風(fēng)量，影響系統(tǒng)風(fēng)量、水力計(jì)算等后續(xù)設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.2 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置

風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置包括：風(fēng)系統(tǒng)的類型、風(fēng)管類型與布管方式、水力計(jì)算參數(shù)的設(shè)置等。

Revit 中風(fēng)系統(tǒng)屬于系統(tǒng)族，只有送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)三種類型（與送風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)三種系統(tǒng)分類相對應(yīng)），每種類型與其圖面表達(dá)方式、連接方式和水力計(jì)算相關(guān)?？梢愿鶕?jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求，將項(xiàng)目中的所有風(fēng)系統(tǒng)類型依照Revit 的系統(tǒng)進(jìn)行歸類，復(fù)制并按實(shí)際需求修改，創(chuàng)建符合設(shè)計(jì)需要的系統(tǒng)類型。

Revit 中有矩形風(fēng)管、圓形風(fēng)管、橢圓形風(fēng)管三種風(fēng)管族，每種風(fēng)管族有若干中風(fēng)管類型，可以根據(jù)需要新建或修改已有風(fēng)管類型，在風(fēng)管類型中可以設(shè)置風(fēng)管的粗糙度、彎頭及三通等風(fēng)管配件的形式。軟件中包含默認(rèn)的風(fēng)管尺寸規(guī)格，但其尺寸規(guī)格與國內(nèi)常用的風(fēng)管規(guī)格并不一致，需根據(jù)項(xiàng)目需求修改、添加符合要求的規(guī)格。另外，與水力計(jì)算相關(guān)的空氣密度、動(dòng)力粘滯系數(shù)與國內(nèi)各種手冊的數(shù)值基本一致，一般可不用修改，有特殊需要的項(xiàng)目可按需修改。

3.3 劃分系統(tǒng)及生成風(fēng)管方案

根據(jù)設(shè)計(jì)需求，把同一風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)口、設(shè)備創(chuàng)建為一個(gè)邏輯系統(tǒng)，Revit 根據(jù)系統(tǒng)分類及對應(yīng)的風(fēng)管類型設(shè)置，可自動(dòng)生成風(fēng)管系統(tǒng)的布局，并且提供不同的布局方案、修改布局方案的選項(xiàng)。創(chuàng)建系統(tǒng)時(shí)，等于為項(xiàng)目中相關(guān)圖元?jiǎng)?chuàng)建了邏輯關(guān)系，例如，送風(fēng)系統(tǒng)可能包含風(fēng)管、管件、散流器和送風(fēng)設(shè)備。

3.4 風(fēng)系統(tǒng)檢查、水力計(jì)算、水力計(jì)算方法討論

風(fēng)系統(tǒng)創(chuàng)建完成后，可以執(zhí)行風(fēng)系統(tǒng)檢查，以便了解空氣流量，流向等信息以及系統(tǒng)連接是否正確?？梢愿鶕?jù)規(guī)則對創(chuàng)建的風(fēng)系統(tǒng)管道大小進(jìn)行調(diào)整：包括限定比摩阻、限定流速、等比摩阻、靜壓復(fù)得，并且還可限定風(fēng)管尺寸等，完全可以滿足設(shè)計(jì)需求。系統(tǒng)調(diào)整完成后，可生成系統(tǒng)的水力計(jì)算報(bào)告，報(bào)告中會有詳細(xì)的計(jì)算取值、最不利環(huán)路等信息。

圖1 某項(xiàng)目風(fēng)系統(tǒng)水力計(jì)算結(jié)果示例

Revit 風(fēng)系統(tǒng)阻力計(jì)算方法：

風(fēng)管阻力的計(jì)算方法為Darcy-Weisbach（達(dá)西－魏斯巴赫）公式，《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）給出的比摩阻計(jì)算公式為Colebrook（柯列勃洛克）公式[3]，因其為隱式方程，計(jì)算過程復(fù)雜，常規(guī)的計(jì)算方法是查表。Revit 關(guān)于風(fēng)管比摩阻的計(jì)算可以選擇Colebrook（柯列勃洛克，ASHRAE 手冊推薦計(jì)算方法）公式、Altshul-Tsal 公式（ASHRAE 手冊推薦計(jì)算方法，不需要迭代計(jì)算）、Haaland（哈蘭德，CIBSE 手冊推薦計(jì)算方法，不需要迭代計(jì)算）公式三種計(jì)算方法。

設(shè)計(jì)中風(fēng)管局部阻力的計(jì)算，一般按手冊推薦的局部阻力系數(shù)或壓力損失的數(shù)值計(jì)算。Revit 中對局部阻力的計(jì)算分幾種情況：對于風(fēng)口末端，可以指定其阻力損失（全壓）或局部阻力系數(shù)。對于風(fēng)閥等風(fēng)管附件、彎頭等風(fēng)管配件（只有進(jìn)出兩個(gè)接口的管件），可以指定阻力、指定阻力系數(shù)、或按ASHRAE 手冊表中的系數(shù)。對于三通、四通等管件，則只能指定其局部阻力系數(shù)按按ASHRAE 手冊表中的系數(shù)。根據(jù)對比《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）11.3.2 節(jié)數(shù)據(jù)[3]與《2017 ASHRAE handbook fundamentals》附表[4]數(shù)據(jù)，二者基本一致。故，風(fēng)系統(tǒng)水力計(jì)算方法、準(zhǔn)確度完全可滿足設(shè)計(jì)需求。

系統(tǒng)風(fēng)量的計(jì)算方法：Revit 族的定義中，流量設(shè)定的一般方法為，層級在上的父設(shè)備，應(yīng)設(shè)為按計(jì)算，流量按下游設(shè)備流量累加計(jì)算，如風(fēng)機(jī)、空調(diào)箱、VAV BOX 的送風(fēng)。層級在下的子設(shè)備，應(yīng)設(shè)為按預(yù)設(shè)，其流量作為父設(shè)備流量計(jì)算的來源，如風(fēng)口、VAV BOX 的進(jìn)風(fēng)。按系統(tǒng)與流量分配系數(shù)配合使用，如多臺空調(diào)箱為同一區(qū)域送風(fēng)，多臺空調(diào)箱的出風(fēng)口連接器可設(shè)為按系統(tǒng)，結(jié)合流量分配系數(shù)一起使用。

4 水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程

4.1 水系統(tǒng)設(shè)置

水系統(tǒng)的設(shè)置同風(fēng)系統(tǒng)類似，包括：管道系統(tǒng)的類型、管道類型與布管方式、水力計(jì)算參數(shù)的設(shè)置等。

Revit 中管道系統(tǒng)屬于系統(tǒng)族，只有循環(huán)供水、循環(huán)回水、排水等類型（與循環(huán)供水、循環(huán)回水、排水等系統(tǒng)分類相對應(yīng)），每種類型與其圖面表達(dá)方式、連接方式和水力計(jì)算相關(guān)?？梢愿鶕?jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求，復(fù)制已有管道系統(tǒng)并按實(shí)際需求修改，創(chuàng)建符合設(shè)計(jì)需要的系統(tǒng)類型。

在管道類型中可以根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際管材設(shè)置管道的規(guī)格（公稱直徑、內(nèi)徑、外徑）、管道的粗糙度、彎頭及三通管件的形式。軟件中包含默認(rèn)的管材規(guī)格，與國內(nèi)常用的管材規(guī)格并不一致，需根據(jù)項(xiàng)目需求修改、添加符合要求的規(guī)格。另外，與水力計(jì)算相關(guān)的不同水溫對應(yīng)的密度、動(dòng)力粘滯系數(shù)與國內(nèi)各種手冊的數(shù)值基本一致，一般可不用修改?？筛鶕?jù)需要添加其他液體（如乙二醇等）的參數(shù)。

4.2 水系統(tǒng)劃分及生成水管方案

根據(jù)設(shè)計(jì)需求，把同一水系統(tǒng)的末端（風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)箱）、設(shè)備創(chuàng)建為一個(gè)邏輯系統(tǒng)，Revit 根據(jù)系統(tǒng)分類及對應(yīng)的管道類型設(shè)置，可自動(dòng)生成管道系統(tǒng)的布局，并且提供不同的布局方案、修改布局方案的選項(xiàng)。在Revit 中，可以不必把所有末端設(shè)備均與管道系統(tǒng)實(shí)際連接，允許在末端和管道系統(tǒng)之間建立分析連接，以便繼續(xù)水力計(jì)算或管網(wǎng)分析；也可以把復(fù)雜水系統(tǒng)如二級泵系統(tǒng)等按回路進(jìn)行進(jìn)行拆分，分別進(jìn)行系統(tǒng)分析。

4.3 水系統(tǒng)檢查、水力計(jì)算、水力計(jì)算方法討論

水系統(tǒng)創(chuàng)建完成后，可以執(zhí)行管道系統(tǒng)檢查，以便了解水流量，流向等信息以及系統(tǒng)連接是否正確。可以根據(jù)規(guī)則對創(chuàng)建的水系統(tǒng)管道大小進(jìn)行調(diào)整：包括限定比摩阻、限定流速，并且還可限定管道尺寸等，完全可以滿足設(shè)計(jì)需求。系統(tǒng)調(diào)整完成后，可生成系統(tǒng)的水力計(jì)算報(bào)告，報(bào)告中會有詳細(xì)的計(jì)算取值、最不利環(huán)路等信息。

Revit 水系統(tǒng)阻力計(jì)算方法：

管道阻力的計(jì)算方法為Darcy-Weisbach（達(dá)西－魏斯巴赫）公式，《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）給出的比摩阻計(jì)算公式為Colebrook（柯列勃洛克）公式，因其為隱式方程，計(jì)算過程復(fù)雜，常規(guī)的計(jì)算方法是查表。Revit 關(guān)于管道比摩阻的計(jì)算可以選擇Colebrook（柯列勃洛克，ASHRAE 手冊推薦計(jì)算方法）公式、Haaland（哈蘭德，CIBSE 手冊推薦計(jì)算方法，不需要迭代計(jì)算）公式兩種計(jì)算方法。但循環(huán)管網(wǎng)的水力分析只能用Colebrook 公式。

設(shè)計(jì)中管道局部阻力的計(jì)算，一般按手冊推薦的局部阻力系數(shù)或壓力損失的數(shù)值計(jì)算。Revit 中對局部阻力的計(jì)算分幾種情況：對于末端設(shè)備（風(fēng)機(jī)盤管、空調(diào)箱、冷機(jī)等），可以指定其阻力損失或局部阻力系數(shù)。對于閥門等管道附件、彎頭變徑等管道配件（只有進(jìn)出兩個(gè)接口的管件），可以指定阻力、指定阻力系數(shù)、按表中的系數(shù)（此處的表為ASHRAE/CIBSE/Crane 手冊的附表）、或使用有關(guān)類型的定義。對于三通、四通等管件，則只能指定其局部阻力系數(shù)為按表中的系數(shù)、或使用有關(guān)類型的定義。根據(jù)對比《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》（第二版）26.5.2 節(jié)數(shù)據(jù)[3]與《2017 ASHRAE handbook fundamentals》附表[4]數(shù)據(jù)，ASHRAE 附表的K 值偏小。在參考文獻(xiàn)[5]中給出了詳細(xì)的局部阻力系數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)際設(shè)計(jì)中可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況定義相關(guān)類型的阻力系數(shù)。

系統(tǒng)流量的計(jì)算方法：參照風(fēng)系統(tǒng)流量定義方法，相關(guān)原理及思路基本一致。對于多臺水泵并聯(lián)的情況，可以定義為泵組，指定每臺泵的流量系數(shù)。

5 Dynamo 輔助系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

Revit 作為一個(gè)功能強(qiáng)大的平臺，不僅開放了開發(fā)接口，同時(shí)從Revit 2016 版本開始支持可視化編程語言Dynamo，大大降低的工程設(shè)計(jì)人員通過編程解決實(shí)際問題的難度，可以根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)流程和需要，編制相應(yīng)的程序，使Revit 更好的為設(shè)計(jì)流程服務(wù)。

5.1 第三方負(fù)荷計(jì)算與Revit 模型數(shù)據(jù)的交互

因目前尚未有適合國內(nèi)設(shè)計(jì)流程的負(fù)荷計(jì)算軟件可通過gbXML 文件與Revit 模型直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互（Revit 模型導(dǎo)出gbXML 文件-導(dǎo)入第三方負(fù)荷計(jì)算軟件-計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入Revit 模型），可通Excel 與Revit 數(shù)據(jù)交互間接實(shí)現(xiàn)。把Revit 導(dǎo)出的gbXML 導(dǎo)入第三方負(fù)荷計(jì)算軟件，修改相關(guān)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)（需要對導(dǎo)入的圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，因其會存在識別錯(cuò)誤、劃分為大量小塊面片等情況）、氣象參數(shù)、室內(nèi)狀態(tài)、內(nèi)部人員照明等數(shù)據(jù)，然后把負(fù)荷計(jì)算結(jié)果導(dǎo)出為Excel 文件，通過Dynamo 讀取Excel 負(fù)荷數(shù)據(jù)、寫入對應(yīng)空間的負(fù)荷字段。也可以通過此方法直接把房間的計(jì)算風(fēng)量寫入。

5.2 規(guī)范一致性檢查

在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)成果的合規(guī)性檢查一直困擾著從業(yè)人員，但在以Revi 為代表的BIM 設(shè)計(jì)流程中，這個(gè)問題可能會有相對較好的解決方法。如一般的防火閥設(shè)置問題，現(xiàn)有二維設(shè)計(jì)中添加繁瑣、無法自動(dòng)核查，通過Dynamo 編程，識別風(fēng)管類型和墻體類型，實(shí)現(xiàn)防火閥的自動(dòng)添加和核查。另外，排煙量的計(jì)算與核查等均可通過Dynamo 編程實(shí)現(xiàn)或輔助。

圖2 利用Dynamo 節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)添加防火閥示例

5.3 其他批量處理功能

在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，有很多繁瑣、重復(fù)性的工作，在BIM 設(shè)計(jì)流程中都可通過Dynamo、編程實(shí)現(xiàn)批量化處理，極大降低工作強(qiáng)度。相關(guān)應(yīng)用包括對風(fēng)管、水管系統(tǒng)自動(dòng)添加標(biāo)注、自動(dòng)生成穿墻套管或留洞、對風(fēng)水系統(tǒng)自動(dòng)添加符合規(guī)范的保溫層、不同耐火極限風(fēng)管識別處理、圖紙批量生成與導(dǎo)出等。

6 結(jié)語

文章以Revit 為例針對暖通專業(yè)BIM 設(shè)計(jì)過程中，從項(xiàng)目設(shè)置、負(fù)荷計(jì)算、風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及水力、水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及水力計(jì)算、Revit 軟件計(jì)算方法與國內(nèi)設(shè)計(jì)規(guī)范和手冊的差異等方面進(jìn)行闡述，并對設(shè)計(jì)過程中需要的數(shù)據(jù)交互、批處理等方面，結(jié)合Revit 的二次開發(fā)工具Dynamo 進(jìn)行示例性說明，相關(guān)的思路可供相關(guān)專業(yè)人員參考。