新能源在建筑中的應(yīng)用

建筑設(shè)備工程設(shè)計(jì)是建筑工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在完整的建筑信息模型（BIM）中，建筑設(shè)備也是必不可少的。

一、信息時(shí)代的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)—BIM

BIM的概念最早被提出是在20世紀(jì)80年代，是信息化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)結(jié)合的必然產(chǎn)物。BIM技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)建筑（組成與功能）全部信息的數(shù)字化表達(dá)，組建一個(gè)豐富的建筑信息數(shù)據(jù)庫(kù)，在整個(gè)建筑生命周期內(nèi)為所有參與者提供決策支持。BIM技術(shù)，是一種專(zhuān)門(mén)面向建筑設(shè)計(jì)的基于對(duì)象的CAD技術(shù)，用于對(duì)建筑進(jìn)行數(shù)字描述。利用BIM技術(shù)可以在一個(gè)電子模型中存儲(chǔ)完整的建筑信息，這種方法被稱(chēng)贊為一種最新的變革于對(duì)象的CAD不是一個(gè)新的概念，對(duì)建筑進(jìn)行數(shù)字描述始終是一個(gè)理想的途徑，但是一直沒(méi)有在商業(yè)上實(shí)現(xiàn)，直到近年來(lái)個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及，才出現(xiàn)了越來(lái)越多的BIM應(yīng)用系統(tǒng)。

BIM軟件不再是低水平的幾何繪圖工具，操作的對(duì)象不再是點(diǎn)、線、圓這些簡(jiǎn)單的幾何對(duì)象，而是墻體、門(mén)、窗等建筑構(gòu)件；在計(jì)算機(jī)上建立和修改的也不再是一堆沒(méi)有關(guān)聯(lián)的點(diǎn)和線，而是由一個(gè)個(gè)建筑構(gòu)件組成的建筑物整體。

在BIM應(yīng)用系統(tǒng)中，建筑構(gòu)件被對(duì)象化，數(shù)字化的對(duì)象通過(guò)編碼去描述和代表真實(shí)的建筑構(gòu)件。一個(gè)對(duì)象需要有一系列參數(shù)來(lái)描述其屬性。這個(gè)對(duì)象的代碼必須包含這些參數(shù)。參數(shù)通常是預(yù)先定義好的，或者遵守某些制定好的規(guī)則。這些參數(shù)信息就構(gòu)成了建筑的屬性。例如，一個(gè)墻對(duì)象是一個(gè)具有墻的所有屬性的對(duì)象，不僅包括幾何尺寸信息如長(zhǎng)、寬、高，還包含了墻體材料、保溫隔熱性能、表面處理、墻體規(guī)格、造價(jià)等等。而在一般的CAD繪圖軟件中，墻體是通過(guò)兩條平行線的二維方式來(lái)表達(dá)，線條之間沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)。

二、實(shí)施BIM的不同設(shè)計(jì)階段

在建筑設(shè)計(jì)階段實(shí)施BIM的最終結(jié)果一定是所有設(shè)計(jì)師將其應(yīng)用到設(shè)計(jì)全程。但在目前尚不具備全程應(yīng)用條件的情況下，局部項(xiàng)目、局部專(zhuān)業(yè)、局部過(guò)程的應(yīng)用將成為未來(lái)過(guò)渡期內(nèi)的一種常態(tài)。因此，根據(jù)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求、BIM團(tuán)隊(duì)情況、設(shè)計(jì)周期等條件，可以選擇

在以下不同的設(shè)計(jì)階段中實(shí)施BIM：

（1）概念設(shè)計(jì)階段：在前期概念設(shè)計(jì)中使用BIM，在完美表現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)意的同時(shí)，還可以進(jìn)行各種面積分析、體形系數(shù)分析、商業(yè)地產(chǎn)收益分析、可視度分析、日照軌跡分析等。

（2）方案設(shè)計(jì)階段：此階段使用BIM，特別是對(duì)復(fù)雜造型設(shè)計(jì)項(xiàng)目將起到重要的設(shè)計(jì)優(yōu)化、方案對(duì)比（例如曲面有理化設(shè)計(jì)）和方案可行性分析作用。同時(shí)建筑性能分析、能耗分析、采光分析、日照分析、疏散分析等都將對(duì)建筑設(shè)計(jì)起到重要的設(shè)計(jì)優(yōu)化作用。

（3）施工圖設(shè)計(jì)階段：對(duì)復(fù)雜造型設(shè)計(jì)等用二維設(shè)計(jì)手段施工圖無(wú)法表達(dá)的項(xiàng)目，BIM則是最佳的解決方案。當(dāng)然在目前BIM人才緊缺、施工圖設(shè)計(jì)任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，不妨采用BIM+AutoCAD的模式，前提是基于BIM成果用AutoCAD深化設(shè)計(jì)，以盡可能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（4）專(zhuān)業(yè)管線綜合：對(duì)大型工廠設(shè)計(jì)、機(jī)場(chǎng)與地鐵等交通樞紐、醫(yī)療體育劇院等公共項(xiàng)目的復(fù)雜專(zhuān)業(yè)管線設(shè)計(jì)，BIM是徹底、高效解決這一難題的唯一途徑。

（5）可視化設(shè)計(jì)：效果圖、動(dòng)畫(huà)、實(shí)時(shí)漫游、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等項(xiàng)目展示手段也是BIM應(yīng)用的一部分。

三、BIM技術(shù)在建筑給排水設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）建筑給水排水工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1、材料豐富，計(jì)算復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道材料也有所不同，多而不同材質(zhì)的管道，其安裝要求也不同。

2、管道種類(lèi)多、數(shù)量多，而且復(fù)雜

建筑給水排水工程不同功能的給水排水管道常常多達(dá)七、八種之多。不同種類(lèi)的管道其安裝要求不同，因此合理地布置給水排水管道顯得格外重要。

3、占建筑工程的投資少，但作用大

給水排水工程一般占整個(gè)項(xiàng)目投資的10%不到，但是給水排水的設(shè)計(jì)決定了建筑是否安全和舒適，因此給水排水工程是建筑必不可缺的組成部分。

（二）建筑給水排水工程設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM的意義

傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)通過(guò)向業(yè)主提供平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖，以及設(shè)計(jì)說(shuō)明、材料表等設(shè)計(jì)圖紙方式傳遞和提交設(shè)計(jì)成果。傳統(tǒng)的二維CAD設(shè)計(jì)方式最常見(jiàn)的錯(cuò)誤就是信息在各種復(fù)雜的平面、立面、剖面圖之間傳遞差錯(cuò)，至于給排水管線之間的碰撞、錯(cuò)位可以說(shuō)是層出不窮。而隨著地標(biāo)性建筑的不斷涌現(xiàn)，建筑造型和空間關(guān)系復(fù)雜，體量巨大的設(shè)計(jì)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)二維CAD設(shè)計(jì)方式在設(shè)計(jì)表達(dá)和協(xié)同上的問(wèn)題顯得尤為突出。

這種設(shè)計(jì)方式使得每項(xiàng)工程都有大大小小、成百上千張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)而言，每張圖紙都是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立、單獨(dú)的組成部分。這些獨(dú)立、單獨(dú)的組成部分由于沒(méi)有一個(gè)能有效整合所有信息以保證數(shù)據(jù)完整性的中央儲(chǔ)存庫(kù)，導(dǎo)致分散的資料必須依靠專(zhuān)業(yè)技術(shù)工程師的解讀才能相互聯(lián)系成為一個(gè)可理解的整體。因此，如何保證各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和各專(zhuān)業(yè)間的協(xié)同配合，如何使設(shè)計(jì)意圖上下溝通順暢，始終是艱巨的挑戰(zhàn)。在對(duì)項(xiàng)目整合度和協(xié)作度要求越來(lái)越高的今天，這無(wú)疑成了提高項(xiàng)目整合度和協(xié)作度的最大障礙。

而將設(shè)計(jì)歸總為數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)而不是單獨(dú)的文件，會(huì)極大促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。就BIM而言，項(xiàng)目的中央數(shù)據(jù)庫(kù)就是建筑項(xiàng)目所有實(shí)體和功能特征的中央存儲(chǔ)庫(kù)。建筑的所有實(shí)體和功能都存儲(chǔ)在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，這為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員與其技術(shù)工具間進(jìn)行順暢的信息交換開(kāi)啟了大門(mén)，使提高項(xiàng)目整合度和協(xié)作度成為可能。

BIM提供的三維動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)，將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前。如建筑設(shè)備（給排水）專(zhuān)業(yè)間的設(shè)備走線、管道等可以用直觀的立體三維效果圖表示，可以優(yōu)化設(shè)計(jì)，更好地利用建筑空間，有效避免各專(zhuān)業(yè)之間管、線“打架”的現(xiàn)象，提高各專(zhuān)業(yè)之間的配合和協(xié)調(diào)。能夠一目了然地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決，減少了各工種圖紙間的“錯(cuò)、漏、缺”的發(fā)生。

（三）BIM技術(shù)在建筑設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

某廣場(chǎng)綜合發(fā)展項(xiàng)目地下二層為公共車(chē)庫(kù)，需將管線合理美觀布局，提升整體管線高度，創(chuàng)造較好的空間感。但是通過(guò)模型顯示有一車(chē)道交叉處管線極其復(fù)雜，梁底高度為3.02m，梁下需安裝給排水管線分別為：縱向DN500的冷凍水管兩根，DN250冷凍水管兩根，DN150冷凍水管兩根，1600×300補(bǔ)風(fēng)管一根，DN150消防水管三根，DN150無(wú)壓污水管一根；橫向DN250冷凍水管六根，DN125冷凍水管四根，50×25、75×75、100×50、100×100、200×100、300×100橋架各一根，生活給水管DN150一根，DN100兩根，DN150消防水管兩根，經(jīng)過(guò)與業(yè)主、總包、各專(zhuān)業(yè)顧問(wèn)多次協(xié)調(diào)溝通，決定兩根DN500的冷凍水管從車(chē)道位置移到車(chē)位位置以提高車(chē)道上方的凈高，橋架繞開(kāi)冷凍水管集中的區(qū)域，風(fēng)管利用梁空上翻讓冷凍水管從其下方通過(guò)，一根DN150的消防水管穿梁以避開(kāi)與冷凍水管的碰撞，這樣在空間滿足的情況下，盡量滿足了布局的美觀合理。通過(guò)這一問(wèn)題的解決，業(yè)主、總包和各專(zhuān)業(yè)顧問(wèn)由衷的說(shuō)，BIM技術(shù)確實(shí)是一個(gè)好東西，同時(shí)此技術(shù)也得到了各方的一致好評(píng)。