CN110069891B - 一种基于bim的机电设计与复核方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于BIM的机电设计与复核方法，该方法主要包括以下步骤，首先提取BIM模型中的数据，搜索出相通的主管和支管。如果需要对风系统或水系统重新进行设计，则通过假定流速法重新设计计算；如果不进行重新设计，则对当前风系统或水系统自动进行水力计算，计算出流速、沿程阻力、局部阻力等参数，以及各分支的不平衡率，从而分析各分支的阻力损失。用户可以对管道数据进行手动校正，来获取更加优化的系统。计算完成后可以生成Excel格式的计算书，方便后期编辑、修改。也可以将计算结果赋回到模型，直接调整模型数据。利用该计算程序，可以解决在风系统或水系统水力计算过中建模繁琐，计算量大的问题。
Description
技术领域
本发明设计机电系统的设计与复核方法，具体涉及一种基于BIM的机电设计与复核方法。
背景技术
水力计算可以使通风空调、热水采暖、给排水中流体输配管网设计时根据要求的流量分配，确定管网的各段的管径和阻力，求得管网特性曲线，为匹配管网动力设备准备好条件，进而确定动力设备的型号和动力消耗；或根据已定的动力设备，确定保证流量分配的管道尺寸。是流体输配管网设计的基本手段，是管网设计质量的基本保证。
BIM技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于BIM的机电设计与复核方法，结合BIM技术，在水系统或风系统设计过程中，确定管道断面尺寸，进而计算管道沿程阻力和局部阻力，简化水力计算过程，可以解决在风管水力计算过程中建模繁琐，计算量大的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于BIM的机电设计与复核方法，包括以下步骤：
1)、提取BIM机电模型中的数据，搜索相通的主管和支管；
2)、如需要对风系统或水系统进行重新设计，则通过假定流速法重新设计计算；先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道沿程阻力和局部阻力，再按各分支间的压损差值进行调整，以达到平衡；
所述的假定流速法以风道内空气流速作为控制指标，计算出风道的断面尺寸和压力损失，再按各分支间的压损差值进行调整，以达到平衡，公式如下：
管段压力损失＝沿程阻力损失+局部阻力损失即：ΔP＝ΔPm+ΔPj。
沿程阻力损失＝比摩阻×管道长度即：ΔPm＝Δpm×L；
摩擦阻力系数采用柯列勃洛克-怀特公式计算：
λ为沿程阻力系数，Re为雷诺数，K为管道内壁的当量绝对粗糙度，de为管道直径。
局部阻力损失＝0.5×阻力系数×密度×速度^2即：ΔPj＝0.5×ζ×ρ×v^2；
管段长度按两管件中心线长度计算，计算数据包括管道的流速、比摩阻、阻力系数、沿程阻力、局部阻力，计算局部阻力时，局阻系数根据不同的管件类型计算得出；
如果不进行重新设计，则对当前风系统或水系统自动进行水力计算；
3)、编辑数据，包括流量、管径、长度和局阻系数，对管道数据进行手动调整、校正，来获取更加优化的系统；
4)、对编辑过的系统重新进行水力计算；
5)、计算完成后，生成Excel格式的计算书，包括计算依据、计算说明、各管道的详细计算结果、各分支的阻力、不平衡率以及每条管道详细的局阻信息，方便后期编辑、修改；
6)、将结果赋回到模型，调整模型的数据，对管径进行修改。
所述的步骤1)中用户从BIM模型中选择一个分支的开始点，然后系统从该管道开始，自动搜索所有连通的主管以、支管以及管件，将管道系统解析为一个树状结构。
所述的步骤2)中系统设计和水力计算中用到的计算参数可以手动修改，参数包括风管的可选管径、空气的计算参数、设计流速、修正系数以及一些其他参数。
所述的步骤6)中将结果赋回到模型，调整模型主要是对管径进行修改，管道长度不会修改。
本发明的有益效果是：
本方法可以利用解决在风系统或水系统水力计算过中建模繁琐，计算量大的问题。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进一步叙述。
如图1所示，一种基于BIM的机电设计与复核方法，包括以下步骤：
1)、提取BIM机电模型中的数据，搜索相通的主管和支管；
2)、如需要对风系统或水系统进行重新设计，则通过假定流速法重新设计计算；先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道沿程阻力和局部阻力，再按各分支间的压损差值进行调整，以达到平衡；
所述的假定流速法以风道内空气流速作为控制指标，计算出风道的断面尺寸和压力损失，再按各分支间的压损差值进行调整，以达到平衡，公式如下：
管段压力损失＝沿程阻力损失+局部阻力损失即：ΔP＝ΔPm+ΔPj。
沿程阻力损失＝比摩阻×管道长度即：ΔPm＝Δpm×L；
摩擦阻力系数采用柯列勃洛克-怀特公式计算：
λ为沿程阻力系数，Re为雷诺数，K为管道内壁的当量绝对粗糙度，de为管道直径。
局部阻力损失＝0.5×阻力系数×密度×速度^2即：ΔPj＝0.5×ζ×ρ×v^2；
管段长度按两管件中心线长度计算，计算数据包括管道的流速、比摩阻、阻力系数、沿程阻力、局部阻力，计算局部阻力时，局阻系数根据不同的管件类型计算得出；
如果不进行重新设计，则对当前风系统或水系统自动进行水力计算；
3)、编辑数据，包括流量、管径、长度和局阻系数，对管道数据进行手动调整、校正，来获取更加优化的系统；
4)、对编辑过的系统重新进行水力计算；
5)、计算完成后，生成Excel格式的计算书，包括计算依据、计算说明、各管道的详细计算结果、各分支的阻力、不平衡率以及每条管道详细的局阻信息，方便后期编辑、修改；
6)、将结果赋回到模型，调整模型的数据，对管径进行修改。
所述的步骤1)中用户从BIM模型中选择一个分支的开始点，然后系统从该管道开始，自动搜索所有连通的主管以、支管以及管件，将管道系统解析为一个树状结构。
所述的步骤2)中系统设计和水力计算中用到的计算参数可以手动修改，参数包括风管的可选管径、空气的计算参数、设计流速、修正系数以及一些其他参数。
所述的步骤6)中将结果赋回到模型，调整模型主要是对管径进行修改，管道长度不会修改。
根据步骤得到水力计算表1及最不利分支表2，如表1、2所示，最不利分支为【1-2-3-4-5-6】,最不利阻力损失为：79.08Pa
表1
表2
Claims (4)
1.一种基于BIM的机电设计与复核方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、提取BIM机电模型中的数据，搜索相通的主管和支管；
2)、如需要对风系统或水系统进行重新设计，则通过假定流速法重新设计计算；先按技术经济要求选定管内流速，再结合所需输送的流量，确定管道断面尺寸，进而计算管道沿程阻力和局部阻力，再按各分支间的压损差值进行调整，以达到平衡；
所述的假定流速法以风道内空气流速作为控制指标，计算出风道的断面尺寸和压力损失，再按各分支间的压损差值进行调整，以达到平衡，公式如下：
管段压力损失＝沿程阻力损失+局部阻力损失即：ΔP＝ΔPm+ΔPj；
沿程阻力损失＝比摩阻×管道长度即：ΔPm＝Δpm×L；
摩擦阻力系数采用柯列勃洛克-怀特公式计算：
λ为沿程阻力系数，Re为雷诺数，K为管道内壁的当量绝对粗糙度，de为管道直径；
局部阻力损失＝0.5×阻力系数×密度×速度^2即：ΔPj＝0.5×ζ×ρ×v^2；
管段长度按两管件中心线长度计算，计算数据包括管道的流速、比摩阻、阻力系数、沿程阻力、局部阻力，计算局部阻力时，局阻系数根据不同的管件类型计算得出；
如果不进行重新设计，则对当前风系统或水系统自动进行水力计算；
3)、编辑数据，包括流量、管径、长度和局阻系数，对管道数据进行手动调整、校正，来获取更加优化的系统；
4)、对编辑过的系统重新进行水力计算；
5)、计算完成后，生成Excel格式的计算书，包括计算依据、计算说明、各管道的详细计算结果、各分支的阻力、不平衡率以及每条管道详细的局阻信息，方便后期编辑、修改；
6)、将结果赋回到模型，调整模型的数据，对管径进行修改。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的机电设计与复核方法，其特征在于，所述的步骤1)中用户从BIM模型中选择一个分支的开始点，然后系统从该管道开始，自动搜索所有连通的主管以、支管以及管件，将管道系统解析为一个树状结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的机电设计与复核方法，其特征在于，所述的步骤2)中系统设计和水力计算中用到的计算参数可以手动修改，参数包括风管的可选管径、空气的计算参数、设计流速、修正系数。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的机电设计与复核方法，其特征在于，所述的步骤6)中将结果赋回到模型，调整模型主要是对管径进行修改，管道长度不会修改。
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