在當(dāng)今社會(huì)，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和智慧城市建設(shè)步伐的加快，傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。鍋爐房作為城市供熱系統(tǒng)的心臟，其運(yùn)行效率與能耗管理直接關(guān)系到城市的能源利用效率和居民的生活質(zhì)量。因此，利用BIM技術(shù)對(duì)鍋爐房進(jìn)行供熱系統(tǒng)的改造升級(jí)，不僅是提升供熱效率、減少能耗的關(guān)鍵舉措，也是推動(dòng)城市智慧能源管理的重要一環(huán)。


一、鍋爐房供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀分析
傳統(tǒng)的鍋爐房供熱系統(tǒng)不僅導(dǎo)致能源浪費(fèi)，還影響了供熱服務(wù)的穩(wěn)定性和安全性。
1.缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與設(shè)計(jì)缺陷
長期以來，在制定城市供熱規(guī)劃方面，我國往往偏重于熱力的規(guī)劃，而對(duì)鍋爐供暖、新建及聯(lián)片的全面規(guī)劃認(rèn)識(shí)不足。這導(dǎo)致住宅建設(shè)規(guī)劃不合理，供暖方式主要為分散小鍋爐房供暖，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。在供暖設(shè)計(jì)中，偏于安全的考慮，設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算結(jié)果一般比實(shí)際需要值大很多，因而散熱器多、鍋爐多、水泵大、管徑大。這種“大馬拉小車”的局面，使得低負(fù)荷、大流量運(yùn)行現(xiàn)象十分普遍，造成了能源浪費(fèi)。

2.運(yùn)行管理水平低
目前，北方地區(qū)鍋爐供暖的運(yùn)行管理主要分為房管部門專業(yè)化管理和單位自管兩種。總的來說，管理水平都不高，尤其是單位自管者普遍水平較低。此外，不管是房管部門還是單位自管，都普遍存在重視供暖的社會(huì)效益，而節(jié)能意識(shí)薄弱的問題。新技術(shù)、新成果的應(yīng)用很少，長期停留在粗放型的經(jīng)驗(yàn)管理，未能提高到量化的科學(xué)管理階段。
3.設(shè)備老化與能耗高
許多老舊鍋爐房的設(shè)備已經(jīng)運(yùn)行多年，存在嚴(yán)重的老化問題。這不僅影響了設(shè)備的運(yùn)行效率，還增加了故障率，使得運(yùn)維成本居高不下。同時(shí)，老舊設(shè)備往往能耗高，不符合現(xiàn)代節(jié)能減排的要求。

4.信息化程度低
傳統(tǒng)的鍋爐房供熱系統(tǒng)在信息化方面存在明顯的短板。缺乏智能化的監(jiān)控手段，使得運(yùn)維人員難以實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和能耗情況。這導(dǎo)致了故障響應(yīng)速度慢，運(yùn)維效率低下，同時(shí)也增加了能源浪費(fèi)的風(fēng)險(xiǎn)。


二、BIM在鍋爐房供熱改造中的應(yīng)用
針對(duì)鍋爐房供熱系統(tǒng)存在的問題，BIM技術(shù)提供了一種全新的解決方案。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐房供熱系統(tǒng)的全面優(yōu)化和升級(jí)，提高運(yùn)行效率，降低能耗，提升管理水平。

1.設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化
在鍋爐房供熱系統(tǒng)的改造升級(jí)過程中，設(shè)計(jì)階段至關(guān)重要。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐房及其供熱管網(wǎng)的三維建模和模擬分析，幫助設(shè)計(jì)師更直觀地理解系統(tǒng)的布局和運(yùn)行方式。通過BIM模型，設(shè)計(jì)師可以精確計(jì)算熱負(fù)荷，優(yōu)化設(shè)備選型與配置，確保設(shè)計(jì)方案的合理性和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，BIM還可以進(jìn)行能耗模擬分析，提前預(yù)測(cè)不同運(yùn)行策略下的能耗情況，為節(jié)能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2.施工階段的精細(xì)化管理
在鍋爐房供熱系統(tǒng)的改造升級(jí)過程中，施工階段是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)施工模擬和碰撞檢測(cè)，有效減少施工沖突和返工現(xiàn)象。通過BIM模型，施工人員可以直觀地了解施工流程和注意事項(xiàng)，提高施工效率和質(zhì)量。同時(shí)，BIM還可以集成項(xiàng)目管理信息，實(shí)現(xiàn)材料采購、人員調(diào)配、質(zhì)量控制的精細(xì)化管理。這有助于降低施工成本，縮短工期，提高項(xiàng)目的整體效益。
3.運(yùn)維階段的智能化管理
在鍋爐房供熱系統(tǒng)的運(yùn)維階段，BIM技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。通過BIM模型，運(yùn)維人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能調(diào)度。借助BIM平臺(tái)，運(yùn)維人員可以實(shí)時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和能耗情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并采取措施進(jìn)行處理。這有助于提高運(yùn)維響應(yīng)速度和故障處理能力，降低運(yùn)維成本。同時(shí)，BIM還可以幫助建立設(shè)備維護(hù)檔案，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，延長設(shè)備使用壽命。

4.能源管理與優(yōu)化
在鍋爐房供熱系統(tǒng)的能源管理方面，BIM技術(shù)同樣具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過BIM平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)能耗瓶頸和潛在優(yōu)化點(diǎn)，提出針對(duì)性的節(jié)能措施。同時(shí)，BIM還可以實(shí)現(xiàn)能源使用的精細(xì)化管理，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整供熱策略，降低能耗成本。這有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展。
5.可視化溝通與決策支持
BIM技術(shù)還提供了強(qiáng)大的可視化溝通能力。通過BIM模型，可以直觀地展示鍋爐房供熱系統(tǒng)的布局和運(yùn)行方式，幫助相關(guān)人員更好地理解系統(tǒng)的特點(diǎn)和需求。這有助于促進(jìn)不同部門之間的溝通和協(xié)作，提高決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，BIM還可以提供豐富的數(shù)據(jù)支持和分析結(jié)果，為決策者提供有力的參考依據(jù)。


三、鍋爐房BIM改造案例分析
—— 河北豐南經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)臨港經(jīng)濟(jì)園供熱工程（一期）項(xiàng)目
本項(xiàng)目為唐山市豐南區(qū)政府引進(jìn)的重點(diǎn)外資項(xiàng)目，采用工業(yè)余熱利用、屋頂光伏發(fā)電及天然氣應(yīng)急調(diào)峰等多種清潔能源利用方式，通過資源的多維尋優(yōu)、多能互補(bǔ)、智慧調(diào)度，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用、清潔高效的目標(biāo)。
本項(xiàng)目一期規(guī)劃建設(shè)分布式能源主站1座、燃?xì)庹{(diào)壓站一座，DN800DN600的主干線熱水管網(wǎng)管槽長度約為7km，DN600DN300的主干線蒸汽管網(wǎng)長度約為15km。項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后可滿足面積約為301.83萬m2的供暖負(fù)荷，工業(yè)用蒸汽負(fù)荷約為283.5t/h。

BIM技術(shù)應(yīng)用背景
1. 設(shè)計(jì)背景
隨著項(xiàng)目的規(guī)模擴(kuò)大、復(fù)雜度的增加，傳統(tǒng)的方式在多人多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)上，逐步暴露出缺點(diǎn)與漏洞。在工期緊迫的項(xiàng)目中，經(jīng)常發(fā)生圖紙說明不一致、設(shè)計(jì)內(nèi)容沖突及工程數(shù)量核算錯(cuò)誤等問題，造成工期延期，設(shè)計(jì)成果品質(zhì)不良。
通過BIM技術(shù)所建立的3D可視化模型，讓參與設(shè)計(jì)的工程師在虛擬空間內(nèi)的建造過程，更精確、更細(xì)致、更具表現(xiàn)力，并節(jié)省大量人力，增進(jìn)設(shè)計(jì)效率，提升設(shè)計(jì)品質(zhì)。

2.施工背景
在施工期間，對(duì)于復(fù)雜的建筑形體，工人及監(jiān)工只能靠平、立面圖來判斷建筑物的實(shí)際樣子，這有可能存在施工錯(cuò)誤的潛在風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致多余的工程費(fèi)用及時(shí)間。
利用BIM技術(shù)為工程項(xiàng)目提供3D可視化模型、4D模擬演示、5D成本實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理等, 為傳統(tǒng)的建筑流程與管理方式帶來了全新的變革。

項(xiàng)目解決方案
本項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)，搭建符合項(xiàng)目編制依據(jù)的包含主體建筑的建筑、結(jié)構(gòu)以及機(jī)電等專業(yè)模型，并進(jìn)行模型深化，工程量統(tǒng)計(jì)，以及漫游渲染。
1.可視化

調(diào)度中心

鍋爐房
2.三維管線綜合

3.土建深化

電纜溝鋼蓋板

預(yù)埋牛腿

支架

預(yù)留洞口
4.碰撞檢測(cè)

5.工程量統(tǒng)計(jì)




6.漫游                                                 

項(xiàng)目效益
本項(xiàng)目投產(chǎn)后將緩解“園區(qū)日益增長的用熱需求與控制能耗和排放”這一主要矛盾，同時(shí)為園區(qū)搭建智慧供能平臺(tái)，完善園區(qū)供熱基礎(chǔ)設(shè)施，提升園區(qū)營商環(huán)境。