BIM技术在商业综合体项目中的运用

沈维龙

BIM技术在商业综合体项目中的运用

沈维龙

（南京长江都市建筑设计股份有限公司）

以BIM技术为基础结合上海某综合体工程项目案例，系统阐述了BIM协同设计理念在当前工程项目中的运用。通过日照节能系列BIM软件在建筑方案规划中的运用，以及Revit软件在建筑信息模型的构建与后期深化设计阶段Navisworks在管道综合设计中的运用，由点到面体现BIM建筑信息模型在建筑设计、施工、运维阶段的潜在价值，并且对BIM后期的发展予以期待。

【Abstract】In this paper, a complex project based on BIM technology combined with shanghai project case, the system elaborated the BIM concept of collaborative design in the application of the current project. Energy-saving series of BIM software by the sun in the application of construction program planning, Revit in the construction of a building information model, and the later design stages Navisworks in comprehensive design of pipe used for point, institution transference reflected BIM building information model in the construction design, construction and operational phase of the potential value, and the prospect for the development of BIM in the late.

BIM；日照分析；管道综合；协同设计

【Keywords】BIM; sunshine analysis; pipeline comprehensive; collaborative design

1　引言

建筑信息模型（building information modeling，BIM）是以三维信息技术为基础集设计、施工、验收、运维管理于一体的数据平台[1]。利用BIM技术可以对建筑设计前期方案的户型、单体的方位角进行不断优化，解决后期建筑成型时因日照未达到规定而时常造成的各种民事纠纷问题。应用目前主流的建模软件Revit展现BIM的整个建模流程，对于一些具有一定特色的异性建筑，可以用Rhino、SketchUp等软件进行模型构建，在关键节点处进行参数化对接检查，保证后期施工的正常进行。应用Navisworks软件对建筑、结构、给排水、暖通、电气的管线进行综合碰撞检查。根据碰撞报告在施工前提出具体的优化方案，依Navisworks的漫游功能为业主提供一个可视化的建筑模型，便于对建筑的结构性功能进行更好的规划。

2　工程概况

该综合体位于上海，属夏热冬冷地区，总建筑面积为73395.9m2，建筑高度39.85m。在满足业主要求建筑为精品酒店，并配套建设商业主体功能的同时，从其所处的地理位置出发以《绿色建筑评价标准》（GB/T 50378—2014）为基准，进行各种方案的被动式日照采光节能分析[2]，本项目最终定位主体为地下4层，地上10层。地下第1层为设备用房及酒店配套商业、娱乐用房；地下第2层主要功能为酒店后勤用房；地下第3~4层为设备用房及汽车库。地上第1层为酒店入口门厅及配套商业；地上第2层主要功能为宴会厅及酒店配套餐饮；地上第3层为会议及SPA 泳池；地上第4层主要为客房、宴会储藏及部分SPA功能间；地上5～10层主要为客房层；其中第6层东侧为酒店特色餐饮。保留建筑现状5层，每层约500m2，共计2500m2。从节能和工程投资方面考虑，本工程的空调冷热源由位于园区西北角的能源中心站提供，不单独为建筑设置能源站，整个建筑的夏季总冷负荷为7300kW，冬季热负荷为3900kW。

该工程项目中，BIM主要运用于前期楼层及造型选择方案的认证和后期施工阶段协助施工总承包方对地下及地上空间机电管线的进场前的校验，以期达到减少施工变更，缩短工期的目的。地上楼层净空高度有限且管线较为错综复杂，利用BIM三维空间布线技术可以有效解决放线、构件定位等一系列复杂空间施工问题。

3　初期方案中的协同

现阶段日照分析的精细化计算涉及建筑户型、楼宇的地域位子、日照时间要求等多种客观因素，将这些因素考虑到一起，运用先前的人工算法是非常困难的，而且即使用平面建筑图纸估算结果也相当不准确，遇到楼盘过于密集的情形就不能解决底层的建筑中每个户型的日照采光问题。在进行采光日照计算之前，需根据国家住宅日照标准及项目的具体参数进行时间设置、地点设置、系统设置及标准设置，选择大寒日、时间参数为上午8:00到下午4:00，如图1、表1所示。

图1　众智日照参数设置

将该建筑与周围已建的楼宇一同进行考虑，才能最大限度地找到该建筑最优的设计方案。通过在众智日照中拉伸体量模型与外围的建筑进行比较，运用以前日照计算的经验选用沿线分析功能，进行建模分析计算。若发现方案不能满足日照规范的要求，可以先使用日照软件自带的建筑物高度推算及相关的位置推算方案在软件中进行自动调整，尽量在软件模型变换中先自我调整。该地段楼层排布较为错综复杂，需要进行日照分析的楼层、户型较多，现选取其中某一户型进行日照逐时计算，见图2、图3。

该区域中有部分未达到日照2h的要求，需进行方案的重新规划，由于前面的建筑已建成，不好进行修改，所以只能从即将建设的建筑着手，采用退台的方法尽可能多地改变入射角的大小，以解决日照采光不足的问题。这样可以有效避免降层带来的建筑面积损失的问题，从而尽可能多地利用城市有限容积。为了达到美观及绿色节能的要求，还可以将退台的女儿墙做成透明的玻璃幕墙，更有利于阳光的照射。应该选用板式及塔式混搭的建筑框架，通过凹凸处来增加照射采光的有效时长。

表1　住宅日照标准规定

图2　建筑楼群中某户型的日光照射

图3　该区域中每一点的详细日照结果

4 中期建模中的协同

4.1各专业边界参数的协同

由BIM团队中的一员，依据建筑总图为将建的模型建立统一的轴网，以各个楼层平面作为该建筑的标准边界参数模板。在云平台上建立一个该项目的文件夹，并分享给每一位参与项目的BIM工程师，这样可以确保在接下来的模型整合中，选择各专业的模型按原点到原点，可以使它们具有相同的三维坐标方位系。链接时选用原点到原点的命令，可以使得链接时位置准确无误。

4.2不同专业模型搭建时的协同

将CAD图纸导入Revit软件进行建模，把二维图纸中错综复杂的线条转化为具有参数化、信息化、可视化特点的三维模型。为了在后期做管线综合碰撞时避免过多的碰撞，首先在建模初期就得要考虑各个专业内部自身的碰撞。每个MEP设计师在建模过程中，首先要避免本专业内部综合管线的碰撞，在满足规范要求的基础上，管线布置基本原则是小管让大管，风管让水管，无压管线让有压管线、水管不得翻越桥架[3]；其次应避免与风井、梁柱发生交叉现象（见图4）。该预留孔洞的，要按要求开洞保证后期正常布线的需求，减少错漏碰缺和变更发生，提高后期工程的质量和效率。

在建Mep模型时，要算清空间管线的位置高度，懂得相对标高、绝对标高、地基间净空高度在Revit三维空间的转变。前期每个专业标高计算精确与否，关系到后期管线综合碰撞的精确度，尤其在后期Navisworks中选用软碰撞进行碰撞检查时，空间高度越精确越有利于解决关键节点处的布线问题，为布线提供一个可靠的解决方案。每根管线到地面的净空高度在建模时要查看相关专业的规范有没有最低要求，比如车库建模时最低高度一定要达到规范要求，不能等到竣工后验收工程时出现高差不足再想办法弥补的现象。

4.3管线综合碰撞中的协同

将每个专业的Revit模型导出NWC格式的文件，放置到一个文件夹中，打开Navisworks软件，将先前的NWC文件全都链接进去，对管线、墙、梁柱进行综合碰撞检查，根据实际情况做硬碰撞或者软碰撞。Navisworks中软碰撞的功能极大地弥补了Revit中碰撞检查在空间协同上的不足。利用此功能，可以在虚拟三维建筑模型中检查各项设计参数[4]，这样，以往CAD图纸上纷繁复杂的管线综合排布在可视化的模型之下就显得清晰明了，施工方可依此从任意方位查看管线及构件的空间排布情况，便于施工。

依据Navisworks导出的碰撞报告（见表2），再重新对模型进行协调更改。对报告中出现碰撞较多的一些节点，BIM工程师需要从施工实际出发同施工方交流，为即将面临的施工问题提出切实可行的解决方案。在综合体项目中，Revit模型较为复杂无法快速定位碰撞点时，可依碰撞报告中碰撞点的ID号用“查找/替换”命令进行准确定位，然后进行相关的修改。修改的基本原则是管线、设备应避开与柱子的碰撞。当防火卷帘与机电设备相冲突时，在不违反防火规范的前提下对其作适当的调整，以避免碰撞，为无法穿墙的管件重新在模型上打洞使其顺利通过，这样可以有效避免土建施工方竣工后安装风管设备时出现返工凿洞的情况。模型的建立修改都应为真实的施工做准备，尽量多地提前解决施工中可能会遇到的隐患问题。

4.4后期维护中的协同

机电设备模型可以存储丰富的设备信息，包含了管线的基本材料信息、几何形状信息、构件参数、产品信息、建造信息、维保信息，见图5。

图4　管线布置及预留孔洞图

表2某碰撞点的详细报告

图5　构件信息图

在“互联网+”的时代，利用互联网将相关设备信息整合到CAFM软件中，当项目中的机电设备需要维护时，设备维护工程师可即时通过BIM模型了解问题发生的正确位置，利用物联网内部资料库取得所需的相关建筑资讯与维护管理资讯，降低了派往现场的人力，节约了时间成本。将相关维修记录保存在软件中备份，以方便今后查看记录和备料管理，从而大幅缩短维修时间，增加管理效率及业主满意度[5]。

5　结束语

BIM软件的三维可视化功能有效解决CAD在空间布局中的不足；各专业之间建模的协调性使得在施工之前就将机电管线进行优化，避免施工过程中出现拆卸、返工的局面，增加了三维算量造价的精确性；强大的物业运维管理、日照分析、建筑周围环境的能耗模拟分析等功能，进一步地推进了BIM的深层次发展。但也存在着一些不足之处：基于当前建筑的复杂程度，BIM软件需要和其他专业软件配合使用才能完成整个项目的建设，现有的BIM软件还无法独立完成所有的工程任务；BIM软件的开放性和标准化不足，中国本地化的族文件不全，无法满足大型项目的需求；国际标准格式IFC还需要进一步开发升级，以充分满足不同BIM模型之间的转化。

[1]尹航.基于BIM的建筑工程设计初步管理研究[D].重庆:重庆大学,2013.

[2]顾海玲.BIM技术在上海中心大厦建筑给排水设计中的应用[J].给水排水,2012(11):92-97.

[3]张春霞.BIM技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究[J].建筑经济，2011 （09）:96-98.

[4]Steven D. Silver. Designing technology for managing the information exchange of decision making teams[J].Decision Support Systems,2014.

[5]方婉蓉.基于BIM技术的建筑结构协同设计研究[D].武汉:武汉科技大学,2013.

The Application of BIM Technology in Commercial Complex Projects

SHEN Wei-long

(Nanjing Yangtze River Urban Architectural Design Co., Ltd.)