BIM技術(shù)在酒店設(shè)計(jì)檢測(cè)及優(yōu)化分析中應(yīng)用研究

王成武, 陳劍波, 劉康發(fā)

(1.上海理工大學(xué) 環(huán)境與建筑學(xué)院,上海 200093; 2.悉地國際設(shè)計(jì)顧問有限公司,上海 200092)

(1.School of Environment and Architecture,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai 200093,China; 2.China Construction Design International,Shanghai 200092,China)

BIM技術(shù)在酒店設(shè)計(jì)檢測(cè)及優(yōu)化分析中應(yīng)用研究

王成武1,2, 陳劍波1, 劉康發(fā)2

(1.上海理工大學(xué) 環(huán)境與建筑學(xué)院,上海 200093; 2.悉地國際設(shè)計(jì)顧問有限公司,上海 200092)

在高檔酒店設(shè)計(jì)過程中,各酒店管理公司會(huì)提出較多高于規(guī)范的要求.除了要依據(jù)《酒店設(shè)計(jì)任務(wù)書》外,還要考慮酒店管理公司設(shè)計(jì)顧問提出的意見.近年來建筑信息模型(BIM)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,以海南軟件園酒店項(xiàng)目為例,根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的初步設(shè)計(jì)圖紙及業(yè)主的要求,通過BIM系統(tǒng)建模,并就BIM技術(shù)在酒店設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用進(jìn)行了分析,優(yōu)化原始平面設(shè)計(jì),進(jìn)行碰撞檢查、管線綜合優(yōu)化調(diào)整及漫游和凈高檢查,有利于建立機(jī)電模型構(gòu)件的施工標(biāo)準(zhǔn),提高施工質(zhì)量,為項(xiàng)目的安全建設(shè)提供了良好的管理平臺(tái).實(shí)踐表明BIM技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要意義.

建筑信息模型; 酒店設(shè)計(jì); 管線碰撞; 優(yōu)化設(shè)計(jì)

建筑信息模型BIM(building information modeling)是以建筑工程項(xiàng)目的各相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ),進(jìn)行建筑模型的建立[1-2].將設(shè)計(jì)與分析、可視化與仿真、協(xié)同施工、維護(hù)管理貫穿一體[3],形成一條設(shè)計(jì)與施工一體的項(xiàng)目鏈條.Linderoth等[4]通過瑞典建筑公司的平臺(tái)研究分析了BIM將參與者鏈接起來形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的過程中發(fā)揮作用的有利因素和障礙.美國華盛頓大學(xué)Dossick 等[5]研究發(fā)現(xiàn),BIM實(shí)施的成功在于組織凝聚力的提升以及組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化.本文以海南軟件園酒店為例,研究了BIM技術(shù)在該項(xiàng)目中建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)電之間的沖突、機(jī)電各專業(yè)之間的沖突及重要沖突區(qū)域分析應(yīng)用.

1 工程概況

海南生態(tài)軟件園C地塊酒店項(xiàng)目位于海南省澄邁縣老城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)盈濱半島、美侖河畔.本項(xiàng)目規(guī)劃用地面積為29 744.96 m2,酒店總建筑面積為24 511.71 m2,其中地上建筑面積為20 818.62 m2,地下建筑面積為3 693.09 m2.停車樓總建筑面積為29 522.08 m2.海南生態(tài)軟件園未來的發(fā)展目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)環(huán)境優(yōu)美,適宜人居住、工作、投資的現(xiàn)代化宜居微城市.為適應(yīng)對(duì)外開放和自身發(fā)展的需要,建設(shè)一座富有熱帶特色的集商務(wù)、旅游、soho辦公與接待為一體的四星級(jí)商務(wù)酒店.

2 BIM建模

根據(jù)施工圖紙,運(yùn)用Autodesk公司開發(fā)的Revit軟件進(jìn)行建模,Revit具有較完善的結(jié)構(gòu)、建筑、機(jī)電模塊.建模工作依據(jù)海南軟件園酒店施工CAD圖紙,模型專業(yè)包含建筑、結(jié)構(gòu)及機(jī)電.以BIM模型中發(fā)現(xiàn)的沖突問題為基礎(chǔ),通過數(shù)據(jù)整理和分析,幫助建設(shè)方從多個(gè)維度掌握項(xiàng)目實(shí)施過程中可能存在的問題,并予以提前協(xié)調(diào)解決.利用Revit將結(jié)構(gòu)、建筑及機(jī)電等專業(yè)的圖紙信息分開建模,然后集成到一個(gè)BIM模型中(如圖1所示),導(dǎo)出NWD文件到Navisworks軟件中作設(shè)計(jì)碰撞檢測(cè).主要檢測(cè)包括:建筑與結(jié)構(gòu)之間的沖突、建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)電之間的沖突、機(jī)電各專業(yè)之間的沖突、重要沖突區(qū)域分析.

圖1 海南軟件園酒店BIM模型

圖1(a)所示的是海南軟件園酒店結(jié)構(gòu)、建筑及機(jī)電的BIM模型,圖1(b)所示的是運(yùn)用Navisworks軟件渲染的東立面BIM模型,圖1(c)所示的是機(jī)電BIM模型.BIM模型包含了施工圖紙上所有的幾何尺寸信息、空間位置信息和材料材質(zhì)信息,將項(xiàng)目精確完整地展現(xiàn)給建設(shè)方.此項(xiàng)目包括酒店、停車場(chǎng)及鏈接廊3部分.酒店為半圓形圍繞建筑,停車場(chǎng)有旋轉(zhuǎn)下樓車道.建筑整體有許多異形結(jié)構(gòu),且由于機(jī)電專業(yè)涉及暖通、電氣、給排水、消防等系統(tǒng),管線密集,利用Revit對(duì)不同系統(tǒng)管道和橋架進(jìn)行配色和分區(qū),直觀地反映出設(shè)計(jì)圖紙上的位置沖突和標(biāo)高重疊的問題,發(fā)揮了模型的三維可視化優(yōu)勢(shì),提高了檢查效率.

3 綜合檢測(cè)

3.1 初步設(shè)計(jì)階段BIM工作

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展,酒店已成為了許多地方的標(biāo)志性建筑之一,設(shè)計(jì)師把當(dāng)?shù)氐奈幕纫蛩厝诤系骄频甑脑O(shè)計(jì)上,使得所設(shè)計(jì)的酒店風(fēng)格更本土化[6].

由于酒店的異形結(jié)構(gòu)造型,且需要滿足酒店管理公司的特殊要求,基于現(xiàn)狀資料的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,需要對(duì)屋頂交通流線、大堂空間、立面造型(如圖2)、設(shè)備用房布置、豎井布置等重點(diǎn)問題進(jìn)行分析,其次對(duì)現(xiàn)狀圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的建筑類問題、結(jié)構(gòu)類問題、機(jī)電類問題進(jìn)行分析.

圖2 立面造型

3.2 圖紙問題檢測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的施工圖紙,利用Revit技術(shù)在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)和建筑的建模過程中,檢測(cè)出施工圖紙中異形結(jié)構(gòu)詳圖、節(jié)點(diǎn)詳圖不足,以及梁碰撞等問題,檢測(cè)結(jié)果典型問題如圖3所示.

依據(jù)梁施工圖,圖3(a)所示,梁沒有給出標(biāo)高和尺寸,同時(shí)也沒有標(biāo)示出樓板的厚度;圖3(b)所示地下一層結(jié)構(gòu)梁與建筑一層板碰撞;圖3(c)所示,停車樓防火卷簾門與400 cm×900 cm的梁發(fā)生碰撞,此問題停車樓一到五層都存在.

在BIM建模中發(fā)現(xiàn)的這些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的問題,及時(shí)與設(shè)計(jì)方溝通反饋,指導(dǎo)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整.BIM技術(shù)的應(yīng)用也為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)理解項(xiàng)目復(fù)雜的空間位置,以及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的三維位置關(guān)系等提供了較大的幫助,避免了在實(shí)際施工中造成更多財(cái)力損失,同時(shí)避免后期調(diào)整的大量人力工作.

3.3 管線綜合

在管線綜合中可能產(chǎn)生的碰撞涉及通風(fēng)、噴淋、給排水、消火栓、電纜橋架、暖通空調(diào)、消防、通信等專業(yè),管線排布復(fù)雜,且存在較多問題.在使用Revit對(duì)各專業(yè)設(shè)備管線建模時(shí),對(duì)設(shè)備管線根據(jù)各專業(yè)設(shè)置不同顏色以便區(qū)分.各專業(yè)內(nèi)容建模完成后導(dǎo)入成一體模型,再根據(jù)各專業(yè)技術(shù)要求、空間要求、施工要求以及安全規(guī)范要求等因素,使用Navisworks對(duì)管線進(jìn)行碰撞檢測(cè).部分碰撞檢測(cè)結(jié)果如圖4所示.

圖3 施工圖紙中檢測(cè)出的問題

圖4 碰撞檢測(cè)

如圖4(a)所示為地下一層風(fēng)機(jī)房上空室外排水立管與加壓送風(fēng)風(fēng)管發(fā)生碰撞;圖4(b)所示為建筑一層健身房中生活排水立管與暖通設(shè)備發(fā)生碰撞.通過Navisworks虛擬漫游查看模型中的碰撞點(diǎn),可將碰撞問題分為:建筑結(jié)構(gòu)與機(jī)電之間的碰撞、機(jī)電各專業(yè)之間的碰撞.機(jī)電各專業(yè)之間的碰撞有:通信橋架與排煙管道的碰撞;排煙管道與電力橋架的碰撞;噴淋管道與橋架的碰撞;消防主管與橋架的碰撞以及空調(diào)管的碰撞.

針對(duì)以上問題,對(duì)模型中各個(gè)節(jié)點(diǎn)、碰撞點(diǎn)管線進(jìn)行全面的調(diào)整修改,并優(yōu)化了管線走向,在消除系統(tǒng)性碰撞的同時(shí)使設(shè)備管線排布更加科學(xué)合理.參考設(shè)計(jì)和施工要求,按照大管優(yōu)先,小管讓大管,有壓管讓無壓管,低壓管壁讓高壓管,常溫管讓高溫、低溫管,電氣管線避水管、熱管的原則[7],分系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)整,部分管線綜合調(diào)整前后如圖5所示.

圖5 部分管線優(yōu)化前后對(duì)比

3.4 運(yùn)用Navisworks軟件進(jìn)行體驗(yàn)?zāi)M

在停車場(chǎng)上下車道、夾層下車道、自行車道、人防區(qū)和設(shè)備用房等復(fù)雜且管線較多的重點(diǎn)區(qū)域,為了盡量避免凈高不足、已安裝好的管線設(shè)備不返工,利用Navisworks[8]軟件進(jìn)行3D第三人體驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)(見圖6),來檢驗(yàn)該項(xiàng)目的各個(gè)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)是否能達(dá)到舒適感.建設(shè)方等非專業(yè)人士可通過第三人模擬漫游,更加真實(shí)地了解該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)結(jié)果[9].從圖6可以看出,自行車庫梁下實(shí)際凈高只有1.50 m,員工餐廳梁下凈高只有2.27 m,使人有較強(qiáng)壓迫感,同時(shí)增加了撞頭等安全隱患.利用BIM系統(tǒng)模擬項(xiàng)目,能提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的不足,降低返工率,節(jié)省工程費(fèi)用,保證工期.

圖6 重點(diǎn)區(qū)域凈高驗(yàn)證

4 結(jié) 論

BIM技術(shù)讓我們對(duì)酒店設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總體掌握更加合理;對(duì)于異形結(jié)構(gòu)及重要節(jié)點(diǎn),通過剖切BIM三維模型獲得精確的結(jié)構(gòu)、尺寸;依據(jù)施工圖紙,以BIM 模型中發(fā)現(xiàn)的沖突問題為基礎(chǔ),通過數(shù)據(jù)整理和分析,幫助建設(shè)方從多個(gè)維度掌握項(xiàng)目實(shí)施過程中可能存在的問題,并予以提前協(xié)調(diào)解決.

在海南軟件園酒店項(xiàng)目中應(yīng)用BIM取得了巨大的成效.BIM系統(tǒng)的可視化、虛擬化、協(xié)同化等優(yōu)勢(shì),解決了設(shè)計(jì)、施工中的管線綜合的難題,同時(shí)把設(shè)計(jì)中的不足全部暴露出來.這樣能更早地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,提升工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工的整體水平,減少在施工階段出現(xiàn)的設(shè)計(jì)變更,節(jié)省投資和工期,為數(shù)字化施工[10]提供依據(jù).

[1] LAISERIN J.Comparing pommes and naranjas[EB/OL].(2002-12-16).http:∥www.laiserin.com/features/issue15/feature01.php.

[2] 劉廣文,牟培超,黃銘豐,等.BIM應(yīng)用基礎(chǔ)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2013.

[3] 王東,毛亮.BIM在非線性建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013(12):173.

[4] LINDEROTH H C J.Understanding adoption and use of BIM as the creation of actor networks[J].Automation in Construction,2010,19(1):66-72.

[5] DOSSICK C S,NEFF G.Organizational divisions in BIM-Enabled commercial construction[J].Journal of Construction Engineering and Management,2010,136(4):459-467.

[6] 蘇會(huì)人,施彪.奢華與細(xì)節(jié)——五星級(jí)酒店設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代裝飾:(理論),2015(5):128.

[7] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,中華人民共和國建設(shè)部.GB 50289-1998,城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.

[8] 韓寧,牟茗.Navisworks在建筑信息模型(BIM)技術(shù)中應(yīng)用的研究[C]∥2008年全國高等學(xué)校建筑院系建筑數(shù)字技術(shù)教學(xué)研討會(huì)論文集.廣州,2008.

[9] 趙敏.BIM對(duì)建筑設(shè)計(jì)和施工的優(yōu)化[J].安徽建筑,2012,19(5):173-174.

[10] REDMOND A,HORE A,ALSHAWI M,et al.Exploring how information exchanges can be enhanced through cloud BIM[J].Automation in Construction,2012,24:175-183.

(編輯:丁紅藝)

Application of BIM Technology in Hotel Design Detection and Optimization AnalysisWANG Chengwu1,2, CHEN Jianbo1, LIU Kangfa2

In the process of designing high-grade hotels,the hotel management companies may usually put forward more requirements than the standard.Besides to comply with the Hotel Designing Paper,the designers also need to consider the hotel management team’s comments.In recent years,the building information modeling (BIM) technology in the field of architectural design has been widely used.Taking Hainan Software Park Hotel project as an example,based on the preliminary design drawings provided by design institutes and the requirements of the owner,and through the BIM system modeling,the main application of BIM technology in the hotel design was analyzed in order to optimize the original graphic design,and perform a collision check,comprehensive optimization and adjustment of the pipeline,and check of the roaming and net height.All the study is helpful to set up the electromechanical model components construction standard,improve the construction quality and provide a good management foundation for the safety construction of the project.The practice shows that the application of BIM technology in architectural designs is of great significance.

buildinginformationmodeling;hoteldesign;pipelinecollision;optimizationdesign

1007-6735(2017)01-0086-04

10.13255/j.cnki.jusst.2017.01.015

2016-06-29

王成武(1991-),男,碩士研究生.研究方向:暖通與供熱.E-mail:wangcw11@hotmail.com

陳劍波(1962-),男,教授.研究方向:空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化運(yùn)行.E-mail:cjbzh@vip.sina.com

TU 712

A

(1.SchoolofEnvironmentandArchitecture,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China; 2.ChinaConstructionDesignInternational,Shanghai200092,China)