基于BIM的停車(chē)位空間智能化分析應(yīng)用探討

鄭常春，李磊，陳彩渝，楊文杰

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

0 引言

地下車(chē)庫(kù)開(kāi)發(fā)成本較高，房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商往往要求建筑設(shè)計(jì)方按規(guī)范的基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)方一般采用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)，但由于車(chē)庫(kù)空間和管線復(fù)雜，部分車(chē)庫(kù)停車(chē)空間設(shè)計(jì)粗放，存在車(chē)道及停車(chē)布局、柱網(wǎng)布局不合理等問(wèn)題[1]，導(dǎo)致地下車(chē)庫(kù)在實(shí)際投入使用中部分停車(chē)位使用受限，常常引起客戶投訴。目前，大多通過(guò)人工采用二維平面對(duì)停車(chē)位進(jìn)行分析，錯(cuò)判漏判在所難免。利用BIM三維技術(shù)結(jié)合Revit二次開(kāi)發(fā)，對(duì)地下車(chē)庫(kù)停車(chē)位是否影響使用的智能化分析以及對(duì)停車(chē)位的優(yōu)化就顯得尤為重要。

1 常規(guī)停車(chē)位分析

常規(guī)BIM車(chē)庫(kù)分析會(huì)首先創(chuàng)建地下車(chē)庫(kù)土建和機(jī)電模型并進(jìn)行深化，放置停車(chē)位及機(jī)動(dòng)車(chē)模型，進(jìn)行地下車(chē)庫(kù)機(jī)電管線綜合排布，以達(dá)到模擬車(chē)庫(kù)停車(chē)位真實(shí)情況。BIM模型可以直觀瀏覽各停車(chē)位周?chē)南鹚ㄎ恢?、給排水立管與閥門(mén)附件位置、集水坑位置、與墻柱的間距、上部機(jī)電管線排布、附近房門(mén)位置等情況，為停車(chē)位分析提供可視化分析環(huán)境。但受限于軟件功能上的不足，且目前市面上尚無(wú)針對(duì)BIM模型的停車(chē)位三維分析軟件，停車(chē)位分析工作仍需通過(guò)人工完成，質(zhì)量無(wú)法得到保證且效率低。

2 停車(chē)位空間智能化分析與優(yōu)化

2.1 影響停車(chē)位使用的常見(jiàn)問(wèn)題

當(dāng)今建筑項(xiàng)目對(duì)主體建筑品質(zhì)要求越來(lái)越高，同時(shí)，配建設(shè)施的品質(zhì)提升也不應(yīng)被忽略。在車(chē)庫(kù)的實(shí)際使用中，配建停車(chē)位除了在確保使用功能安全的前提下，還應(yīng)考慮為車(chē)主帶來(lái)便捷、舒適的停車(chē)感受。停車(chē)位及周邊空間細(xì)部設(shè)計(jì)能直接影響使用者的停車(chē)體驗(yàn)，甚至影響人們對(duì)小區(qū)或商業(yè)品質(zhì)的主觀判斷。

通過(guò)對(duì)重慶市主要開(kāi)發(fā)商的實(shí)際項(xiàng)目停車(chē)位設(shè)計(jì)與使用情況進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)影響停車(chē)位使用的常見(jiàn)問(wèn)題有：（1）機(jī)動(dòng)車(chē)之間及機(jī)動(dòng)車(chē)與墻、柱、護(hù)欄之間的最小間距影響停車(chē)位舒適使用[2]；（2）消火栓與立管或排水立管與閥門(mén)附件的設(shè)置影響停車(chē)位的正常使用；（3）停車(chē)位設(shè)置在機(jī)房、設(shè)備間、庫(kù)房等門(mén)的位置，停車(chē)后遮擋房門(mén)，進(jìn)出房門(mén)或運(yùn)送設(shè)備、貨物時(shí)影響停車(chē)位使用，人防門(mén)平時(shí)開(kāi)啟狀態(tài)影響停車(chē)位的正常使用；（4）停車(chē)位檔桿布置在集水坑蓋板上，影響蓋板的開(kāi)啟；（5）停車(chē)位上部由于機(jī)電管線復(fù)雜或有其他構(gòu)筑物，影響停車(chē)位的正常使用。

2.2 Revit二次開(kāi)發(fā)的停車(chē)位空間智能化分析

得益于前端BIM模型的搭建和建筑數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，停車(chē)位空間分析可直接在三維模型中進(jìn)行可視化分析，充分利用前端BIM成果，實(shí)現(xiàn)建筑數(shù)據(jù)庫(kù)的二次挖掘利用，實(shí)現(xiàn)停車(chē)位設(shè)計(jì)的高效、準(zhǔn)確分析（圖1、圖2）。本研究采用C#的二次程序開(kāi)發(fā)的方式，針對(duì)影響停車(chē)位使用的常見(jiàn)問(wèn)題，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算、程序邏輯判斷，對(duì)每個(gè)停車(chē)位的功能使用性進(jìn)行快速評(píng)估，生成分析報(bào)表，作為停車(chē)位規(guī)劃設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。

圖1 地下車(chē)庫(kù)BIM模型局部1

本研究主要借助Microsoft Visual Studio和Revit API專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)工具[3]，在Revit軟件平臺(tái)上完成了BIM停車(chē)位分析二次開(kāi)發(fā)（圖3）。首先通過(guò)WPF用戶交互界面取得了將要分析的停車(chē)位圖元“Element Instance”，傳入程序段后計(jì)算出停車(chē)位幾何圖元的平面投影形狀，幾何修飾后，通過(guò)豎向拉伸形成停車(chē)位三維使用空間體量，并在程序中定義為 “BoundingBox”盒子屬性，再使用“BoundingBoxIntersectsFilter”方法遍歷盒子（BoudingBox）中的其他元素來(lái)判斷構(gòu)筑物與停車(chē)位空間關(guān)系，最后根據(jù)不同相交結(jié)果輸出停車(chē)位空間分析報(bào)告。從其他構(gòu)筑物是否侵入停車(chē)位使用空間和停車(chē)位凈高兩個(gè)方面出發(fā)，保證停車(chē)位規(guī)劃設(shè)計(jì)在不被其他構(gòu)筑物干涉或半干涉的前提下，又能通過(guò)優(yōu)化機(jī)電管線路由，提升停車(chē)位凈空，從而提高使用舒適度。

圖3 Revit二次開(kāi)發(fā)用戶界面

使用本程序設(shè)計(jì)方法，可以在短時(shí)間內(nèi)完成上百個(gè)停車(chē)位的分析，極大地提高了停車(chē)位規(guī)劃設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過(guò)對(duì)既有BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的深入挖掘、BIM模型的衍生應(yīng)用，不難發(fā)現(xiàn)信息孤島現(xiàn)象作為BIM技術(shù)的任督二脈，一旦打通，對(duì)建設(shè)工程全生命周期產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)的有機(jī)管理、互聯(lián)互通、智慧孿生具有積極意義，同時(shí)，對(duì)建筑工程提質(zhì)增效、綠色友好可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義[4]。

2.3 停車(chē)位空間優(yōu)化措施

通過(guò)運(yùn)行基于Revit二次開(kāi)發(fā)的停車(chē)位分析插件，得到BIM停車(chē)位分析報(bào)表，針對(duì)影響停車(chē)位使用的問(wèn)題類(lèi)別，提出相應(yīng)優(yōu)化建議。

前期方案規(guī)劃階段應(yīng)避免地下室輪廓出現(xiàn)大量斜邊、銳角，減少地下室無(wú)效空間，保證地下室輪廓總體簡(jiǎn)潔方正，避免局部無(wú)必要的轉(zhuǎn)折，更有利于布置停車(chē)位，增加有效停車(chē)位。地下車(chē)庫(kù)應(yīng)合理設(shè)置柱網(wǎng)間距，除了考慮經(jīng)濟(jì)性外，還需考慮與墻體位置的柱網(wǎng)間距，應(yīng)能保證機(jī)動(dòng)車(chē)與墻體橫向間凈距不小于0.6m、與墻縱向間凈距不小于0.5m。同時(shí)，還需考慮結(jié)構(gòu)柱與機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)后車(chē)頭的位置關(guān)系，此位置關(guān)系影響機(jī)動(dòng)車(chē)開(kāi)門(mén)舒適性。

優(yōu)化消火栓箱及立管位置，可避免消火栓箱及立管影響停車(chē)位。利用地下車(chē)庫(kù)與塔樓、設(shè)備機(jī)房等周邊不規(guī)則的墻體，將消火栓箱設(shè)置在無(wú)法布置停車(chē)位的端部墻體、邊角等部位；還可利用停車(chē)位之間的通道或柱邊不足以布置停車(chē)位的空隙設(shè)置消火栓（圖4、圖5）。

圖4 地下車(chē)庫(kù)消火栓位置優(yōu)化前

圖5 地下車(chē)庫(kù)消火栓位置優(yōu)化后

優(yōu)化緊鄰?fù)＼?chē)位區(qū)域機(jī)房、設(shè)備間、庫(kù)房等門(mén)的位置，不將門(mén)設(shè)置在停車(chē)位區(qū)域；優(yōu)化人防門(mén)及停車(chē)位位置，考慮人防門(mén)平時(shí)開(kāi)啟狀態(tài)對(duì)停車(chē)位的影響。

優(yōu)化集水坑及給排水立管位置，可避免停車(chē)位檔桿布置在集水坑蓋板上，導(dǎo)致集水坑蓋板開(kāi)啟受阻，還可避免給排水立管及其附件占用車(chē)位空間。盡量利用樓座或設(shè)備機(jī)房的邊角設(shè)置集水坑，合理避開(kāi)停車(chē)位區(qū)域，盡量減少對(duì)停車(chē)位的影響。如確實(shí)無(wú)法避免時(shí)，應(yīng)盡量將集水坑設(shè)在停車(chē)位后方或停車(chē)位檔桿外，減少對(duì)停車(chē)位和設(shè)備的影響。

優(yōu)化機(jī)電管線排布，避免機(jī)電管線影響停車(chē)位凈高。針對(duì)車(chē)位區(qū)域上部機(jī)電管線復(fù)雜交錯(cuò)部位，應(yīng)使用BIM技術(shù)對(duì)機(jī)電管線進(jìn)行綜合排布，對(duì)凈高不滿足車(chē)位使用要求的部位，提前對(duì)機(jī)電管線路由進(jìn)行優(yōu)化，保證車(chē)位凈高的同時(shí)，使車(chē)位區(qū)域管線排布整齊、美觀。

2.4 數(shù)據(jù)更新與驗(yàn)證

根據(jù)分析報(bào)表，對(duì)存在使用問(wèn)題的停車(chē)位進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，同步更新BIM模型后，再次運(yùn)行停車(chē)位分析插件，更新BIM停車(chē)位分析報(bào)表，驗(yàn)證停車(chē)位優(yōu)化結(jié)果，直至使用受限的停車(chē)位優(yōu)化完成（圖6）。

圖6 停車(chē)位空間智能化分析流程

3 結(jié)論

地下車(chē)庫(kù)停車(chē)位問(wèn)題是目前房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一，采用基于BIM的停車(chē)位空間智能化分析，可以使停車(chē)位設(shè)計(jì)與分析更加高效、準(zhǔn)確，極大地提高了停車(chē)位規(guī)劃設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。工程項(xiàng)目應(yīng)從規(guī)劃階段及時(shí)引入BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)階段利用BIM技術(shù)進(jìn)行停車(chē)位分析及優(yōu)化，并將設(shè)計(jì)階段的建筑信息模型有效傳遞至施工階段，保證停車(chē)位分析與優(yōu)化措施的落地。