BIM技術(shù)在實現(xiàn)3m樓層凈空中的應(yīng)用

劉芳

(廣州市第一建筑工程有限公司，廣東廣州 510060)

BIM技術(shù)在實現(xiàn)3m樓層凈空中的應(yīng)用

劉芳

(廣州市第一建筑工程有限公司，廣東廣州 510060)

以財富中心項目為例，通過建立BIM模型，分析了影響樓層凈空高度的因素，探討了利用BIM技術(shù)的模擬優(yōu)化功能實現(xiàn)樓層裝飾完成面凈空高度達(dá)到3 m的方法，為BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了依據(jù)。

BIM技術(shù)，建模，樓板，管線

0 引言

辦公空間的設(shè)計首先要滿足人們工作過程中的基本需要，并有利于提高工作效率和使用者的舒適度，而提高樓層凈空高度是提高舒適度的一個重要手段，更高的凈空高度可以讓使用者得到更寬闊的空間感，使辦公空間更大氣［1，2］。隨著BIM技術(shù)在國內(nèi)建筑業(yè)的日益普及，如何將其更好地應(yīng)用于現(xiàn)場施工管理，使BIM技術(shù)真正服務(wù)于項目生產(chǎn)，已成為建筑施工單位一道新的課題［3］。

本文以廣州市財富中心項目為例，介紹了如何利用BIM技術(shù)的模擬優(yōu)化功能實現(xiàn)樓層裝飾完成面凈空高度達(dá)到3 m。

1 工程概況

廣州市珠江新城商業(yè)、辦公樓1幢B2-10地塊(以下簡稱“財富中心項目”)，位于廣州市珠江新城CBD核心商務(wù)區(qū)上，建筑面積210 477 m2，建筑高度309.4 m，包括地下4層和地上68層。

財富中心項目定位為區(qū)域總部級寫字樓，而周邊林立著廣州市最高端的寫字樓，包括西塔、富力盈隆廣場、利通廣場、廣州銀行大廈、富力盈凱大廈、珠江城廣場、廣晟大廈(如圖1所示)，還有正在建設(shè)的東塔等，無論是規(guī)模、高度，還是裝修定位，都是財富中心項目強(qiáng)有力的競爭對手。經(jīng)過對這些寫字樓的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在同類項目層高同為4.2 m的前提下，它們完成后的樓層凈空高度一般只能控制在2.6m～2.8m，僅有少部分能達(dá)到2.9m，基本沒有達(dá)到3.0 m的。這說明，要實現(xiàn)3.0 m樓層凈空高度的目標(biāo)是一項非常艱巨的任務(wù)。

圖1 廣州市珠江新城核心商務(wù)區(qū)示意圖

2 BIM模型建立

根據(jù)各專業(yè)施工圖和管線綜合平面圖，對標(biāo)準(zhǔn)層進(jìn)行精確的建模。

2.1 建筑專業(yè)建模

根據(jù)設(shè)計單位提供的二維圖紙應(yīng)用BIM技術(shù)重新建模，將實體建筑物通過數(shù)字技術(shù)建立模型，技術(shù)人員只需要輸入建筑實體的空間位置、尺寸及布局等一系列的信息，避免了重復(fù)操作，減輕了繪制負(fù)擔(dān)。當(dāng)存在設(shè)計錯誤需要進(jìn)行設(shè)計變更時，只需利用BIM軟件進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)的參數(shù)修改，與之相關(guān)的其他結(jié)構(gòu)會自動更新。而且，利用BIM軟件，可以很方便得到虛擬建筑的平、立、剖面等相關(guān)視圖。

2.2 結(jié)構(gòu)專業(yè)建模

在財富中心項目中，以梁、柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件為基本對象，運用BIM技術(shù)建立三維實體參數(shù)化模型，通過模型來反映結(jié)構(gòu)的真實信息。所建立的模型不但能直觀了解建筑物的幾何特征，而且還能從不同角度查看建筑構(gòu)件的非幾何特征，如材料信息。

2.3 機(jī)電模型建立

財富中心項目在機(jī)電方面的建模工作是運用Revit MEP軟件。某一系統(tǒng)的機(jī)電管線和設(shè)備建完之后才進(jìn)行下一個系統(tǒng)的建模工作，直到所有機(jī)電模型建完。其中，機(jī)電管線的標(biāo)高是建模的重難點部分。

3 模擬優(yōu)化，實現(xiàn)3 m樓層凈空

3.1 影響因素分析

利用BIM建模分析，了解到樓層凈空高度受多種因素綜合影響，包括:梁截面高度、管線預(yù)留洞口位置、風(fēng)管定位和尺寸、縱橫交錯的各類管線布置、樓板厚度(含架空樓板)、天花吊頂、燈盤位置等，這同時牽涉到結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修等多個專業(yè)，而且梁截面尺寸的調(diào)整會直接影響鋼結(jié)構(gòu)圖紙深化和制作加工的進(jìn)度，因此必須在施工前完成優(yōu)化和修改工作。

通過對標(biāo)準(zhǔn)層多個部位進(jìn)行剖切比較，最終選取風(fēng)管出核心筒的部位(剖面1)和轉(zhuǎn)角處鋼梁截面高度最大(剖面2)的兩處最不利位置，對3 m樓層凈空高度影響因素進(jìn)行分析。圖2為標(biāo)準(zhǔn)層綜合管線局部模型圖(頂部透視圖)。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)層綜合管線局部模型圖（頂部透視圖）

通過分析對比得出，風(fēng)管出核心筒的部位樓層凈空高度為2.63 m，而核心筒轉(zhuǎn)角部位凈空高度為2.85 m，前者凈空高度較小，比較不利，其高度主要受以下幾個因素限制:

1)上層樓板結(jié)構(gòu)和架空樓板。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)樓板厚度120 mm，受隔聲和結(jié)構(gòu)承載力要求限制;架空樓板厚度120 mm，由于架空樓板自身有厚度，其下有線槽通過。

2)鋼梁。

結(jié)構(gòu)鋼梁截面為WH450×250，高度為450 mm，外包20 mm厚防火涂料。

3)主送風(fēng)管。

空調(diào)主送風(fēng)管截面尺寸為1 700mm×560mm，由核心筒內(nèi)風(fēng)管井引出外樓面(其結(jié)構(gòu)預(yù)留洞緊貼鋼梁邊，平行于鋼梁布置)，再通過三通分配為兩支尺寸均為1 600 mm×360 mm的分配風(fēng)管。由于支風(fēng)管沿鋼梁垂直方向布置，需在鋼梁底下通過，若主送風(fēng)管貼近梁面布置于鋼梁之間，則會因為主送風(fēng)管離鋼梁太近，造成三通沒有足夠的空間連接支管，故主風(fēng)管只能壓低標(biāo)高，緊貼鋼梁底布置。

4)核心筒周邊為主管線布置最集中的部位，其余的系統(tǒng)管線在經(jīng)過空調(diào)機(jī)房出口時必需繞至風(fēng)管底部布置。

風(fēng)管出核心筒部位的建筑完成面凈空高度詳情如表1所示。

表1 建筑完成面凈空高度分析 m

如果按原設(shè)計進(jìn)行布置，建筑完成面的凈空理論值只有2.63 m，如果再扣除施工誤差，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于3 m樓層凈空高度的要求。因此，若要實現(xiàn)3 m凈空高度要求，需針對以下幾點進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整:

1)空調(diào)主送風(fēng)管需利用鋼梁之間的空隙進(jìn)行布置。

2)支送風(fēng)管的高度不能大于260 mm(包含30 mm的結(jié)構(gòu)誤差)。

3)核心筒周邊通道必須具備620 mm的高度空間。

3.2 優(yōu)化方案確認(rèn)

針對分析出來的主要影響因素，對BIM模型進(jìn)行了如下優(yōu)化工作:

1)將主風(fēng)管接支風(fēng)管的三通連接改為靜壓箱連接，確保支風(fēng)管通過靜壓箱過渡時不會受到鋼梁的影響，成功的把主風(fēng)管的標(biāo)高向上提高了。

2)把原來的2條1 600 mm×360 mm的支風(fēng)管改為4條1 400 mm×250 mm的支風(fēng)管，均與靜壓箱連接，且支風(fēng)管頂部緊貼鋼梁布置，這樣做，壓縮了風(fēng)管的截面高度，也提高了支風(fēng)管的安裝高度。

3)由于管線集中于靠近核心筒一側(cè)，如果經(jīng)復(fù)核后可滿足承載力要求，則鋼梁可設(shè)置為變截面結(jié)構(gòu)，局部降低梁截面高度。通過把優(yōu)化意見提交給原設(shè)計單位——華南理工大學(xué)建筑設(shè)計研究院，經(jīng)過其復(fù)核計算后，同意將靠近核心筒一側(cè)的局部鋼梁截面高度由450 mm調(diào)整為300 mm，則凈空高度由原先的490 mm上升到640 mm，滿足安裝布置要求。

圖3為優(yōu)化調(diào)整后的綜合管線布置方案圖。

圖3 優(yōu)化調(diào)整后的綜合管線布置方案圖

3.3 技術(shù)交底

通過上述優(yōu)化措施，理論建筑樓層凈空高度可達(dá)到3 m的目標(biāo)要求。隨后組織各專業(yè)施工單位進(jìn)行技術(shù)交底，并落實現(xiàn)場按優(yōu)化方案進(jìn)行安裝施工。圖4為現(xiàn)場實際施工情況與BIM模型對比圖。

圖4 現(xiàn)場實際施工情況與BIM模型對比圖

4 結(jié)語

本項目通過模擬優(yōu)化，在標(biāo)準(zhǔn)層層高為4.2 m的前提下，實現(xiàn)了裝飾完成面凈空高度為3 m，為項目增值，提高了項目的市場競爭力。同時，通過BIM技術(shù)模擬優(yōu)化功能的應(yīng)用，展示了BIM技術(shù)強(qiáng)大的功能支持，應(yīng)該不斷取BIM之精華不斷應(yīng)用于實際的工程項目中，推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

［1］ 羅福午，方鄂華，葉知滿.混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)［M］.第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［2］ 黃杰能.南方地區(qū)高層住宅樓層公共空間舒適性實例研究［D］.廣州:華南理工大學(xué)，2012.

［3］ 楊 勇.BIM技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的綜合運用［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2015(23):46-47.

Application of the BIM technology in realizing 3 meters of floor clearance

Liu Fang

(Guangzhou First Building Engineering Limited Company，Guangzhou 510060，China)

Taking the fortune center project as an example，through the establishmentof BIM model，this paper analyzed the factors influence of floor clearance height，discussed themethod using the simulation optimization function of BIM technology realization of floor decoration finished surface headroom 3 m floor clearance，provided basis for the application of BIM technology.

BIM technology，modeling，floor，pipeline

TP319

A

1009-6825(2015)29-0106-02

2015-08-01

劉 芳(1990-)，女，碩士