BIM技術在酒店設計檢測及優化分析中應用研究

王成武, 陳劍波, 劉康發

(1.上海理工大學 環境與建筑學院,上海 200093; 2.悉地國際設計顧問有限公司,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技術在酒店設計檢測及優化分析中應用研究

王成武1,2, 陳劍波1, 劉康發2

(1.上海理工大學 環境與建筑學院,上海 200093; 2.悉地國際設計顧問有限公司,上海 200092)

在高檔酒店設計過程中,各酒店管理公司會提出較多高于規范的要求.除了要依據《酒店設計任務書》外,還要考慮酒店管理公司設計顧問提出的意見.近年來建筑信息模型(BIM)技術在建筑設計領域得到了廣泛的應用,以海南軟件園酒店項目為例,根據設計院提供的初步設計圖紙及業主的要求,通過BIM系統建模,并就BIM技術在酒店設計中的主要應用進行了分析,優化原始平面設計,進行碰撞檢查、管線綜合優化調整及漫游和凈高檢查,有利于建立機電模型構件的施工標準,提高施工質量,為項目的安全建設提供了良好的管理平臺.實踐表明BIM技術在建筑設計中的應用具有重要意義.

建筑信息模型; 酒店設計; 管線碰撞; 優化設計

建筑信息模型BIM(building information modeling)是以建筑工程項目的各相關信息數據作為模型的基礎,進行建筑模型的建立[1-2].將設計與分析、可視化與仿真、協同施工、維護管理貫穿一體[3],形成一條設計與施工一體的項目鏈條.Linderoth等[4]通過瑞典建筑公司的平臺研究分析了BIM將參與者鏈接起來形成一個網絡的過程中發揮作用的有利因素和障礙.美國華盛頓大學Dossick 等[5]研究發現,BIM實施的成功在于組織凝聚力的提升以及組織結構的優化.本文以海南軟件園酒店為例,研究了BIM技術在該項目中建筑結構與機電之間的沖突、機電各專業之間的沖突及重要沖突區域分析應用.

1 工程概況

海南生態軟件園C地塊酒店項目位于海南省澄邁縣老城經濟開發區盈濱半島、美侖河畔.本項目規劃用地面積為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.海南生態軟件園未來的發展目標是建設一個環境優美,適宜人居住、工作、投資的現代化宜居微城市.為適應對外開放和自身發展的需要,建設一座富有熱帶特色的集商務、旅游、soho辦公與接待為一體的四星級商務酒店.

2 BIM建模

根據施工圖紙,運用Autodesk公司開發的Revit軟件進行建模,Revit具有較完善的結構、建筑、機電模塊.建模工作依據海南軟件園酒店施工CAD圖紙,模型專業包含建筑、結構及機電.以BIM模型中發現的沖突問題為基礎,通過數據整理和分析,幫助建設方從多個維度掌握項目實施過程中可能存在的問題,并予以提前協調解決.利用Revit將結構、建筑及機電等專業的圖紙信息分開建模,然后集成到一個BIM模型中(如圖1所示),導出NWD文件到Navisworks軟件中作設計碰撞檢測.主要檢測包括:建筑與結構之間的沖突、建筑結構與機電之間的沖突、機電各專業之間的沖突、重要沖突區域分析.

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構、建筑及機電的BIM模型,圖1(b)所示的是運用Navisworks軟件渲染的東立面BIM模型,圖1(c)所示的是機電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信息,將項目精確完整地展現給建設方.此項目包括酒店、停車場及鏈接廊3部分.酒店為半圓形圍繞建筑,停車場有旋轉下樓車道.建筑整體有許多異形結構,且由于機電專業涉及暖通、電氣、給排水、消防等系統,管線密集,利用Revit對不同系統管道和橋架進行配色和分區,直觀地反映出設計圖紙上的位置沖突和標高重疊的問題,發揮了模型的三維可視化優勢,提高了檢查效率.

3 綜合檢測

3.1 初步設計階段BIM工作

隨著我國經濟水平的高速發展,酒店已成為了許多地方的標志性建筑之一,設計師把當地的文化等因素融合到酒店的設計上,使得所設計的酒店風格更本土化[6].

由于酒店的異形結構造型,且需要滿足酒店管理公司的特殊要求,基于現狀資料的設計驗證,需要對屋頂交通流線、大堂空間、立面造型(如圖2)、設備用房布置、豎井布置等重點問題進行分析,其次對現狀圖紙設計中的建筑類問題、結構類問題、機電類問題進行分析.

圖2 立面造型

3.2 圖紙問題檢測

根據設計單位提供的施工圖紙,利用Revit技術在項目結構和建筑的建模過程中,檢測出施工圖紙中異形結構詳圖、節點詳圖不足,以及梁碰撞等問題,檢測結果典型問題如圖3所示.

依據梁施工圖,圖3(a)所示,梁沒有給出標高和尺寸,同時也沒有標示出樓板的厚度;圖3(b)所示地下一層結構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的梁發生碰撞,此問題停車樓一到五層都存在.

在BIM建模中發現的這些建筑結構設計上的問題,及時與設計方溝通反饋,指導設計團隊對圖紙進行優化與調整.BIM技術的應用也為設計團隊理解項目復雜的空間位置,以及關鍵節點的三維位置關系等提供了較大的幫助,避免了在實際施工中造成更多財力損失,同時避免后期調整的大量人力工作.

3.3 管線綜合

在管線綜合中可能產生的碰撞涉及通風、噴淋、給排水、消火栓、電纜橋架、暖通空調、消防、通信等專業,管線排布復雜,且存在較多問題.在使用Revit對各專業設備管線建模時,對設備管線根據各專業設置不同顏色以便區分.各專業內容建模完成后導入成一體模型,再根據各專業技術要求、空間要求、施工要求以及安全規范要求等因素,使用Navisworks對管線進行碰撞檢測.部分碰撞檢測結果如圖4所示.

圖3 施工圖紙中檢測出的問題

圖4 碰撞檢測

如圖4(a)所示為地下一層風機房上空室外排水立管與加壓送風風管發生碰撞;圖4(b)所示為建筑一層健身房中生活排水立管與暖通設備發生碰撞.通過Navisworks虛擬漫游查看模型中的碰撞點,可將碰撞問題分為:建筑結構與機電之間的碰撞、機電各專業之間的碰撞.機電各專業之間的碰撞有: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管的碰撞.

針對以上問題,對模型中各個節點、碰撞點管線進行全面的調整修改,并優化了管線走向,在消除系統性碰撞的同時使設備管線排布更加科學合理.參考設計和施工要求,按照大管優先,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],分系統進行綜合調整,部分管線綜合調整前后如圖5所示.

圖5 部分管線優化前后對比

3.4 運用Navisworks軟件進行體驗模擬

在停車場上下車道、夾層下車道、自行車道、人防區和設備用房等復雜且管線較多的重點區域,為了盡量避免凈高不足、已安裝好的管線設備不返工,利用Navisworks[8]軟件進行3D第三人體驗模擬實驗(見圖6),來檢驗該項目的各個細節設計是否能達到舒適感.建設方等非專業人士可通過第三人模擬漫游,更加真實地了解該項目的設計結果[9].從圖6可以看出,自行車庫梁下實際凈高只有1.50 m,員工餐廳梁下凈高只有2.27 m,使人有較強壓迫感,同時增加了撞頭等安全隱患.利用BIM系統模擬項目,能提早發現設計的不足,降低返工率,節省工程費用,保證工期.

圖6 重點區域凈高驗證

4 結 論

BIM技術讓我們對酒店設計項目的總體掌握更加合理;對于異形結構及重要節點,通過剖切BIM三維模型獲得精確的結構、尺寸;依據施工圖紙,以BIM 模型中發現的沖突問題為基礎,通過數據整理和分析,幫助建設方從多個維度掌握項目實施過程中可能存在的問題,并予以提前協調解決.

在海南軟件園酒店項目中應用BIM取得了巨大的成效.BIM系統的可視化、虛擬化、協同化等優勢,解決了設計、施工中的管線綜合的難題,同時把設計中的不足全部暴露出來.這樣能更早地發現問題、解決問題,提升工程規劃、設計、施工的整體水平,減少在施工階段出現的設計變更,節省投資和工期,為數字化施工[10]提供依據.

[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應用基礎[M].上海:同濟大學出版社,2013.

[3] 王東,毛亮.BIM在非線性建筑設計中的應用[J].數字技術與應用,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] 蘇會人,施彪.奢華與細節——五星級酒店設計[J].現代裝飾:(理論),2015(5):128.

[7] 國家質量技術監督局,中華人民共和國建設部.GB 50289-1998,城市工程管線綜合規劃規范[S].北京:中國建筑工業出版社,1998.

[8] 韓寧,牟茗.Navisworks在建筑信息模型(BIM)技術中應用的研究[C]∥2008年全國高等學校建筑院系建筑數字技術教學研討會論文集.廣州,2008.

[9] 趙敏.BIM對建筑設計和施工的優化[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:空調系統節能技術、空調系統的優化設計與優化運行.E-mail:cjbzh@vip.sina.com

TU 712

A

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