基于BIM的停車位空間智能化分析應用探討

鄭常春，李磊，陳彩渝，楊文杰

（中機中聯工程有限公司，重慶 400039）

0 引言

地下車庫開發成本較高，房地產開發商往往要求建筑設計方按規范的基本要求進行設計。建筑設計方一般采用傳統二維設計，但由于車庫空間和管線復雜，部分車庫停車空間設計粗放，存在車道及停車布局、柱網布局不合理等問題[1]，導致地下車庫在實際投入使用中部分停車位使用受限，常常引起客戶投訴。目前，大多通過人工采用二維平面對停車位進行分析，錯判漏判在所難免。利用BIM三維技術結合Revit二次開發，對地下車庫停車位是否影響使用的智能化分析以及對停車位的優化就顯得尤為重要。

1 常規停車位分析

常規BIM車庫分析會首先創建地下車庫土建和機電模型并進行深化，放置停車位及機動車模型，進行地下車庫機電管線綜合排布，以達到模擬車庫停車位真實情況。BIM模型可以直觀瀏覽各停車位周圍的消火栓位置、給排水立管與閥門附件位置、集水坑位置、與墻柱的間距、上部機電管線排布、附近房門位置等情況，為停車位分析提供可視化分析環境。但受限于軟件功能上的不足，且目前市面上尚無針對BIM模型的停車位三維分析軟件，停車位分析工作仍需通過人工完成，質量無法得到保證且效率低。

2 停車位空間智能化分析與優化

2.1 影響停車位使用的常見問題

當今建筑項目對主體建筑品質要求越來越高，同時，配建設施的品質提升也不應被忽略。在車庫的實際使用中，配建停車位除了在確保使用功能安全的前提下，還應考慮為車主帶來便捷、舒適的停車感受。停車位及周邊空間細部設計能直接影響使用者的停車體驗，甚至影響人們對小區或商業品質的主觀判斷。

通過對重慶市主要開發商的實際項目停車位設計與使用情況進行調研，發現影響停車位使用的常見問題有：（1）機動車之間及機動車與墻、柱、護欄之間的最小間距影響停車位舒適使用[2]；（2）消火栓與立管或排水立管與閥門附件的設置影響停車位的正常使用；（3）停車位設置在機房、設備間、庫房等門的位置，停車后遮擋房門，進出房門或運送設備、貨物時影響停車位使用，人防門平時開啟狀態影響停車位的正常使用；（4）停車位檔桿布置在集水坑蓋板上，影響蓋板的開啟；（5）停車位上部由于機電管線復雜或有其他構筑物，影響停車位的正常使用。

2.2 Revit二次開發的停車位空間智能化分析

得益于前端BIM模型的搭建和建筑數據庫的建立，停車位空間分析可直接在三維模型中進行可視化分析，充分利用前端BIM成果，實現建筑數據庫的二次挖掘利用，實現停車位設計的高效、準確分析（圖1、圖2）。本研究采用C#的二次程序開發的方式，針對影響停車位使用的常見問題，通過計算機運算、程序邏輯判斷，對每個停車位的功能使用性進行快速評估，生成分析報表，作為停車位規劃設計的參考依據。

圖1 地下車庫BIM模型局部1

本研究主要借助Microsoft Visual Studio和Revit API專業開發工具[3]，在Revit軟件平臺上完成了BIM停車位分析二次開發（圖3）。首先通過WPF用戶交互界面取得了將要分析的停車位圖元“Element Instance”，傳入程序段后計算出停車位幾何圖元的平面投影形狀，幾何修飾后，通過豎向拉伸形成停車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）中的其他元素來判斷構筑物與停車位空間關系，最后根據不同相交結果輸出停車位空間分析報告。從其他構筑物是否侵入停車位使用空間和停車位凈高兩個方面出發，保證停車位規劃設計在不被其他構筑物干涉或半干涉的前提下，又能通過優化機電管線路由，提升停車位凈空，從而提高使用舒適度。

圖3 Revit二次開發用戶界面

使用本程序設計方法，可以在短時間內完成上百個停車位的分析，極大地提高了停車位規劃設計效率和設計質量。通過對既有BIM數據庫的深入挖掘、BIM模型的衍生應用，不難發現信息孤島現象作為BIM技術的任督二脈，一旦打通，對建設工程全生命周期產生的大數據的有機管理、互聯互通、智慧孿生具有積極意義，同時，對建筑工程提質增效、綠色友好可持續發展具有深遠意義[4]。

2.3 停車位空間優化措施

通過運行基于Revit二次開發的停車位分析插件，得到BIM停車位分析報表，針對影響停車位使用的問題類別，提出相應優化建議。

前期方案規劃階段應避免地下室輪廓出現大量斜邊、銳角，減少地下室無效空間，保證地下室輪廓總體簡潔方正，避免局部無必要的轉折，更有利于布置停車位，增加有效停車位。地下車庫應合理設置柱網間距，除了考慮經濟性外，還需考慮與墻體位置的柱網間距，應能保證機動車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，還需考慮結構柱與機動車停車后車頭的位置關系，此位置關系影響機動車開門舒適性。

優化消火栓箱及立管位置，可避免消火栓箱及立管影響停車位。利用地下車庫與塔樓、設備機房等周邊不規則的墻體，將消火栓箱設置在無法布置停車位的端部墻體、邊角等部位；還可利用停車位之間的通道或柱邊不足以布置停車位的空隙設置消火栓（圖4、圖5）。

圖4 地下車庫消火栓位置優化前

圖5 地下車庫消火栓位置優化后

優化緊鄰停車位區域機房、設備間、庫房等門的位置，不將門設置在停車位區域；優化人防門及停車位位置，考慮人防門平時開啟狀態對停車位的影響。

優化集水坑及給排水立管位置，可避免停車位檔桿布置在集水坑蓋板上，導致集水坑蓋板開啟受阻，還可避免給排水立管及其附件占用車位空間。盡量利用樓座或設備機房的邊角設置集水坑，合理避開停車位區域，盡量減少對停車位的影響。如確實無法避免時，應盡量將集水坑設在停車位后方或停車位檔桿外，減少對停車位和設備的影響。

優化機電管線排布，避免機電管線影響停車位凈高。針對車位區域上部機電管線復雜交錯部位，應使用BIM技術對機電管線進行綜合排布，對凈高不滿足車位使用要求的部位，提前對機電管線路由進行優化，保證車位凈高的同時，使車位區域管線排布整齊、美觀。

2.4 數據更新與驗證

根據分析報表，對存在使用問題的停車位進行設計優化，同步更新BIM模型后，再次運行停車位分析插件，更新BIM停車位分析報表，驗證停車位優化結果，直至使用受限的停車位優化完成（圖6）。

圖6 停車位空間智能化分析流程

3 結論

地下車庫停車位問題是目前房地產開發商關注的重點內容之一，采用基于BIM的停車位空間智能化分析，可以使停車位設計與分析更加高效、準確，極大地提高了停車位規劃設計效率和設計質量。工程項目應從規劃階段及時引入BIM技術，設計階段利用BIM技術進行停車位分析及優化，并將設計階段的建筑信息模型有效傳遞至施工階段，保證停車位分析與優化措施的落地。