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1、中国BIM高级研修班（第四期）结业论文汇报汇报人：许建国工作单位：聊城昌润住房开发建设有限公司BIM技术在地下车库设计中的应用BIM技术在地库设计技术在地库设计中的应用中的应用一、引 言二、大型地库的现状设计 三、BIM在大型地库设计施工中的应用价值四、昌润莲城祥荷园地库工程BIM技术的应用一、引一、引 言言BIM是源自于“Building Information Modeling”的缩写，即建筑信息模型。该技术通过数字化手段，在计算机中建立出一个虚拟建筑，提供一个单一、完整、包含逻辑关系的建筑信息库，其本质是一个按照建筑直观物理形态构建的数据库，记录了各阶段的所有数据信息。BIM应用的精髓在
2、于这些数据能贯穿项目的整个寿命期，对项目的建造及后期的运营管理持续发挥作用。随着城市化水平的提高，项目建设密度和规模越来越大，为满足更大规模的居民停车需求，大型地库或者立体车库也应运而生。随着工程复杂性的逐渐升高，传统平面绘图表现力的缺陷逐渐显露出来，管线综合排布控制的难度越来越大，在很多方面已经不能满足工程管线综合排布的需求，全面的将BIM技术应用到管线综合排布中有着较为重要的意义。二、大型地库的设计现状二、大型地库的设计现状大型地库设计中不仅包括一般民用建筑中的强电、弱电、通风、采暖、给水、消防、排水、照明，同时大部分地库中配建了人防区域，相应的人防设施自然也被设置到地库中，进一步加大了地
3、库管线的综合设计施工难度。目前地库的传统设计工作主要是基于CAD平台，利用平、立、剖等二维视图方式展现各个专业设计方案。二维图纸对三维的实体展现能力有限，对复杂项目和复杂节点难以表述，设计意图的传递受限。二维图纸通过线条对地库复杂空间图形层面的描述，除了几何信息的表达无法附加其他信息，不同专业之间的设计图纸不具备关联性。局限于图纸层面的信息传递、交流效率低，专业之间极易形成信息孤岛，造成专业冲突。在实际的设计过程中，一般的设计院各专业之间的联动性不强，加之人防又属于专项设计，与综合院的设计人员之间缺少必要的沟通和交流，经常导致压力管道穿人防区，管线碰撞严重。有些建设单位在下达设计任务书时，要求
4、设计单位进行叠图处理，这在一定程度上可以避免部分平面上管线冲突的发生，但是空间上的碰撞仍难以预见，给施工造成很大的麻烦。1. 1. 优优化化结结构构设计设计3. 3. 多多专业协专业协同同设计设计2. 三三维维模型模型创创建建4. 4. 管线综合与碰撞检查管线综合与碰撞检查三、三、BIM在大型地库设计施工中的应用价值在大型地库设计施工中的应用价值5.5.通过模拟仿真，实现出入口、采光口、行进路线的优化通过模拟仿真，实现出入口、采光口、行进路线的优化大型地库具有建筑面积大、管线复杂、空间弹性大、专业协同内容多，不仅需要对地库所有管线的设计施工进行优化碰撞，同时还需要充分考虑车库使用的舒适性，比如
5、采光照明（采用自然光的位置及其综合布点）、标识系统设计、车辆行驶的安全性、地库内的人车分流等。BIM技术在地库设计中的技术应用主要体现在右示几个方面：0103优化结构设计地库结构设计中的顶板选型一般为柱支撑密肋梁楼盖和无梁楼盖，受相关规范的限制（可加备注）也有各种结构类型并存的情况。不同楼盖结构板和不同的柱梁体系，对于造价有十分明显的影响。不同的柱距对于停车效率也有极大的差别，进而影响销售收益。因此需要利用BIM模型，对比不同结构模型下的经济性，实现投资收益的最大化。多专业协同设计地库设计涵盖专业众多，综合性较强。BIM技术的应用可以取代现有落后的图纸参照协同方式，为多专业的协同设计提供技术支
6、持。BIM技术在倡导三维实体建模的同时，更加注重构件信息的录入与利用。通过中心模型文件的创建，各专业设计人员的信息及时更新，传递效率和质量大幅提升，减少专业冲突，解决地库设计专业繁多，配合困难的问题。0204三维模型创建BIM最为重要的就是通过三维建模实现对建筑物空间及空间内部构件或者管线布置的直观展示。地库的层高与经济效益直接关联，通过不同模型的展示，依托于BIM模型的数据平台，各专业设计成果在统一的数据和模型环境中集成，并通过模拟施工阶段不同工序的有效组织，可以达到有效降低地库层高的目的。管线综合及碰撞检查通过将BIM技术应用到管线综合排布中，能够将传统的二维图纸转变为形象的三维模型，工程
7、技术人员能够直观的了解到管线布置的具体位置，更好的减少管线布置错误的发生。BIM技术自带管线碰撞检查功能，能够将管线综合排布中出现的管线碰撞情况有效的检查出来，更好的保证管线综合排布的质量。并可以通过碰撞检测和工程师的施工经验找到模型中不利于施工的区域，及时给设计方反馈，提出整改意见和建议。三维模型创建所有的子模型都是在同一个基础模型上生成的，这个基础模型包括了建筑物最基本的构架：场地的地理坐标与范围、柱、梁、楼板、墙体、楼层、建筑空间等，而专业的子模型就是在基础模型的上面添加各自的专业构件形成的，这里专业子模型与基础模型的关系就相当于一个引用与被引用的关系，基础模型的所有信息被各个子模型共享
8、。05通通过模模拟仿真，仿真，实现出入口、采光口、行出入口、采光口、行进路路线的的优化化地库设计中，不仅要考虑其经济性，更要考虑业主使用的舒适性。通过虚拟漫游功能，解决地库中影响实际使用的环境因素。首先各出入口的设计应充分考虑不同类型车辆的安全通过性，通过对车库入口净高、坡度的反复模拟，确定最佳数据。其次越来越大的地库对于自然采光的要求越来越多，通过对自然光和辅助照明的模拟分析，实现采光口的合理布置，以达到节约能源并打造景观地库的目的。在大型地库中，通过BIM虚拟漫游，设置合理有效的标识系统和引导路线，可以达到引导业主快速通行。避免车辆拥堵的现象。四、昌润莲城祥荷园地库工程四、昌润莲城祥荷园地
9、库工程BIMBIM技术的应用技术的应用2. 2.利用利用BIMBIM模型对工程进模型对工程进行结构优化行结构优化1. 1.项目工程概况项目工程概况4.4.管线综合和碰撞检查管线综合和碰撞检查分析分析5. 5.模拟优化模拟优化3. 3.利用三维建模优化空利用三维建模优化空间，并解决各专业的间，并解决各专业的施工顺序施工顺序6. 6.应用成果应用成果1. 项目工程概况昌润莲城祥荷园地下车库，建筑面积72137，其中人防配建面积17669。设计车位2278个。在平面图中共布置车库出入口6个。基础形式为独立柱基+防水板，地库楼盖原设计采用柱支撑现浇密肋楼盖，柱距8.2m8.2m。车库层高人防区3.7m
10、，非人防区3.6m。地面采用金刚砂地面，出入口采用耐磨止滑面层。昌润莲城祥荷园地库平面布置图昌润莲城祥荷园地库平面布置图2. 利用BIM模型对工程进行结构优化祥荷园地库结构原设计为密肋梁楼盖，柱距布置基本合理。通过BIM 模型，进行结构分析，对于满足规范要求的地方调整楼盖形式，部分采用无梁楼盖设计，存在一定程度的经济优势。同时利于车库空间的使用。BIM优化后的主次肋平面图BIM优化后的结构布置图通过利用BIM模型进行结构优化，发现：（1）关于防水板：建议板厚改为250mm，或者仍采用300mm，但是降低配筋。同时建议柱下板带板底钢筋进行增强。（2）关于密肋楼盖：建议采用非标准模壳，降低主肋梁尺
11、寸，降低托板尺寸及厚度。经核算，各项尺寸均有所减小，且满足设计和优化要求。同时优化后的主肋梁低筋节省5%。顶板的次肋梁尺寸截面降低，节省了混凝土用量。托板尺寸减小，高度降低，虽然纵筋略有增大，但是箍筋节约很多。3. 利用三维建模优化空间，并解决各专业施工顺序根据祥荷园地库的施工图纸，在Revit软件中创建建筑、结构、给排水、消防、电气照明、排烟风管等各专业模型，根据地库的具体功能分区，对人防和非人防区分别进行模型搭建。通过模型搭建，反映出以下问题：（1）部分区域满足不了净高要求。部分区域因管线交叉，无法达到2.2m有效净高的要求。并因此影响到车辆通行，进而影响到消防验收。（2）照明灯具被管线遮
12、挡，无法满足地库的有效照度。无法达到设计要求。（3）部分压力管道穿人防区。因人防区的特殊专业要求，对于压力管道进入有一定条件的限制。因此，必须对此进行调整。通过模型搭建，为后期施工，各专业的施工组织提供了较为合理的依据。这需要依赖于BIM的信息共享和有效传递。4. 管管线综合和碰撞分析线综合和碰撞分析 祥荷园地库的设计施工涉及到电力、通风、排烟、采暖、给水、排水、消防、照明及通信等相关专业，所要布置的管线较多，交叉严重。通过BIM模型整合各个专业，对所有管线统一到一个平台上进行对比。同时结合既有工程实际存在的问题，提出重点整改区域。通过碰撞分析发现存在排烟管道与消防管道、通风管道与采暖管道、强
13、电桥架存在碰撞情况，桥架管道与喷淋管道存在碰撞情况，采暖管道与防火卷帘门、消防管存在碰撞情况。此外也存在部分喷淋管道穿过建筑隔墙的情况。针对上述问题，对原有管线综合排布模型进行了调整，按照“小管道让大管道”的原则进行了系统优化布置，修改了部分管道布置的标高，然后对整个系统进行了重新布置。碰撞过程中出现在既有工程中的问题，如图所示：以祥荷园地库的建筑结构施工图为数据基础，通过虚拟动画模拟有效的解决了以下问题：（1）地库光照问题。利用BIM 模拟进行地库自然采光和辅助照明的分析，针对不同位置空间、功能需求，合理的布置光源级别，在满足正常使用需求的基础上，做到促进环保节能应用。（2）优化地库标识设计
14、和导视系统。通过虚拟漫游软件，对地库的标识系统进行有效的调整，并对重点区域，如出入口、交叉口、视觉盲区等特别予以关注，做到无障碍，无死角，导视明确，标志清晰。（3）反复调整汽车出入口的坡度。通过反复的模拟分析各种汽车通行条件，制定了最为合理的汽车出入口的坡度，既能保证汽车通行的空间要求，又必须满足设计上的止水效果和耐滑的功能要求。（4）通过对灰色空间进行模拟，及时调整了车位空间，有效增加了近100个车位，获得了直接的经济收益。5. 模拟优化汽车坡道挡车问题模拟优化后的汽车坡道施工图昌润莲城祥荷园地下车库BIM技术的应用，由建设单位BIM技术人员配合有关的BIM咨询机构、设计人员合作完成，成果显
15、著，效益明显。不仅提高了决策速度，更直接有效的降低了成本，加快了施工进度，同时也为项目运维阶段的BIM应用奠定了基础。6. 应用成果结束语BIM技术在大型地库设计施工中的应用已经广为业界所接受。基于BIM技术的地库空间及管线综合、空间优化，已经成为项目今后的基本应用点。同时我们也清楚的知道BIM技术还将有非常大的发展空间，对整个建筑行业的影响将是全面性的、革命性的。BIM目前仍处于初级阶段，经过近几年的推广，BIM技术在施工企业的应用已得到一定程度的普及，在工程量计算、协同管理、深化设计、虚拟建造、资源计划、工程档案与信息集成等方面发展成熟了一大批应用点。希望本文能够对BIM技术的推广有一定的帮助。谢谢各位，敬请指教。谢谢各位，敬请指教。Thank you for your criticism19以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！以上有不当之处，请大家给与批评指正，谢谢大家！
