劉芳

(廣州市第一建筑工程有限公司，廣東廣州 510060)

BIM技術在實現(xiàn)3m樓層凈空中的應用

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技術的模擬優(yōu)化功能實現(xiàn)樓層裝飾完成面凈空高度達到3 m的方法，為BIM技術的推廣應用提供了依據(jù)。

BIM技術，建模，樓板，管線

0 引言

辦公空間的設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技術在國內建筑業(yè)的日益普及，如何將其更好地應用于現(xiàn)場施工管理，使BIM技術真正服務于項目生產，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技術的模擬優(yōu)化功能實現(xiàn)樓層裝飾完成面凈空高度達到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有力的競爭對手。經過對這些寫字樓的調研發(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，僅有少部分能達到2.9m，基本沒有達到3.0 m的。這說明，要實現(xiàn)3.0 m樓層凈空高度的目標是一項非常艱巨的任務。

圖1 廣州市珠江新城核心商務區(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，對標準層進行精確的建模。

2.1 建筑專業(yè)建模

根據(jù)設計單位提供的二維圖紙應用BIM技術重新建模，將實體建筑物通過數(shù)字技術建立模型，技術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，避免了重復操作，減輕了繪制負擔。當存在設計錯誤需要進行設計變更時，只需利用BIM軟件進行相關結構的參數(shù)修改，與之相關的其他結構會自動更新。而且，利用BIM軟件，可以很方便得到虛擬建筑的平、立、剖面等相關視圖。

2.2 結構專業(yè)建模

在財富中心項目中，以梁、柱等結構構件為基本對象，運用BIM技術建立三維實體參數(shù)化模型，通過模型來反映結構的真實信息。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件的非幾何特征，如材料信息。

2.3 機電模型建立

財富中心項目在機電方面的建模工作是運用Revit MEP軟件。某一系統(tǒng)的機電管線和設備建完之后才進行下一個系統(tǒng)的建模工作，直到所有機電模型建完。其中，機電管線的標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、管線預留洞口位置、風管定位和尺寸、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，這同時牽涉到結構、機電、裝修等多個專業(yè)，而且梁截面尺寸的調整會直接影響鋼結構圖紙深化和制作加工的進度，因此必須在施工前完成優(yōu)化和修改工作。

通過對標準層多個部位進行剖切比較，最終選取風管出核心筒的部位(剖面1)和轉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行分析。圖2為標準層綜合管線局部模型圖(頂部透視圖)。

圖2 標準層綜合管線局部模型圖（頂部透視圖）

通過分析對比得出，風管出核心筒的部位樓層凈空高度為2.63 m，而核心筒轉角部位凈空高度為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)上層樓板結構和架空樓板。

鋼筋混凝土結構樓板厚度120 mm，受隔聲和結構承載力要求限制;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。

結構鋼梁截面為WH450×250，高度為450 mm，外包20 mm厚防火涂料。

3)主送風管。

空調主送風管截面尺寸為1 700mm×560mm，由核心筒內風管井引出外樓面(其結構預留洞緊貼鋼梁邊，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的分配風管。由于支風管沿鋼梁垂直方向布置，需在鋼梁底下通過，若主送風管貼近梁面布置于鋼梁之間，則會因為主送風管離鋼梁太近，造成三通沒有足夠的空間連接支管，故主風管只能壓低標高，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)管線在經過空調機房出口時必需繞至風管底部布置。

風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

如果按原設計進行布置，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，將遠遠低于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，需針對以下幾點進行優(yōu)化調整:

1)空調主送風管需利用鋼梁之間的空隙進行布置。

2)支送風管的高度不能大于260 mm(包含30 mm的結構誤差)。

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

針對分析出來的主要影響因素，對BIM模型進行了如下優(yōu)化工作:

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

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

3)由于管線集中于靠近核心筒一側，如果經復核后可滿足承載力要求，則鋼梁可設置為變截面結構，局部降低梁截面高度。通過把優(yōu)化意見提交給原設計單位——華南理工大學建筑設計研究院，經過其復核計算后，同意將靠近核心筒一側的局部鋼梁截面高度由450 mm調整為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)化調整后的綜合管線布置方案圖。

圖3 優(yōu)化調整后的綜合管線布置方案圖

3.3 技術交底

通過上述優(yōu)化措施，理論建筑樓層凈空高度可達到3 m的目標要求。隨后組織各專業(yè)施工單位進行技術交底，并落實現(xiàn)場按優(yōu)化方案進行安裝施工。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 結語

本項目通過模擬優(yōu)化，在標準層層高為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技術模擬優(yōu)化功能的應用，展示了BIM技術強大的功能支持，應該不斷取BIM之精華不斷應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.混凝土結構及砌體結構［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，2012.

［3］ 楊 勇.BIM技術在機電安裝工程中的綜合運用［J］.中國高新技術企業(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