BIM技术在实现3m楼层净空中的应用

刘芳

(广州市第一建筑工程有限公司，广东广州 510060)

BIM技术在实现3m楼层净空中的应用

刘芳

(广州市第一建筑工程有限公司，广东广州 510060)

以财富中心项目为例，通过建立BIM模型，分析了影响楼层净空高度的因素，探讨了利用BIM技术的模拟优化功能实现楼层装饰完成面净空高度达到3 m的方法，为BIM技术的推广应用提供了依据。

BIM技术，建模，楼板，管线

0 引言

办公空间的设计首先要满足人们工作过程中的基本需要，并有利于提高工作效率和使用者的舒适度，而提高楼层净空高度是提高舒适度的一个重要手段，更高的净空高度可以让使用者得到更宽阔的空间感，使办公空间更大气［1，2］。随着BIM技术在国内建筑业的日益普及，如何将其更好地应用于现场施工管理，使BIM技术真正服务于项目生产，已成为建筑施工单位一道新的课题［3］。

本文以广州市财富中心项目为例，介绍了如何利用BIM技术的模拟优化功能实现楼层装饰完成面净空高度达到3 m。

1 工程概况

广州市珠江新城商业、办公楼1幢B2-10地块(以下简称“财富中心项目”)，位于广州市珠江新城CBD核心商务区上，建筑面积210 477 m2，建筑高度309.4 m，包括地下4层和地上68层。

财富中心项目定位为区域总部级写字楼，而周边林立着广州市最高端的写字楼，包括西塔、富力盈隆广场、利通广场、广州银行大厦、富力盈凯大厦、珠江城广场、广晟大厦(如图1所示)，还有正在建设的东塔等，无论是规模、高度，还是装修定位，都是财富中心项目强有力的竞争对手。经过对这些写字楼的调研发现，在同类项目层高同为4.2 m的前提下，它们完成后的楼层净空高度一般只能控制在2.6m～2.8m，仅有少部分能达到2.9m，基本没有达到3.0 m的。这说明，要实现3.0 m楼层净空高度的目标是一项非常艰巨的任务。

图1 广州市珠江新城核心商务区示意图

2 BIM模型建立

根据各专业施工图和管线综合平面图，对标准层进行精确的建模。

2.1 建筑专业建模

根据设计单位提供的二维图纸应用BIM技术重新建模，将实体建筑物通过数字技术建立模型，技术人员只需要输入建筑实体的空间位置、尺寸及布局等一系列的信息，避免了重复操作，减轻了绘制负担。当存在设计错误需要进行设计变更时，只需利用BIM软件进行相关结构的参数修改，与之相关的其他结构会自动更新。而且，利用BIM软件，可以很方便得到虚拟建筑的平、立、剖面等相关视图。

2.2 结构专业建模

在财富中心项目中，以梁、柱等结构构件为基本对象，运用BIM技术建立三维实体参数化模型，通过模型来反映结构的真实信息。所建立的模型不但能直观了解建筑物的几何特征，而且还能从不同角度查看建筑构件的非几何特征，如材料信息。

2.3 机电模型建立

财富中心项目在机电方面的建模工作是运用Revit MEP软件。某一系统的机电管线和设备建完之后才进行下一个系统的建模工作，直到所有机电模型建完。其中，机电管线的标高是建模的重难点部分。

3 模拟优化，实现3 m楼层净空

3.1 影响因素分析

利用BIM建模分析，了解到楼层净空高度受多种因素综合影响，包括:梁截面高度、管线预留洞口位置、风管定位和尺寸、纵横交错的各类管线布置、楼板厚度(含架空楼板)、天花吊顶、灯盘位置等，这同时牵涉到结构、机电、装修等多个专业，而且梁截面尺寸的调整会直接影响钢结构图纸深化和制作加工的进度，因此必须在施工前完成优化和修改工作。

通过对标准层多个部位进行剖切比较，最终选取风管出核心筒的部位(剖面1)和转角处钢梁截面高度最大(剖面2)的两处最不利位置，对3 m楼层净空高度影响因素进行分析。图2为标准层综合管线局部模型图(顶部透视图)。

图2 标准层综合管线局部模型图（顶部透视图）

通过分析对比得出，风管出核心筒的部位楼层净空高度为2.63 m，而核心筒转角部位净空高度为2.85 m，前者净空高度较小，比较不利，其高度主要受以下几个因素限制:

1)上层楼板结构和架空楼板。

钢筋混凝土结构楼板厚度120 mm，受隔声和结构承载力要求限制;架空楼板厚度120 mm，由于架空楼板自身有厚度，其下有线槽通过。

2)钢梁。

结构钢梁截面为WH450×250，高度为450 mm，外包20 mm厚防火涂料。

3)主送风管。

空调主送风管截面尺寸为1 700mm×560mm，由核心筒内风管井引出外楼面(其结构预留洞紧贴钢梁边，平行于钢梁布置)，再通过三通分配为两支尺寸均为1 600 mm×360 mm的分配风管。由于支风管沿钢梁垂直方向布置，需在钢梁底下通过，若主送风管贴近梁面布置于钢梁之间，则会因为主送风管离钢梁太近，造成三通没有足够的空间连接支管，故主风管只能压低标高，紧贴钢梁底布置。

4)核心筒周边为主管线布置最集中的部位，其余的系统管线在经过空调机房出口时必需绕至风管底部布置。

风管出核心筒部位的建筑完成面净空高度详情如表1所示。

表1 建筑完成面净空高度分析 m

如果按原设计进行布置，建筑完成面的净空理论值只有2.63 m，如果再扣除施工误差，将远远低于3 m楼层净空高度的要求。因此，若要实现3 m净空高度要求，需针对以下几点进行优化调整:

1)空调主送风管需利用钢梁之间的空隙进行布置。

2)支送风管的高度不能大于260 mm(包含30 mm的结构误差)。

3)核心筒周边通道必须具备620 mm的高度空间。

3.2 优化方案确认

针对分析出来的主要影响因素，对BIM模型进行了如下优化工作:

1)将主风管接支风管的三通连接改为静压箱连接，确保支风管通过静压箱过渡时不会受到钢梁的影响，成功的把主风管的标高向上提高了。

2)把原来的2条1 600 mm×360 mm的支风管改为4条1 400 mm×250 mm的支风管，均与静压箱连接，且支风管顶部紧贴钢梁布置，这样做，压缩了风管的截面高度，也提高了支风管的安装高度。

3)由于管线集中于靠近核心筒一侧，如果经复核后可满足承载力要求，则钢梁可设置为变截面结构，局部降低梁截面高度。通过把优化意见提交给原设计单位——华南理工大学建筑设计研究院，经过其复核计算后，同意将靠近核心筒一侧的局部钢梁截面高度由450 mm调整为300 mm，则净空高度由原先的490 mm上升到640 mm，满足安装布置要求。

图3为优化调整后的综合管线布置方案图。

图3 优化调整后的综合管线布置方案图

3.3 技术交底

通过上述优化措施，理论建筑楼层净空高度可达到3 m的目标要求。随后组织各专业施工单位进行技术交底，并落实现场按优化方案进行安装施工。图4为现场实际施工情况与BIM模型对比图。

图4 现场实际施工情况与BIM模型对比图

4 结语

本项目通过模拟优化，在标准层层高为4.2 m的前提下，实现了装饰完成面净空高度为3 m，为项目增值，提高了项目的市场竞争力。同时，通过BIM技术模拟优化功能的应用，展示了BIM技术强大的功能支持，应该不断取BIM之精华不断应用于实际的工程项目中，推动建筑行业的发展。

［1］ 罗福午，方鄂华，叶知满.混凝土结构及砌体结构［M］.第2版.北京:中国建筑工业出版社，2003.

［2］ 黄杰能.南方地区高层住宅楼层公共空间舒适性实例研究［D］.广州:华南理工大学，2012.

［3］ 杨 勇.BIM技术在机电安装工程中的综合运用［J］.中国高新技术企业，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

刘 芳(1990-)，女，硕士