上海盛玺房地产开发有限公司 200030
摘要：随着城市的快速化发展和大规模建设，土地资源越来越稀缺，建筑市场的关注点已经从新建建筑开始转向既有建筑。对于既有建筑的加固、改造以及维护，已经成为现建筑市场丞待解决的重要问题。既有建筑改造中，存在建筑信息不完整、改造项目综合难度大、维护成本高等诸多问题。在某酒店改造项目中，通过BIM技术对酒店原始二维图纸，同济院抗震报告，以及多次现场实地考察测量数据等进行分析，建立了全专业三维模型。设计阶段，从拆除量统计、碰撞检测、管线综合、净高控制等方面进行论述，提出了三维辅助设计的方法，同时对酒店各高度的透视图进行研究，达到了很好的外立面控制效果，解决了设备层显露在幕墙外的问题。施工阶段，提出了运用云平台管理的方法，进行了各专业协同工作的研究，达到了信息及时沟通传递的效果，解决了施工阶段管理杂乱的问题。
关键词：BIM；既有建筑；三维辅助设计；云平台管理
由于城市建筑密度不断增大，而城市的建设空间有限，新建建筑已经不能满足城市居住需求，而我国目前的既有建筑普遍存在安全系数低、抗震能力弱、使用功能不足，建筑能耗高等问题，因此既有建筑的翻新、加固、改造及维护成为了建筑行业迫在眉睫的问题[1]。
针对既有建筑的特点，建造历史悠久，建筑信息遗失缺漏，早期结构已不能满足现规范，现场与图纸不一致，项目施工难度大，设备进出场困难等[2]，本文提出了通过BIM技术很好地解决这些问题，充分体现了BIM技术在既有建筑改造中的价值和意义。
1 工程概况
1.1 工程简介
该酒店的总建筑面积为5.4万m2，主要建筑功能是商业与酒店。改造前的原建筑总共28层，改造后层数为26层，并在顶层设置停机坪。酒店改造前后的效果如图1、图2。其中地下一层、二层为地下车库与设备用房，地上1层-8层为商业用房，9层以上为酒店用房，并在10层、13层、15层设置样板区。
图1 城市名人酒店改造前效果 图2 城市名人酒店改造后效果
2 项目BIM应用
2.1 BIM辅助三维设计
通过原始二维图纸，同济院抗震报告，以及多次现场实地考察测量完成现状模型土建结构。现状模型尤其是结构模型为后续施工图设计提供了原始数据，直观的反映建筑内部，对于不满足的采光、净高等功能缺陷，以及图纸中的错、漏、碰、缺等，在招标前要求设计单位进行修改、优化到位[3]。
2.2拆除量统计
该酒店项目砌体结构，外装饰全部拆除统计拆除量的时候只要过滤出砌体部分和装饰部分的拆除量。外装饰部分如图3所示。在模型中，可对结构加固部分和拆除部分进行颜色区分设置，如图4所示。结构改变部分加固需要核对施工图模型逐一对照标记阶段性统计。绿色为结构加固部分，红色为拆除砌体部分。
图3拆除的外装饰部分 图4 结构加固和拆除部分
2.3 碰撞检测
在本改造项目中，通过BIM技术进行施工图建筑结构的碰撞检测，能发现二维图纸中所不能发现的问题。如图5所示，在建筑外立面上，发现建筑消防援救窗位置与结构加固后的柱子冲突。经与设计院沟通后，提出“结构与建筑不符，结构柱尺寸正确，建筑援救窗取消”等意见。
图5 建筑消防援救窗位置与结构加固后的柱子冲突
碰撞检测中，不仅土建专业存在建筑结构相冲突的情况，各专业之间也存在碰撞问题。如图6所示，施工图机电与结构存在碰撞问题“雨水立管YL5、6、7、8、3B与消火栓立管XHL-16和消火栓箱重叠”。经与设计院沟通后，修改消防栓立管位置。
图6 雨水立管与消火栓立管和消火栓箱重叠
2.4 管线综合优化
本酒店改造项目中，由于建筑结构发生改变，导致机电管线需重新布置。酒店八到十层为标准层，管线综合优化前，中庭走廊管线排布杂乱无章，净高仅达到2.9m，经过BIM机电工程师与建筑结构专业的协同工作后，管线排列整齐，净高达到3.3m。
图8 管线综合优化后
2.5 净高控制
在本酒店改造项目中，建设单位选取13层作为酒店样板房，如图9所示，13层的层高为3600mm，梁下净高2790mm，最不利点2100mm，该净空高度不满足使用功能。
图9 酒店13层剖面图
经与设计院及业主沟通协调后，最后确立的优化方案为取消新风回风系统，合并弱电线槽。原弱电线槽为200mm×100mm，共两根，合并为一根300mm×100mm线槽。根据管线综合原则合理排布管线，调整后此处吊顶下净高可到2500mm，比原有建筑的净空高出400mm满足使用需求。
2.6 大型设备进出模拟
本工程地下室大型设备主要包括制冷机组，发电机，变压器等，其中最重设备估算重量约12吨。地下室大型设备的吊装分卸车，吊装至B1，1F后水平运输盘路，就位。设备先全部由地面±0.00标高吊装孔吊装到F1层后盘路到纵向16轴横向（1/H）至（1/F）轴线位置在BF4竖立7米高（20T龙门架或者20T人字桅杆）。冷冻机房和高压配电机房楼层分布如图10所示。
图10 高压机电配房和冷冻机房的位置分布
2.7 施工模拟
本项目通过BIM技术的三维可视化功能再加上时间维度，模拟施工，进行虚拟建造。合理确定实施方案以及措施费用。并对投标单位的施工组织设计进行模拟，判断投标方案实施性。
如图11、12所示，一次拆除的主要部位是砌体墙，外装饰全部拆除，二次拆除是根据施工图模型拆除部分结构，并进行结构加固。
图12 拆除进度模拟
3 总结
本酒店改造项目BIM技术应用为项目质量、进度、安全三大管理目标的实现起到积极作用，通过BIM信息化管理对项目改造的结构局部加固，建筑及外装饰改造和拆除工程量提供了切实的依据[5]。运用三维模型进行三维图纸会审，管线综合优化；通过云平台的实时工程进度管理；通过管理系统对工程安全，质量进行全过程管控，实现了在建设过程中信息同步，进度提升，数据同时更新。在建设过程中，通过信息模型管理系统对工程进度的控制，实现了成本的节约和后续运营的管理提升。
参考文献
[1]周卫. 既有建筑——城市可再生空间资源[J]. 建筑学报, 2005(1):76-77.
[2]王俊. 我国既有建筑绿色化改造发展现状与研究展望[J]. 建设科技, 2013(13):22-26.
[3]张东升. 从上海中心大厦谈BIM三维设计[C]// 2010年全国高等学校建筑院系建筑数字技术教学研讨会. 2010.
[4]李静, 方后春, 罗春贺. 基于BIM的全过程造价管理研究[J]. 建筑经济, 2012(9):96-100.
[5]翁依. 全寿命周期理论在既有建筑改造决策中的应用[J]. 陕西建筑, 2009(6):1-2.
论文作者:叶苗
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/16
标签：建筑论文; 结构论文; 酒店论文; 管线论文; 净高论文; 如图论文; 所示论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;