基于BIM的停車位空間智能化分析應(yīng)用探討

鄭常春，李磊，陳彩渝，楊文杰

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

0 引言

地下車庫開發(fā)成本較高，房地產(chǎn)開發(fā)商往往要求建筑設(shè)計方按規(guī)范的基本要求進(jìn)行設(shè)計。建筑設(shè)計方一般采用傳統(tǒng)二維設(shè)計，但由于車庫空間和管線復(fù)雜，部分車庫停車空間設(shè)計粗放，存在車道及停車布局、柱網(wǎng)布局不合理等問題[1]，導(dǎo)致地下車庫在實(shí)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(jìn)行分析，錯判漏判在所難免。利用BIM三維技術(shù)結(jié)合Revit二次開發(fā)，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(yōu)化就顯得尤為重要。

1 常規(guī)停車位分析

常規(guī)BIM車庫分析會首先創(chuàng)建地下車庫土建和機(jī)電模型并進(jìn)行深化，放置停車位及機(jī)動車模型，進(jìn)行地下車庫機(jī)電管線綜合排布，以達(dá)到模擬車庫停車位真實(shí)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(jī)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(huán)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(zhì)量無法得到保證且效率低。

2 停車位空間智能化分析與優(yōu)化

2.1 影響停車位使用的常見問題

當(dāng)今建筑項(xiàng)目對主體建筑品質(zhì)要求越來越高，同時，配建設(shè)施的品質(zhì)提升也不應(yīng)被忽略。在車庫的實(shí)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(yīng)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(xì)部設(shè)計能直接影響使用者的停車體驗(yàn)，甚至影響人們對小區(qū)或商業(yè)品質(zhì)的主觀判斷。

通過對重慶市主要開發(fā)商的實(shí)際項(xiàng)目停車位設(shè)計與使用情況進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)影響停車位使用的常見問題有：（1）機(jī)動車之間及機(jī)動車與墻、柱、護(hù)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(shè)置影響停車位的正常使用；（3）停車位設(shè)置在機(jī)房、設(shè)備間、庫房等門的位置，停車后遮擋房門，進(jìn)出房門或運(yùn)送設(shè)備、貨物時影響停車位使用，人防門平時開啟狀態(tài)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(jī)電管線復(fù)雜或有其他構(gòu)筑物，影響停車位的正常使用。

2.2 Revit二次開發(fā)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(shù)據(jù)庫的建立，停車位空間分析可直接在三維模型中進(jìn)行可視化分析，充分利用前端BIM成果，實(shí)現(xiàn)建筑數(shù)據(jù)庫的二次挖掘利用，實(shí)現(xiàn)停車位設(shè)計的高效、準(zhǔn)確分析（圖1、圖2）。本研究采用C#的二次程序開發(fā)的方式，針對影響停車位使用的常見問題，通過計算機(jī)運(yùn)算、程序邏輯判斷，對每個停車位的功能使用性進(jìn)行快速評估，生成分析報表，作為停車位規(guī)劃設(shè)計的參考依據(jù)。

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(yè)開發(fā)工具[3]，在Revit軟件平臺上完成了BIM停車位分析二次開發(fā)（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(gòu)筑物與停車位空間關(guān)系，最后根據(jù)不同相交結(jié)果輸出停車位空間分析報告。從其他構(gòu)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(fā)，保證停車位規(guī)劃設(shè)計在不被其他構(gòu)筑物干涉或半干涉的前提下，又能通過優(yōu)化機(jī)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(fā)用戶界面

使用本程序設(shè)計方法，可以在短時間內(nèi)完成上百個停車位的分析，極大地提高了停車位規(guī)劃設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。通過對既有BIM數(shù)據(jù)庫的深入挖掘、BIM模型的衍生應(yīng)用，不難發(fā)現(xiàn)信息孤島現(xiàn)象作為BIM技術(shù)的任督二脈，一旦打通，對建設(shè)工程全生命周期產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)的有機(jī)管理、互聯(lián)互通、智慧孿生具有積極意義，同時，對建筑工程提質(zhì)增效、綠色友好可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義[4]。

2.3 停車位空間優(yōu)化措施

通過運(yùn)行基于Revit二次開發(fā)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(yīng)優(yōu)化建議。

前期方案規(guī)劃階段應(yīng)避免地下室輪廓出現(xiàn)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(zhuǎn)折，更有利于布置停車位，增加有效停車位。地下車庫應(yīng)合理設(shè)置柱網(wǎng)間距，除了考慮經(jīng)濟(jì)性外，還需考慮與墻體位置的柱網(wǎng)間距，應(yīng)能保證機(jī)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(jié)構(gòu)柱與機(jī)動車停車后車頭的位置關(guān)系，此位置關(guān)系影響機(jī)動車開門舒適性。

優(yōu)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(shè)備機(jī)房等周邊不規(guī)則的墻體，將消火栓箱設(shè)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(shè)置消火栓（圖4、圖5）。

圖4 地下車庫消火栓位置優(yōu)化前

圖5 地下車庫消火栓位置優(yōu)化后

優(yōu)化緊鄰?fù)＼囄粎^(qū)域機(jī)房、設(shè)備間、庫房等門的位置，不將門設(shè)置在停車位區(qū)域；優(yōu)化人防門及停車位位置，考慮人防門平時開啟狀態(tài)對停車位的影響。

優(yōu)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(dǎo)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(shè)備機(jī)房的邊角設(shè)置集水坑，合理避開停車位區(qū)域，盡量減少對停車位的影響。如確實(shí)無法避免時，應(yīng)盡量將集水坑設(shè)在停車位后方或停車位檔桿外，減少對停車位和設(shè)備的影響。

優(yōu)化機(jī)電管線排布，避免機(jī)電管線影響停車位凈高。針對車位區(qū)域上部機(jī)電管線復(fù)雜交錯部位，應(yīng)使用BIM技術(shù)對機(jī)電管線進(jìn)行綜合排布，對凈高不滿足車位使用要求的部位，提前對機(jī)電管線路由進(jìn)行優(yōu)化，保證車位凈高的同時，使車位區(qū)域管線排布整齊、美觀。

2.4 數(shù)據(jù)更新與驗(yàn)證

根據(jù)分析報表，對存在使用問題的停車位進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，同步更新BIM模型后，再次運(yùn)行停車位分析插件，更新BIM停車位分析報表，驗(yàn)證停車位優(yōu)化結(jié)果，直至使用受限的停車位優(yōu)化完成（圖6）。

圖6 停車位空間智能化分析流程

3 結(jié)論

地下車庫停車位問題是目前房地產(chǎn)開發(fā)商關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)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(shè)計與分析更加高效、準(zhǔn)確，極大地提高了停車位規(guī)劃設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。工程項(xiàng)目應(yīng)從規(guī)劃階段及時引入BIM技術(shù)，設(shè)計階段利用BIM技術(shù)進(jìn)行停車位分析及優(yōu)化，并將設(shè)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(yōu)化措施的落地。