島嶼酒店項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段 BIM 應(yīng)用價(jià)值案例研究
——以某新建島嶼酒店工程為例

溫玉婷

(上海慧之建建設(shè)顧問(wèn)有限公司)

我國(guó)海域遼闊，海島眾多，海島酒店由于其獨(dú)特的海洋景色和島嶼環(huán)境成為休閑度假的理想場(chǎng)所，得到了越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外游客的青睞。在海島旅游業(yè)的快速發(fā)展下，海島酒店建設(shè)也日益繁榮。但由于酒店項(xiàng)目業(yè)態(tài)多樣，建筑造型各異，建造環(huán)境復(fù)雜，建設(shè)過(guò)程中仍面臨諸多問(wèn)題。BIM 技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代房建、市政等領(lǐng)域，海島酒店的應(yīng)用較少，本文嘗試通過(guò)分析該類項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的特征難點(diǎn)，探索利用BIM 技術(shù)解決復(fù)雜建模、多專業(yè)整合、機(jī)電應(yīng)用等問(wèn)題的技術(shù)路徑。

1.研究背景

我國(guó)海島建設(shè)領(lǐng)域的研究歷程可以追溯到1990 年代初期，海島旅游業(yè)在我國(guó)逐漸興起，相關(guān)政策文件不斷推出。各個(gè)部門(mén)和單位相繼開(kāi)始開(kāi)展海洋領(lǐng)域研究工作。2000 年后，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和旅游業(yè)的繁榮，海島建設(shè)領(lǐng)域也得到了更多的關(guān)注。大量海島旅游開(kāi)發(fā)項(xiàng)目開(kāi)始動(dòng)工，涉及酒店、碼頭、旅游景區(qū)等方面。2007 年，洪志翔先生等人通過(guò)對(duì)舟山群島的生態(tài)系統(tǒng)與旅游資源開(kāi)發(fā)進(jìn)程的研究，認(rèn)真分析研究了舟山群島的景觀生態(tài)系統(tǒng)承載能力，挖掘在海島的開(kāi)發(fā)過(guò)程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題與矛盾，對(duì)后續(xù)海島的開(kāi)發(fā)與保護(hù)提供重要借鑒。2009 年，在國(guó)家發(fā)改委、國(guó)土資源部等九部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的通知》中，明確提出海島旅游作為海洋經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)發(fā)展方向。2022 年3 月，山東省印發(fā)《海洋強(qiáng)省建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃》提出傳承發(fā)展海洋文化，建設(shè)文化產(chǎn)業(yè)高地，到2025 年，沿海中小城市、小城鎮(zhèn)和農(nóng)村發(fā)展海洋特色文化創(chuàng)意項(xiàng)目200 個(gè)。伴隨海島旅游業(yè)發(fā)展的文旅項(xiàng)目開(kāi)發(fā)具有巨大發(fā)展前景。

2.理論綜述

2.1 島嶼酒店建設(shè)的共性特征

島嶼酒店項(xiàng)目擁有獨(dú)特的地理位置、鮮明的文化特色和高端的功能定位，其項(xiàng)目在建設(shè)階段也有著區(qū)別于傳統(tǒng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)建造難點(diǎn)。具體表現(xiàn)出以下幾點(diǎn)：（1）復(fù)雜的機(jī)電安裝體系，項(xiàng)目作為公共建筑具有較高的設(shè)計(jì)要求，特色文旅項(xiàng)目有著遠(yuǎn)超一般建筑的復(fù)雜機(jī)電工藝體系，公共區(qū)域的送風(fēng)、供水、供電、消防、智能化等都有著更高的設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建筑可能存在較多斜梁，特殊造型空間，對(duì)機(jī)電安裝提出更高要求。（2）復(fù)雜的建筑造型，項(xiàng)目的文化特色通過(guò)建筑造型進(jìn)行直觀體現(xiàn)，但復(fù)雜的造型同時(shí)也會(huì)對(duì)酒店各專業(yè)安裝造成更多的影響。（3）復(fù)雜地形景觀與建筑連接，島嶼酒店項(xiàng)目一般擁有較多單體構(gòu)成，建筑形態(tài)各異且所處為島上山地，加之景觀與建筑在設(shè)計(jì)階段專業(yè)差異，容易在連接位置出現(xiàn)沖突，是項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段需統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的重點(diǎn)。（4）復(fù)雜地形對(duì)邊坡支護(hù)及結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)影響，島上山地多階層構(gòu)造、多單體組成，建筑單體周邊部分位置需做邊坡支護(hù)。邊坡支護(hù)對(duì)于結(jié)構(gòu)模型尤其是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有較多限制，由于空間復(fù)雜且不容易在設(shè)計(jì)階段暴露，成為設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

2.2 島嶼酒店建設(shè)應(yīng)用BIM 的必要性

隨著B(niǎo)IM 技術(shù)在建筑工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用不斷發(fā)展和改進(jìn)，設(shè)計(jì)人員的接受程度也越來(lái)越高，BIM 技術(shù)已經(jīng)從能夠做轉(zhuǎn)變?yōu)樾枰觯梢暬M和方案推演進(jìn)一步使用，面對(duì)復(fù)雜空間多元素定位和尺寸設(shè)計(jì)，BIM 成為了設(shè)計(jì)者的重要工具和實(shí)施抓手。借助建模軟件的不斷發(fā)展，參數(shù)化建模效率不斷提升，多種軟件模型可較好的實(shí)現(xiàn)互通互用，使得一些復(fù)雜造型也能快速建立并整合參與到多專業(yè)應(yīng)用中。

針對(duì)島嶼酒店建設(shè)過(guò)程的難點(diǎn)分析，此類項(xiàng)目在設(shè)計(jì)施工過(guò)程應(yīng)用BIM 技術(shù)具有很大的必要性。文旅項(xiàng)目的設(shè)計(jì)初期，建筑的形態(tài)和外觀，空間布局都存在較多調(diào)整需求，為設(shè)計(jì)師提供一個(gè)三維模型能夠方便表達(dá)設(shè)計(jì)意圖也讓業(yè)主更好的了解和理解項(xiàng)目；而在擴(kuò)初階段開(kāi)始后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要一個(gè)可視化平臺(tái)，接收各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)意見(jiàn)，集成最新的設(shè)計(jì)意圖從而減少誤解，提高效率，此時(shí)的BIM 模型應(yīng)用將更加具有針對(duì)性，不需要追求設(shè)計(jì)的全面體現(xiàn)，而更集中關(guān)注專業(yè)間的關(guān)鍵沖突。

BIM 設(shè)計(jì)的正向化趨勢(shì)明顯，尤其在海島酒店項(xiàng)目的機(jī)電落位工作中其BIM 應(yīng)用成果更加細(xì)致準(zhǔn)確。通過(guò)管線綜合排布，綜合考慮建筑本身凈高條件、設(shè)備尺寸及功能影響，要求確保管線綜合優(yōu)化的模型精準(zhǔn)，即可生成準(zhǔn)確的預(yù)留洞口布置模型，最終得出的模型及數(shù)量統(tǒng)計(jì)等一系列成果將直接指導(dǎo)施工。

3.項(xiàng)目情況

圖1 多專業(yè)模型建立

某酒店項(xiàng)目坐落于我國(guó)山東東北部海域群島上，建設(shè)用地約22533 平方米，總建筑面積20000 平方米，目標(biāo)打造成中式古典風(fēng)格的集度假、旅游和小型高端會(huì)議功能的精品酒店。海島具有十分獨(dú)特的自然環(huán)境，島上地勢(shì)起伏，沿海礁石遍布。如何在保留景觀原始特色以及體現(xiàn)文化傳承的基礎(chǔ)上，將酒店順利建設(shè)，需面臨高低起伏的地勢(shì)和復(fù)雜景觀融合等諸多挑戰(zhàn)。

4.BIM 設(shè)計(jì)階段應(yīng)用實(shí)踐

海島酒店項(xiàng)目在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM 技術(shù)，主要結(jié)合海島酒店建筑獨(dú)特的建筑特征和海島環(huán)境特征，通過(guò)三維模型以更精確，更有效的方式來(lái)完成設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程，以便在施工開(kāi)始之前發(fā)現(xiàn)和解決潛在的設(shè)計(jì)問(wèn)題。本項(xiàng)目中從擴(kuò)初階段開(kāi)始建立、完善多專業(yè)模型，建立復(fù)雜地形模型，通過(guò)模型整合校核分析形成碰撞檢查問(wèn)題報(bào)告，通過(guò)管線綜合優(yōu)化形成預(yù)留洞口定位及數(shù)量成果，結(jié)合支護(hù)模型的搭建與室外管網(wǎng)模型開(kāi)展復(fù)雜地形下的多專業(yè)影響分析。

4.1 多專業(yè)模型搭建

海島地形高差起伏較大，且建筑單體較多，各單體高程各有不同，給建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、幕墻和景觀等專業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大難度。從擴(kuò)初階段開(kāi)始，依據(jù)擴(kuò)初圖紙、施工圖紙進(jìn)行擴(kuò)初階段、施工圖階段的模型搭建。模型搭建過(guò)程中，做到構(gòu)件的尺寸、位置與圖紙一致，保證構(gòu)件信息如：尺寸、名稱等與圖紙一致。同時(shí)，對(duì)有爭(zhēng)議的構(gòu)件賦予便于區(qū)分的信息、顏色，方便后續(xù)討論、修改。各單體模型整合于同一文件當(dāng)中，便于分析各單體間空間關(guān)系，各單體模型繪制前確定好統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位，方便多專業(yè)模型整合。

4.2 復(fù)雜地形模型搭建

本項(xiàng)目所在海島島多海蝕巖洞，北面矗立著陡峭的礁石，特殊的地理風(fēng)貌也導(dǎo)致項(xiàng)目所處的地形相對(duì)復(fù)雜。通過(guò)3Dsmax 及地形建模插件SplineLAND 軟件組合，依據(jù)勘測(cè)等高線生成地形模型項(xiàng)目，輔助推論設(shè)計(jì)方案，也可利用地形模型與其他模型結(jié)合，對(duì)地形與支護(hù)、地形與景觀等內(nèi)容進(jìn)行分析，原始地形與設(shè)計(jì)建筑的整合后，對(duì)原始地形進(jìn)行修整重建可得出建筑完成后地形模型。

4.3 支護(hù)模型搭建

海島酒店項(xiàng)目所處地形高低錯(cuò)落、建筑因勢(shì)而造，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)及場(chǎng)地功能需要，按定位及走向?qū)⑦吰轮ёo(hù)分26 個(gè)支護(hù)區(qū)段，數(shù)十個(gè)設(shè)計(jì)剖面，不同支護(hù)區(qū)段所處不同邊坡高度并采用多種支護(hù)形式。整體支護(hù)方案空間角度復(fù)雜多樣，應(yīng)用Rrevit 體量功能依照剖面大樣圖拉伸體量后，進(jìn)行多放心修剪裁切形成各支護(hù)區(qū)段模型，組合形成完整支護(hù)模型。利用該模型先后與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、建筑外立面以及地形景觀模型進(jìn)行了碰撞檢查，修改更新了多版本支護(hù)模型后，確定最終支護(hù)方案。BIM 技術(shù)的三維空間表達(dá)優(yōu)勢(shì)在此應(yīng)用上得到充分體現(xiàn)。

圖2 等高線地形模型

圖3 支護(hù)模型三維

4.4 模型整合分析

擴(kuò)初階段到施工圖階段的模型搭建完畢后，將各個(gè)模型進(jìn)行整合。Rrevit 模型整合采用外部連接的方式，整合過(guò)程中注意復(fù)核被整合模型的基準(zhǔn)位置是否正確。整合后的模型在分析過(guò)程中利用軟件對(duì)鏈接模型的顯隱性控制進(jìn)行靈活的可視性表達(dá)，并且充分地展示出各連接模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，保證后續(xù)分析的準(zhǔn)確定。

在將模型整合后，就需要對(duì)整合模型進(jìn)行相關(guān)分析。在設(shè)計(jì)階段的具體分析內(nèi)容有：（1）建筑與結(jié)構(gòu)空間關(guān)系分析，重點(diǎn)分析建筑與結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置是否對(duì)應(yīng)，是否有建筑與結(jié)構(gòu)功能性沖突，建筑與結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)是否合理等；（2）結(jié)構(gòu)與支護(hù)空間關(guān)系分析，重點(diǎn)分析結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與支護(hù)是否沖突；（3）支護(hù)與地形空間關(guān)系分析，重點(diǎn)分析地形與支護(hù)是否沖突；（4）地形與景觀、市政管網(wǎng)空間關(guān)系分析，重點(diǎn)分析景觀與地形匹配是否合理，市政管網(wǎng)與地形、景觀是否碰撞。

4.5 機(jī)電碰撞檢查

碰撞檢測(cè)時(shí)，利用Revit、Navisworks 進(jìn)行機(jī)電管線之間，機(jī)電與建筑、結(jié)構(gòu)之間的碰撞檢測(cè)，分類整理，形成書(shū)面形式的碰撞檢測(cè)報(bào)告。需要明確的是：碰撞檢測(cè)并不是一次性的成果，而是具體的審核手段，通過(guò)多專業(yè)模型整合，并將無(wú)效碰撞處理完成之后，將實(shí)際碰撞整理成碰撞報(bào)告提交給各相關(guān)單位，讓各單位清晰、直觀、準(zhǔn)確的了解碰撞信息，從而順利的溝通交流，做到碰撞問(wèn)題的及時(shí)與提前解決。并在施工前指導(dǎo)設(shè)計(jì)單位加以解決，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的可施工性，指導(dǎo)項(xiàng)目圖紙會(huì)審。

4.6 酒店管線綜合深化

圖4 項(xiàng)目4號(hào)單體多專業(yè)模型整合

圖5 Navisworks模型碰撞檢查

圖6 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)排布

在完成碰撞檢測(cè)后，依據(jù)碰撞檢測(cè)結(jié)果，參照?qǐng)D紙內(nèi)容進(jìn)行管線綜合。管線綜合本質(zhì)上并不只是單純地解決碰撞問(wèn)題，碰撞問(wèn)題的解決只是管線綜合的一部分。實(shí)際上，管線綜合是依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，按照相關(guān)規(guī)范，對(duì)機(jī)電管線進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程。管線綜合的優(yōu)化內(nèi)容包括：優(yōu)化管線空間排布，優(yōu)化管道路由，優(yōu)化管線與設(shè)備的連接情況，優(yōu)化管線碰撞問(wèn)題等，最終達(dá)到提高機(jī)電成果質(zhì)量，節(jié)約建設(shè)成本的目的。

本項(xiàng)目在進(jìn)行管線綜合時(shí)，除了要考慮單體內(nèi)管線的優(yōu)化，還用考慮優(yōu)化單體與其他單體的連接情況，使優(yōu)化后的各單體機(jī)電連接為一個(gè)整體，全面的、準(zhǔn)確的展示機(jī)電成果。管線綜合時(shí)要考慮其他信息進(jìn)行處理，如在有明確的精裝高度要求下，應(yīng)考慮精裝高度。管線綜合時(shí)要隨時(shí)記錄管線綜合情況，形成管線綜合記錄，便于管綜成果交底。管線綜合時(shí)要針對(duì)不同的階段進(jìn)行階段性管綜成果保存。同時(shí)，管線綜合時(shí)要積極與項(xiàng)目設(shè)計(jì)各方保持溝通，了解設(shè)計(jì)理念，統(tǒng)一管綜思路。

圖7 預(yù)留洞口排布樣例

管線綜合完成后，依據(jù)管綜成果進(jìn)行凈高分析。在進(jìn)行凈高分析時(shí)，根據(jù)不同的功能區(qū)域進(jìn)行劃分凈高區(qū)域，同時(shí)進(jìn)行凈高分析時(shí)參照精裝完成高度進(jìn)行分析。分析結(jié)論及時(shí)與業(yè)主、設(shè)計(jì)院反饋，確定滿足功能需求。

4.7 預(yù)留洞口梳理

在經(jīng)過(guò)擴(kuò)初階段至施工圖階段的多輪優(yōu)化后，管線位置及路由基本確定，此時(shí)便可以開(kāi)展預(yù)留洞口的相關(guān)梳理。結(jié)構(gòu)穿梁預(yù)留洞需滿足結(jié)構(gòu)專業(yè)荷載要求，考慮加密鋼筋位置及預(yù)留洞口尺寸等因素，全部滿足后，形成確定版預(yù)留洞口模型。管線預(yù)留洞口梳理需記錄整理出洞口數(shù)量、洞口位置、洞口尺寸以及洞口高度的相關(guān)信息，以BIM 模型結(jié)合清單列表的形式進(jìn)行施工交底。

4.8 景觀與室外管網(wǎng)合模應(yīng)用

作為具有主題文旅特征的島嶼酒店，景觀設(shè)計(jì)的體量眾多，文化小品，亭臺(tái)樓閣，植被綠化都需與酒店融為一體。綠化給水及酒店污廢水路徑蜿蜒，各建筑單體高差較大，導(dǎo)致市政管網(wǎng)在布置的時(shí)候極易出現(xiàn)問(wèn)題，使得項(xiàng)目室外管網(wǎng)布置需要諸多考量。為保證室外景觀和管網(wǎng)工程質(zhì)量，通過(guò)搭建景觀和室外管網(wǎng)模型用于驗(yàn)證分析。模型搭建時(shí)，管線尺寸、位置應(yīng)與圖紙保持一致，管道系統(tǒng)賦予不同顏色用以區(qū)分，管線、管件、附件、設(shè)備的信息也應(yīng)與圖紙保持一致。管道為真連接，不得斷開(kāi)或假連接。繪制時(shí)，注意選取統(tǒng)一的參照基準(zhǔn)位置，便于模型整合。

4.9 難點(diǎn)區(qū)域平面成果

圖8 景觀及室外管網(wǎng)

圖9 平面圖出圖樣例

本項(xiàng)目為特色文旅項(xiàng)目，重難點(diǎn)區(qū)域非常多，基于BIM 的二維出圖是以三維設(shè)計(jì)模型為基礎(chǔ)，將已經(jīng)完成管線綜合和全專業(yè)碰撞檢查的BIM 三維模型轉(zhuǎn)換成二維平面圖紙。在基于三維可視化技術(shù)交底的同時(shí)，運(yùn)用BIM 圖紙指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，保證施工的質(zhì)量和項(xiàng)目進(jìn)度。根據(jù)項(xiàng)目要求，可出具機(jī)電管綜平面圖、剖面圖、預(yù)留洞圖、凈高分析圖、設(shè)備基礎(chǔ)圖，生成的圖紙需包含尺寸標(biāo)注、文字標(biāo)注、圖例、設(shè)計(jì)施工說(shuō)明等信息，能夠直接指導(dǎo)施工。

5.價(jià)值總結(jié)與展望

本文通過(guò)對(duì)海島酒店項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段BIM 應(yīng)用的描述，根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)的特征共性和難點(diǎn)需求，創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)了地形、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與圍護(hù)工程的結(jié)合，在圍護(hù)工程施工前優(yōu)化圍護(hù)圖紙。擴(kuò)初階段提前介入，貫穿設(shè)計(jì)全過(guò)程直至施工交底，明確了前期BIM 工作的核心要點(diǎn)，具有針對(duì)性的工作提高BIM 溝通效率，以及室外管網(wǎng)和景觀模型等多專業(yè)的應(yīng)用為我國(guó)類似項(xiàng)目的建設(shè)提供借鑒和參考。

總的來(lái)說(shuō)，BIM 技術(shù)在設(shè)計(jì)階段尤其是文旅酒店的設(shè)計(jì)階段，能夠體現(xiàn)出三點(diǎn)重要價(jià)值。首先，針對(duì)文旅酒店項(xiàng)目的高復(fù)雜性，BIM 技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案三維化、信息化，在此條件下，許多設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題會(huì)直觀的暴露出來(lái)。其次，BIM 技術(shù)為項(xiàng)目?jī)?nèi)容分析提供了良好的平臺(tái)，不論是單專業(yè)分析還是綜合分析，BIM 技術(shù)都能給出很好的解決方案。另外，優(yōu)質(zhì)的BIM 成果為設(shè)計(jì)各參與方提供了協(xié)同工作的可靠支持。綜上，BIM 技術(shù)在文旅酒店項(xiàng)目的應(yīng)用，不只是繪圖方式的變化，更是設(shè)計(jì)方式的更新，在BIM 技術(shù)的參與下，能夠?qū)㈨?xiàng)目的質(zhì)量進(jìn)一步提升。

每一項(xiàng)技術(shù)的興起都有充分的時(shí)代背景做支撐，現(xiàn)如今人們對(duì)建筑的美觀以及質(zhì)量都有更高的要求，這些要求也是促使我們更新技術(shù)的源動(dòng)力。本文以實(shí)際項(xiàng)目為案例通過(guò)需求分析，探索出設(shè)計(jì)階段BIM 技術(shù)的核心應(yīng)用路線，以實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，精確的以BIM 技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。