某6層辦公樓建于1986年，位于市中心繁華區(qū)域，磚混結(jié)構(gòu)，外墻為實心粘土磚，外窗大部分為單層玻璃推拉窗，部分為雙層玻璃，窗框為普通鋁合金（圖1），原建筑總面積為5?015.24?㎡。該辦公樓進行過多次擴建改建，建筑整體設備陳舊，現(xiàn)有建筑配備設施運行能耗高、設備系統(tǒng)老化、運行效率差；全年耗電量巨大，不僅浪費嚴重，且供電系統(tǒng)線路老化，開關(guān)容量不足，存在安全隱患。由于供水管老化，水質(zhì)差，非節(jié)水型衛(wèi)生器具造成水資源嚴重浪費；原建筑采用分體式空調(diào)系統(tǒng)，外墻掛機，對建筑外觀及保溫影響極大。針對以上問題，要求應用綠色節(jié)能等新技術(shù)對該辦公樓進行改造，增加對外展示功能，倡導節(jié)能減排，產(chǎn)生示范效應，達到綠色建筑和健康建筑三星評分標準，將該建筑改造為綠色建筑三星示范樓，提供健康宜人的辦公環(huán)境。

圖1?辦公樓現(xiàn)狀

1?辦公樓BIM建模

1.1?建模圖紙核對、校準

本項目建成多年且經(jīng)過多次改造，雖仍保留建筑結(jié)構(gòu)圖紙，但因當時施工技術(shù)不達標，圖紙與現(xiàn)狀樓體存在偏差，為此建模初期需對圖紙與現(xiàn)狀進行核對并校正。

1.2?參數(shù)化族創(chuàng)建

參數(shù)化構(gòu)件（亦稱“族”）是應用Revit建筑結(jié)構(gòu)設計的核心要素。既有建筑存在許多特殊的構(gòu)件需要盡可能還原，例如大廳的幕墻柜臺、四樓的幕墻辦公室、玻璃幕墻嵌板門等。在創(chuàng)建參數(shù)化構(gòu)件的同時，可利用函數(shù)及綁定關(guān)系使構(gòu)件成為一個參數(shù)化自適應構(gòu)件，其特點是無需使用代碼進行編程，可大幅減少重復工作，提升效率。參數(shù)化族還可加入多種材質(zhì)，Revit Structure中含有多種建筑材料，使模型精度更高，展現(xiàn)效果更好。這些材質(zhì)擁有自身的參數(shù)，可導入其他協(xié)同軟件進行優(yōu)化。

1.3?項目樣板的創(chuàng)建

Revit擁有的項目樣板功能可為多項目提供極便利的統(tǒng)一標準設定。合理應用項目樣板可減少大量人工，加快建模工作進度，提升工作效率，對全專業(yè)協(xié)調(diào)也有很大的幫助,實現(xiàn)建筑與結(jié)構(gòu)、設備與機電、碰撞檢查和綠色建筑分析的協(xié)調(diào)與互通，因此制作統(tǒng)一的項目樣板是工作開展的前提。

1.4?各專業(yè)模型的創(chuàng)建

根據(jù)已創(chuàng)建的項目樣板和相應的圖紙，按標高軸網(wǎng)→柱→墻→門窗→樓板→樓梯→屋頂→臺階→遮陽板等附屬構(gòu)件的步驟，創(chuàng)建現(xiàn)有辦公樓的建筑模型（圖2）。

圖2?辦公樓改造前的建筑模型（計算機截圖）

2?辦公樓BIM綠色建筑改造思路

先將改造前的辦公樓revit模型進行簡化，采用EcotectAnalysis軟件和Phoenics軟件進行原建筑的日照采光和通風模擬，根據(jù)模擬結(jié)果確定改造方案，并進行revit模型修改，重新進行采光和通風模擬，若模擬結(jié)果滿足綠色建筑評分指標要求和造價要求，即可確定改造方案。圖3為該辦公樓綠色改造流程。

圖3?辦公樓綠色改造流程

2.1?簡化原模型

因原模型復雜且構(gòu)件繁多，在多軟件的導入切換中難以把握關(guān)鍵信息而影響分析結(jié)果。為給后期綠建模擬提供便利，通過Revit二次開發(fā)對原模型進行簡化，通過編程查找不需要的構(gòu)件進行刪除和修改，達到簡化模型的目的。

2.2?采光模擬

采用EcotectAnalysis軟件進行日照和采光模擬，從辦公樓改造前的日照采光模擬結(jié)果（圖4）發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)采光臨近窗口位置的照度值較大，而內(nèi)側(cè)照度值偏小，既有老建筑的采光雖整體滿足要求，但也存在部分照度不足的問題，這與窗口大小及內(nèi)墻設置有很大關(guān)系。因此，在改造設計中調(diào)整部分亮度不足區(qū)域窗戶的尺寸，考慮部分位置屬封閉區(qū)域，加裝了人工照明，其他滿足區(qū)域則無需改變窗戶尺寸。

圖4?辦公樓改造前日照采光模擬結(jié)果（計算機截圖）

2.3?通風模擬

采用phoenics軟件進行通風模擬，通過對既有建筑及周圍環(huán)境的風模擬，發(fā)現(xiàn)在模擬區(qū)域未出現(xiàn)旋渦，人行區(qū)域內(nèi)的風速偏小，迎風面風壓小，既有建筑的布局合理，故可采用現(xiàn)有建筑布局。通風滿足綠色建筑標準，且所有外窗均可開啟，室內(nèi)外風壓基本滿足風壓差大于0.5?Pa的標準要求，不需要進行通風改造。圖5為辦公樓改造前的風速模擬和迎風面風壓模擬結(jié)果。

（a）

（b）

圖5?辦公樓改造前通風模擬結(jié)果（計算機截圖）

（a）通風模擬；（b）通風面風壓模擬

3?改造方案及BIM模型

結(jié)合日照采光和通風模擬結(jié)果提出辦公樓的改造方案，并再次進行采光和通風分析。若新的改造方案根據(jù)GB/T?51141—2015《既有建筑改造規(guī)劃與建筑評分表》滿足大于80分的綠色建筑三星和健康建筑三星標準，且總造價低于1000萬元，即說明改造方案可行。結(jié)合評分表，本項目在規(guī)劃與建筑、結(jié)構(gòu)與材料、暖通空調(diào)、給排水、電氣、提高與創(chuàng)新等方面，進行綜合評分，結(jié)果見表1。

表1?既有建筑改造規(guī)劃與建筑評分結(jié)果

本項目總評分為86.8分，大于80分，滿足GB/T51141—2015《既有建筑綠色改造評價標準》中三星級綠色建筑的要求。

結(jié)合本項目特點，綜合考慮造價和評分指標，本辦公樓對既有建筑主體結(jié)構(gòu)不做太多變更。根據(jù)預算成本拆除部分墻體，填充部分門洞，改變大門位置，改造室內(nèi)空間及功能，改造原有園林，增加一部觀光電梯，在新大門處做玻璃幕墻大廳并新建節(jié)能設備。圖6為改造后的辦公樓模型。

圖6?改造后辦公樓模型（計算機截圖）

4?結(jié)束語

某辦公樓改造項目中，應用BIM技術(shù)，通過“模型+信息”的形式，實現(xiàn)了一模多用，提高了改造模擬分析時不同專業(yè)之間的協(xié)同性、交互性及信息流通性，在很大程度上節(jié)省了時間，大幅提高了工作效率。實踐證明，在既有建筑改造中應用BIM技術(shù)也是今后的發(fā)展趨勢。