装配式研究|基于BIM技术的装配式建筑智慧建造（三）

接上篇：基于BIM技术的装配式建筑智慧建造（二）

4. 基于BIM的装配式建筑幕墙综合技术

在建筑幕墙工程中，基于BIM技术，建立与现场完全吻合的结构模型，对幕墙单元进行深化，确保建筑造型。模拟幕墙安装，提前解决（预制构件）幕墙与土建及钢结构之间的冲突，确保施工顺利。利用优化的幕墙单元，生成幕墙构件清单，并以计算机下料、工厂加工制作的方式，控制幕墙成本投入，实现效益最大化。

4.1 幕墙已从传统的模式走向装配式

现阶段，幕墙已从传统的模式走向装配式，其特征综合表现为：

1）利用专业的工厂设备和生产工艺，实现幕墙的结构、保温防水、外装饰一体化的大板块在工厂组装完成。

2）大板块组件在项目现场与主体结构经过简便的连接固定就可以完成幕墙的安装。

3）分格构造有规律，板块模数统一。

4）单元式玻璃幕墙本身就是装配式建筑幕墙。

不仅仅简单规则的建筑幕墙表皮可进行工厂化生产和装配化施工。复杂的建筑幕墙表皮也可以实现。如厦门天语舟雷达工程，其采用了大量双曲面板来实现复杂的船状外型（图17）。

建筑效果图

GRC面板定位点座标

GRC面板工厂加工

图17 厦门天语舟雷达工程

4.2 BIM技术在幕墙设计中的应用

1）幕墙设计单位运用Revit软件实体建模，使业主及主体建筑的设计单位，能够直观的看到建筑的外观效果，促成业主快速确定建筑方案（图18）。

图18 建筑幕墙实体建模效果

2）利用BIM模型，可以准确的体现幕墙的分格以及装饰线条的尺寸，并根据业主对方案的更改随时调整。

3）通过碰撞检查，提前解决建筑幕墙和结构、室外雨水管等碰撞的问题，最大程度的减少项目实施中工程变更及签证（图19）。

图19 基于BIM的幕墙碰撞检查

4）建筑细部的完善。通过BIM的建筑实体虚拟建造，让建筑师能直观的看到建筑细节的完成情况，与建筑师创造灵感相互印证，保证建筑细节的完善（图20）。

图20 基于BIM模型确认幕墙建筑细节

5）施工阶段快速全方位出图。在模型创建完成后，可快速导出平、立剖面，局部大样及节点。

6）提交材料信息配合预算。BIM能够对每个构件进行准确统计，从而形成一个材料明细表格，配合预算对整个项目材料进行精确统计。

7）实现复杂曲面造型从设计到施工落地。随着技术得发展，异形幕墙日益增加。传统二维图纸已无法表达设计意图。采用BIM进行幕墙设计、施工、管控，实现从二维图纸到三维建造的革命。

8）利用BIM模型，从方案设计、放料下单、到放线定位，实现幕墙从表皮划分→工厂加工→现场安装的全方位信息化管控。

5. 基于BIM的智慧停车库建造技术

基于BIM技术的“一种预制拼接沉井式智慧地下停车库建造方法”，是合理利用城市边角地块空间，研究解决老旧小区、商业街区、办公服务区、城市公共交通配套服务区停车难问题的一种实用创新型发明技术（图21）。

图21 预制拼接沉井式智慧地下停车库

车库筒体内布局：筒体地上一层停车门亭，地下一层，分成5层停车层，每层10个车位，单个车库共50个车位。内径20m，开挖深度约17m，车库停车层净高1.80m。

采用全预制方式，将井筒高度拆分成6层，底层为刃脚层，其余5层为标准层。利用BIM技术，实现设计、构件拆分、制作、吊装集成化。每层拆分为10块，每块内、外侧墙固结在工厂预制（双皮空腔构件），运往现场拼装，在内、外侧墙之间的内腔浇筑钢筋混凝土，预制率36%。

预制标准节重14t，高2.32m、宽1m；预制刃脚节重30t，高3.5m、宽1.1m。由标准节和刃脚分别拼装成环形成整个车库结构（图22）。

预制标准节 预制刃脚

刃脚拼装成环 标准节拼装

图22 预制沉井构件示意

本项目特点：

1）通常的沉井下沉式施工，分仓后的单仓面积都很小，而地下停车库的内径达20米，属大直径沉井。

2）采用沉井下沉法将基坑支护与结构外墙双墙合一，属逆作法施工，可减少工序，节约材料。

3）采用圆筒形结构，受力均匀，内腔浇筑钢筋混凝土整体性好，结构安全，无需支撑，提高出土效率，便于施工人员井内作业。

4）将筒体拆分为双皮空腔结构预制，预制块拼接成环叠加层后“错层浇筑内腔自密实混凝土”，可实现理想的结构防水。

沉井下沉现场如图23所示。

图23 预制装配式沉井下沉法

停车场结构剖面如图24所示。

图24 停车场结构剖面

停车架正中央是一套集平移、升降、360度旋转功能为一体的停车设备，通过互联网信息技术将收费系统、存取系统、搬运系统、控制定位系统等形成一体化智能管理系统，并统一接入区域停车信息管理平台，与动态交通信息联网共享数据，做到停车信息联网联控（图25）。

图25 停车设备示意

停车时，车辆进入停车门亭，由搬运小车将车辆搬运到沉井中央圆形停车平台上，设备自动旋转向下运输，智能控制定位将车辆停放到地下空余的车位上；取车时，输入车牌号或刷卡，搬运小车将自动行走到相应车位取车，90s左右送达出口处取车室（图26）。

图26 停车示意

该预制拼接沉井式智慧地下停车库具有如下优点：

1）绿色环保、节能、节材、节地。车库主体沉井混凝土结构、内部停车主体钢结构等均采用装配式结构形式，主要构件在工厂制作完成后到现场拼装，减少现场的施工环节，周转材料浪费少；同时沉井下沉施工方法，施工占地小，对周边建筑影响少。通过建筑产业化，做到绿色环保、节能、节材、节地。

2）工期短，成效快。车库筒壁体采用预制装配式结构，工厂内标准化、模块化生产，运到现场后，层层拼装，施工工期快，安全性高。

3）占地面积少，适应范围广。车库利用绿地地下空间，地上建筑面积仅约120㎡，占地面积少，对周边环境影响小，充分提高土地资源利用率，可在老旧小区、商业街区、公建配套等零散边角地、绿化用地推广建设。

4）设备先进，智能化集成高，存取车便捷。车库采用先进的“搬运机器人”代替车主进入车库内，并采用全智能化软件控制系统，车牌识别，实现无人入库的安全保障，智能集成高，存取车便捷。

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