BIM在某智能停車樓項(xiàng)目全生命周期中的綜合應(yīng)用

謝 藝

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

BIM技術(shù)可改善、升級(jí)建筑業(yè)行為模式和管理方式，助推工程建造向更精益、高效、可持續(xù)的方向發(fā)展。設(shè)計(jì)施工一體化的優(yōu)勢(shì)在于整體控制、管理設(shè)計(jì)、施工，促進(jìn)兩者深度融合、高效協(xié)同。BIM技術(shù)進(jìn)行全專業(yè)模型整合后，可實(shí)現(xiàn)多樣化的拆圖功能及設(shè)計(jì)優(yōu)化與深化，解決各專業(yè)關(guān)聯(lián)點(diǎn)問(wèn)題，同時(shí)依托平臺(tái)，促進(jìn)多專業(yè)高效協(xié)同。BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)計(jì)施工一體化項(xiàng)目，將顯著推進(jìn)迭代升級(jí)。

1 工程概況

某智能停車樓項(xiàng)目包括停車樓和商務(wù)樓部分，總建筑面積7萬(wàn)余m2，停車位共1 200余個(gè)，其中停車樓建筑面積1.7萬(wàn)m2，地下2層，地上13層，主體為框架鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)墻采用輕質(zhì)隔墻板，外墻為單元式幕墻，屋面為鋼骨架輕型板，裝配率近100%，是目前山西省最大的智能立體停車樓(見(jiàn)圖1)。

圖1 智能停車樓項(xiàng)目效果

2 應(yīng)用背景分析

2.1 推進(jìn)BIM全生命周期應(yīng)用難

該項(xiàng)目商業(yè)模式采用BOT模式(建設(shè)-運(yùn)營(yíng)-移交)，即政府引導(dǎo)、社會(huì)資本參與、市場(chǎng)化運(yùn)作。組織模式采用EPC工程總承包模式。建造方式采用裝配式，裝配率近100%。3種模式有機(jī)融合，有利于推進(jìn)BIM的全生命周期應(yīng)用。

2.2 施工難度大

該項(xiàng)目地處中心城區(qū)、教育片區(qū)、培訓(xùn)集中區(qū)及行政集中辦公區(qū)，停車位一位難求，且建設(shè)用地緊缺、項(xiàng)目場(chǎng)地狹小，工期緊。停車樓建設(shè)總工期僅8個(gè)月，期間需進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、場(chǎng)地平整、基礎(chǔ)施工、主體施工、裝飾裝修、設(shè)備安裝、調(diào)試等工作，從設(shè)計(jì)、土方開(kāi)挖、支護(hù)、將2 500余根樁基施工到±0.000，工期共133d；鋼結(jié)構(gòu)施工工期僅48d，需安裝5 038個(gè)構(gòu)件，同時(shí)要克服場(chǎng)地狹小、四面臨空作業(yè)等難題；機(jī)電設(shè)備安裝工期僅75d，包含停車設(shè)備安裝、調(diào)試，且與隔墻、幕墻、屋面、裝修工程穿插施工，施工組織難度極大，需應(yīng)用BIM實(shí)現(xiàn)精益建造。

2.3 對(duì)周邊交通流線影響大

該項(xiàng)目地處繁華路口，早、晚高峰期有1 000余輛車集中進(jìn)出，對(duì)周邊交通流線影響極大，需因地制宜模擬、優(yōu)化靜態(tài)行車路線。

2.4 使用功能要求高

該停車樓為重點(diǎn)打造的智能停車示范項(xiàng)目，使用功能要求高。設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)解決以下問(wèn)題：停車場(chǎng)內(nèi)交通動(dòng)線缺乏系統(tǒng)規(guī)劃，導(dǎo)致停車擁堵、排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)；停車系統(tǒng)智能化程度低，導(dǎo)致泊位尋找、反向?qū)ぼ嚒⒊鰣?chǎng)支付時(shí)間長(zhǎng)，體驗(yàn)感差；立體智能車庫(kù)普遍存在進(jìn)車室門(mén)寬度較窄，用戶進(jìn)車?yán)щy，舒適度差等問(wèn)題，需基于BIM技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、智慧運(yùn)維。

2.5 設(shè)計(jì)周期極短

項(xiàng)目工期緊，確定設(shè)計(jì)方案后，需邊設(shè)計(jì)、邊優(yōu)化、邊施工，設(shè)計(jì)錯(cuò)誤多，返工風(fēng)險(xiǎn)大，且停車樓需關(guān)聯(lián)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電與停車設(shè)備、幕墻等多專業(yè)，除需優(yōu)化、深化本專業(yè)外，還需綜合優(yōu)化多專業(yè)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)。

3 BIM技術(shù)綜合應(yīng)用

3.1 模型創(chuàng)建

采用Revit軟件建立土建工程BIM模型、機(jī)電安裝工程模型、幕墻模型，模型等級(jí)分別為L(zhǎng)OD300，LOD350，LOD400。采用Tekla軟件建立鋼結(jié)構(gòu)工程模型，模型等級(jí)為L(zhǎng)OD400。采用Solidworks軟件建立停車設(shè)備模型，模型等級(jí)為L(zhǎng)OD400,并將單個(gè)設(shè)備模型轉(zhuǎn)換為Revit常規(guī)模型，實(shí)現(xiàn)全專業(yè)模型綜合。各模型如圖2所示。

圖2 模型創(chuàng)建示意

3.2 設(shè)計(jì)階段應(yīng)用

3.2.1靜態(tài)行車路線模擬優(yōu)化

通過(guò)采集周邊道路車流信息、周邊環(huán)境、地形信息，進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)模擬，依據(jù)交通影響評(píng)價(jià)、場(chǎng)地情況優(yōu)化停車流線設(shè)計(jì)，將進(jìn)出車動(dòng)線優(yōu)化為地上1層進(jìn)、地下1層出的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)增大進(jìn)出車室外圍和車庫(kù)內(nèi)動(dòng)線長(zhǎng)度，減輕進(jìn)出車壓力。

3.2.2存取車方案模擬與設(shè)計(jì)優(yōu)化

通過(guò)模擬存取車方案，結(jié)合升降井、停車庫(kù)、梳齒機(jī)構(gòu)、升降機(jī)及梳齒橫移裝置等，將停車庫(kù)形成全方位的循環(huán)系統(tǒng)，使各樓層、各位置均可停放車輛，以排布最優(yōu)的結(jié)構(gòu)布置方案，同時(shí)優(yōu)化存取車裝置升降通道，在地下立體車庫(kù)和地上立體車庫(kù)中均設(shè)置存取車裝置升降通道，且2個(gè)存取車裝置升降通道錯(cuò)開(kāi)距離為半個(gè)車庫(kù)的寬度，使進(jìn)出車道互不干擾，提高進(jìn)出車效率。

3.2.3空間方案優(yōu)化

利用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件直接導(dǎo)出Revit模型，進(jìn)行空間分析，改變消防噴淋管原布設(shè)方案，設(shè)置在單元空間兩側(cè)，增大空間使用率。優(yōu)化橫移平臺(tái)導(dǎo)軌標(biāo)高，保證橫移平臺(tái)軌跡無(wú)干擾，軌道標(biāo)高與車載標(biāo)高一致。通過(guò)BIM模型，優(yōu)化車載架形式、尺寸、安裝位置、安裝方式，確保空間利用達(dá)到最優(yōu)。靜態(tài)停車路線模擬優(yōu)化如圖3所示。存取車方案模擬如圖4所示。

圖3 靜態(tài)停車路線模擬優(yōu)化

圖4 存取車方案模擬

3.3 施工階段應(yīng)用

3.3.1鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用

1)通過(guò)整合模型，對(duì)構(gòu)件與構(gòu)件、構(gòu)件及零件進(jìn)行碰撞，依托生成的非正常碰撞報(bào)告，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2)對(duì)節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行二次深化，如梁與支撐相交處的范圍內(nèi)，細(xì)化梁腹板橫向加勁肋位置，同時(shí)對(duì)加勁肋倒角進(jìn)行實(shí)體放樣，將支撐與節(jié)點(diǎn)處的螺栓連接構(gòu)造做法進(jìn)行實(shí)體放樣，確保襯板、螺栓、螺孔大小位置合理準(zhǔn)確。拆分節(jié)點(diǎn)模型后，根據(jù)工期進(jìn)度、運(yùn)輸問(wèn)題、工廠與現(xiàn)場(chǎng)焊接情況、栓接工程量，合理分配杠柱長(zhǎng)度，并預(yù)留車載架零件與構(gòu)件連接孔洞，創(chuàng)建螺孔、螺栓、連接板等零件，為工廠加工提供條件。

3)對(duì)型鋼柱節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行二次深化，如鋼筋穿過(guò)腹板打孔，確定預(yù)留孔位置，根據(jù)模型生成深化加工圖，將翼緣處的鋼筋通過(guò)預(yù)留套筒相連，并保證現(xiàn)場(chǎng)安裝空間。

4)模型深化后，輸出相互對(duì)應(yīng)的構(gòu)件、零件二維圖紙(即經(jīng)過(guò)深化設(shè)計(jì)后的二維圖紙)，作為工廠加工的最終依據(jù)。

5)構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，通過(guò)二維碼識(shí)別構(gòu)件位置，同時(shí)利用BIM模型對(duì)型鋼梁、混凝土梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交底，完成現(xiàn)場(chǎng)裝配。

3.3.2機(jī)電應(yīng)用

1)碰撞檢查 對(duì)軟件自動(dòng)檢測(cè)后生成的沖突報(bào)告開(kāi)展設(shè)計(jì)優(yōu)化。優(yōu)化設(shè)計(jì)完成后，形成技術(shù)核定單，相關(guān)方簽字確認(rèn)后實(shí)施。

2)深化、出圖、交底 對(duì)重點(diǎn)部位、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)、設(shè)備用房等部位進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，生成相關(guān)節(jié)點(diǎn)圖、剖面圖，并進(jìn)行可視化交底。同時(shí)利用八目圖模軟件，使模型輕量化，用手機(jī)掃碼即可查看三維模型及構(gòu)件參數(shù)。復(fù)雜節(jié)點(diǎn)優(yōu)化排布如圖5所示。

圖5 復(fù)雜節(jié)點(diǎn)優(yōu)化排布

3.3.3停車設(shè)備應(yīng)用

1)利用工業(yè)化模型干涉檢查加工階段，對(duì)檢查出的零組件間干涉內(nèi)容進(jìn)行修正。

2)將工業(yè)模型轉(zhuǎn)化為建筑模型，對(duì)升降機(jī)豎向支撐分段、連接部位、安裝吊環(huán)、驅(qū)動(dòng)平臺(tái)連接節(jié)點(diǎn)、停車設(shè)備預(yù)埋板、預(yù)埋角鐵、橫移平臺(tái)及軌道、車架關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)等位置進(jìn)行深化設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖6～8)。

圖6 停車設(shè)備預(yù)埋板位置優(yōu)化

圖7 驅(qū)動(dòng)平臺(tái)與升降機(jī)綜合深化

圖8 安裝吊環(huán)部位深化

3.3.4幕墻應(yīng)用

1)深化設(shè)計(jì) 對(duì)幕墻塊材排布進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，依據(jù)幕墻塊材排布設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)型鋼梁位置，安裝管道出風(fēng)口，并優(yōu)化龍骨、格柵口，最后深化設(shè)計(jì)特殊節(jié)點(diǎn)，如錯(cuò)縫單元塊節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處單元塊節(jié)點(diǎn)等。

2)復(fù)核、制作 根據(jù)幕墻整體排布模型，復(fù)核玻璃、轉(zhuǎn)角處構(gòu)件尺寸、型號(hào)，對(duì)單元式幕墻進(jìn)行Pro/E三維設(shè)計(jì)，并在CAM車間內(nèi)完成生產(chǎn)制作。

3.3.5多專業(yè)協(xié)同平臺(tái)應(yīng)用

建立設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)變更、BIM模型交互平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙與BIM成果的實(shí)時(shí)共享，避免信息不一致，造成返工。

3.4 運(yùn)維階段應(yīng)用

3.4.1搭建智能停車管理平臺(tái)

將模型數(shù)據(jù)輕量化后，搭建出入口管理系統(tǒng)、云端值守中心、自助繳費(fèi)系統(tǒng)及SaaS云平臺(tái)模塊，組成智能停車管理平臺(tái)，統(tǒng)一管理停車場(chǎng)進(jìn)出車輛，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)對(duì)接、車位預(yù)約、空車位查詢、線上繳費(fèi)、反向?qū)ぼ嚨裙δ埽岣哂脩舫鲂行省?/p>

3.4.2打造高效的智能引導(dǎo)服務(wù)

采用車牌識(shí)別+人臉識(shí)別技術(shù)，將主動(dòng)尋找停車位變?yōu)樗惴ㄍ扑]最優(yōu)停車位，車輛進(jìn)入停車場(chǎng)，通過(guò)三級(jí)誘導(dǎo)標(biāo)牌、語(yǔ)音播報(bào)等載體引導(dǎo)車主前往目標(biāo)車位區(qū)域，整個(gè)過(guò)程≤2min，實(shí)現(xiàn)車主輕松存取車。

3.4.3打造安全、舒適的客戶體驗(yàn)

依托云端值守中心，結(jié)合全景監(jiān)控、可視語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)無(wú)人化管理，極大提升為用戶提供服務(wù)的效率。通過(guò)配置完備的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控車庫(kù)內(nèi)外運(yùn)行情況。通過(guò)智能檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車體超高、超寬、超長(zhǎng)檢測(cè)及人員感知、活體檢測(cè)，配合軟件和電氣控制的雙檢測(cè)，有效保障停車安全。同時(shí)將進(jìn)車室門(mén)的寬度由2.6m擴(kuò)大到3m，提高進(jìn)車室空間。

3.4.4快捷的存取車及繳費(fèi)支付通道

停車場(chǎng)出入口支持全視頻出入口識(shí)別、車牌遴選算法、多元支付系統(tǒng)(微信支付、支付寶支付、無(wú)感支付、自助繳費(fèi)機(jī)、ETC)，實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)出場(chǎng)不停車。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)應(yīng)用BIM實(shí)現(xiàn)全專業(yè)綜合優(yōu)化，設(shè)計(jì)階段針對(duì)存取車方案進(jìn)行模擬，優(yōu)化空間、路線；施工階段綜合優(yōu)化及深化鋼結(jié)構(gòu)、機(jī)電、停車設(shè)備、幕墻工程的設(shè)計(jì)與施工，與崗位需求緊密結(jié)合，切實(shí)服務(wù)項(xiàng)目生產(chǎn)與組織；運(yùn)營(yíng)階段接入數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能管理。通過(guò)BIM在工程全生命周期中的應(yīng)用，打通各階段、各專業(yè)間的壁壘，應(yīng)用價(jià)值顯著，前景廣闊。