BIM在某智能停车楼项目全生命周期中的综合应用

谢 艺

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

BIM技术可改善、升级建筑业行为模式和管理方式，助推工程建造向更精益、高效、可持续的方向发展。设计施工一体化的优势在于整体控制、管理设计、施工，促进两者深度融合、高效协同。BIM技术进行全专业模型整合后，可实现多样化的拆图功能及设计优化与深化，解决各专业关联点问题，同时依托平台，促进多专业高效协同。BIM技术应用于设计施工一体化项目，将显著推进迭代升级。

1 工程概况

某智能停车楼项目包括停车楼和商务楼部分，总建筑面积7万余m2，停车位共1 200余个，其中停车楼建筑面积1.7万m2，地下2层，地上13层，主体为框架钢结构，内墙采用轻质隔墙板，外墙为单元式幕墙，屋面为钢骨架轻型板，装配率近100%，是目前山西省最大的智能立体停车楼(见图1)。

图1 智能停车楼项目效果

2 应用背景分析

2.1 推进BIM全生命周期应用难

该项目商业模式采用BOT模式(建设-运营-移交)，即政府引导、社会资本参与、市场化运作。组织模式采用EPC工程总承包模式。建造方式采用装配式，装配率近100%。3种模式有机融合，有利于推进BIM的全生命周期应用。

2.2 施工难度大

该项目地处中心城区、教育片区、培训集中区及行政集中办公区，停车位一位难求，且建设用地紧缺、项目场地狭小，工期紧。停车楼建设总工期仅8个月，期间需进行方案设计、施工图设计、场地平整、基础施工、主体施工、装饰装修、设备安装、调试等工作，从设计、土方开挖、支护、将2 500余根桩基施工到±0.000，工期共133d；钢结构施工工期仅48d，需安装5 038个构件，同时要克服场地狭小、四面临空作业等难题；机电设备安装工期仅75d，包含停车设备安装、调试，且与隔墙、幕墙、屋面、装修工程穿插施工，施工组织难度极大，需应用BIM实现精益建造。

2.3 对周边交通流线影响大

该项目地处繁华路口，早、晚高峰期有1 000余辆车集中进出，对周边交通流线影响极大，需因地制宜模拟、优化静态行车路线。

2.4 使用功能要求高

该停车楼为重点打造的智能停车示范项目，使用功能要求高。设计时需重点解决以下问题：停车场内交通动线缺乏系统规划，导致停车拥堵、排队时间长；停车系统智能化程度低，导致泊位寻找、反向寻车、出场支付时间长，体验感差；立体智能车库普遍存在进车室门宽度较窄，用户进车困难，舒适度差等问题，需基于BIM技术进行优化设计、智慧运维。

2.5 设计周期极短

项目工期紧，确定设计方案后，需边设计、边优化、边施工，设计错误多，返工风险大，且停车楼需关联钢筋混凝土结构、钢结构、机电与停车设备、幕墙等多专业，除需优化、深化本专业外，还需综合优化多专业关联节点。

3 BIM技术综合应用

3.1 模型创建

采用Revit软件建立土建工程BIM模型、机电安装工程模型、幕墙模型，模型等级分别为LOD300，LOD350，LOD400。采用Tekla软件建立钢结构工程模型，模型等级为LOD400。采用Solidworks软件建立停车设备模型，模型等级为LOD400,并将单个设备模型转换为Revit常规模型，实现全专业模型综合。各模型如图2所示。

图2 模型创建示意

3.2 设计阶段应用

3.2.1静态行车路线模拟优化

通过采集周边道路车流信息、周边环境、地形信息，进行三维动态模拟，依据交通影响评价、场地情况优化停车流线设计，将进出车动线优化为地上1层进、地下1层出的设计方案，同时增大进出车室外围和车库内动线长度，减轻进出车压力。

3.2.2存取车方案模拟与设计优化

通过模拟存取车方案，结合升降井、停车库、梳齿机构、升降机及梳齿横移装置等，将停车库形成全方位的循环系统，使各楼层、各位置均可停放车辆，以排布最优的结构布置方案，同时优化存取车装置升降通道，在地下立体车库和地上立体车库中均设置存取车装置升降通道，且2个存取车装置升降通道错开距离为半个车库的宽度，使进出车道互不干扰，提高进出车效率。

3.2.3空间方案优化

利用钢结构设计软件直接导出Revit模型，进行空间分析，改变消防喷淋管原布设方案，设置在单元空间两侧，增大空间使用率。优化横移平台导轨标高，保证横移平台轨迹无干扰，轨道标高与车载标高一致。通过BIM模型，优化车载架形式、尺寸、安装位置、安装方式，确保空间利用达到最优。静态停车路线模拟优化如图3所示。存取车方案模拟如图4所示。

图3 静态停车路线模拟优化

图4 存取车方案模拟

3.3 施工阶段应用

3.3.1钢结构应用

1)通过整合模型，对构件与构件、构件及零件进行碰撞，依托生成的非正常碰撞报告，进行优化设计。

2)对节点部位进行二次深化，如梁与支撑相交处的范围内，细化梁腹板横向加劲肋位置，同时对加劲肋倒角进行实体放样，将支撑与节点处的螺栓连接构造做法进行实体放样，确保衬板、螺栓、螺孔大小位置合理准确。拆分节点模型后，根据工期进度、运输问题、工厂与现场焊接情况、栓接工程量，合理分配杠柱长度，并预留车载架零件与构件连接孔洞，创建螺孔、螺栓、连接板等零件，为工厂加工提供条件。

3)对型钢柱节点部位进行二次深化，如钢筋穿过腹板打孔，确定预留孔位置，根据模型生成深化加工图，将翼缘处的钢筋通过预留套筒相连，并保证现场安装空间。

4)模型深化后，输出相互对应的构件、零件二维图纸(即经过深化设计后的二维图纸)，作为工厂加工的最终依据。

5)构件运到现场后，通过二维码识别构件位置，同时利用BIM模型对型钢梁、混凝土梁节点进行交底，完成现场装配。

3.3.2机电应用

1)碰撞检查 对软件自动检测后生成的冲突报告开展设计优化。优化设计完成后，形成技术核定单，相关方签字确认后实施。

2)深化、出图、交底 对重点部位、复杂节点、设备用房等部位进行深化设计，同时根据现场需求，生成相关节点图、剖面图，并进行可视化交底。同时利用八目图模软件，使模型轻量化，用手机扫码即可查看三维模型及构件参数。复杂节点优化排布如图5所示。

图5 复杂节点优化排布

3.3.3停车设备应用

1)利用工业化模型干涉检查加工阶段，对检查出的零组件间干涉内容进行修正。

2)将工业模型转化为建筑模型，对升降机竖向支撑分段、连接部位、安装吊环、驱动平台连接节点、停车设备预埋板、预埋角铁、横移平台及轨道、车架关联节点等位置进行深化设计(见图6～8)。

图6 停车设备预埋板位置优化

图7 驱动平台与升降机综合深化

图8 安装吊环部位深化

3.3.4幕墙应用

1)深化设计 对幕墙块材排布进行深化设计，依据幕墙块材排布设计、钢结构型钢梁位置，安装管道出风口，并优化龙骨、格栅口，最后深化设计特殊节点，如错缝单元块节点、转角处单元块节点等。

2)复核、制作 根据幕墙整体排布模型，复核玻璃、转角处构件尺寸、型号，对单元式幕墙进行Pro/E三维设计，并在CAM车间内完成生产制作。

3.3.5多专业协同平台应用

建立设计图纸、设计变更、BIM模型交互平台，实现设计图纸与BIM成果的实时共享，避免信息不一致，造成返工。

3.4 运维阶段应用

3.4.1搭建智能停车管理平台

将模型数据轻量化后，搭建出入口管理系统、云端值守中心、自助缴费系统及SaaS云平台模块，组成智能停车管理平台，统一管理停车场进出车辆，实现大数据对接、车位预约、空车位查询、线上缴费、反向寻车等功能，提高用户出行效率。

3.4.2打造高效的智能引导服务

采用车牌识别+人脸识别技术，将主动寻找停车位变为算法推荐最优停车位，车辆进入停车场，通过三级诱导标牌、语音播报等载体引导车主前往目标车位区域，整个过程≤2min，实现车主轻松存取车。

3.4.3打造安全、舒适的客户体验

依托云端值守中心，结合全景监控、可视语音对讲系统，实现停车场无人化管理，极大提升为用户提供服务的效率。通过配置完备的监测系统，实现全方位实时监控车库内外运行情况。通过智能检测系统，实现车体超高、超宽、超长检测及人员感知、活体检测，配合软件和电气控制的双检测，有效保障停车安全。同时将进车室门的宽度由2.6m扩大到3m，提高进车室空间。

3.4.4快捷的存取车及缴费支付通道

停车场出入口支持全视频出入口识别、车牌遴选算法、多元支付系统(微信支付、支付宝支付、无感支付、自助缴费机、ETC)，实现车辆进出场不停车。

4 结语

通过应用BIM实现全专业综合优化，设计阶段针对存取车方案进行模拟，优化空间、路线；施工阶段综合优化及深化钢结构、机电、停车设备、幕墙工程的设计与施工，与岗位需求紧密结合，切实服务项目生产与组织；运营阶段接入数据平台，实现智能管理。通过BIM在工程全生命周期中的应用，打通各阶段、各专业间的壁垒，应用价值显著，前景广阔。