智能物流装备项目建筑工程方案

智能物流装备项目

建筑工程方案

XXX集团有限公司

目录

一、新一代智能制造技术在建筑业的应用..............................3

二、智能建筑与智慧城市.............................................6

三、BIM技术在运营维护阶段的应用..................................15

四、BIM技术在规划设计阶段的应用..................................19

五、BIM技术发展趋势..............................................29

六、BIM技术应用价值价值..........................................32

七、钢结构体系....................................................35

八、木结构体系....................................................42

九、绿色建筑的特征................................................48

十、绿色建筑相关政策及标准.......................................49

十一、评价时点与方法..............................................53

十二、评价单元及内容..............................................54

十三、竣工决算编制................................................55

十四、竣工决算报批................................................58

十五、建筑安装工程费用............................................59

十六、工程建设其他费用............................................64

十七、合同价款调整................................................67

十八、合同价款结算................................................74

十九、项目基本情况................................................80

二十、公司基本情况................................................82

二十一、项目投资分析..............................................84

建设投资估算表.....................................................86

建设期利息估算表...................................................87

流动资金估算表.....................................................88

总投资及构成一览表.................................................90

项目投资计划与资金筹措一览表......................................91

二十二、项目经济效益分析..........................................92

营业收入、税金及附加和增值税估算表................................92

综合总成本费用估算表...............................................94

利润及利润分配表...................................................95

项目投资现金流量表.................................................98

借款还本付息计划表................................................100

一、新一代智能制造技术在建筑业的应用

智能制造可归纳为三个基本范式，即数字化制造、数字化网络化

制造、数字化网络化智能化制造-新一代智能制造。新一代智能制造是

新一代人工智能技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于产品设计、

制造、服务全寿命期各个环节及相应系统的优化集成，不断提升企业

的产品质量、效益、服务水平，减少资源能耗，是新一轮工业革命的

核心驱动力，是今后数十年制造业转型升级的主要路径。“人-信息-

物理系统”(Human-Cyber-PhySicalSyStemS,HCPS)揭示了新一代智

能制造的技术机理，能够有效指导新一代智能制造的理论研究和工程

实践。

（1）传统制造与“人-物理系统"（Human-PhySicalSyStemS,

HPS）o传统制造系统包含人和物理系统两大部分，是完全通过人对机

器的操作控制来完成各种工作任务。动力革命极大地提高了物理系统

（机器）的生产效率和质量，物理系统（机器）代替了人类大量体力

劳动。传统制造系统中，要求人完成信息感知、分析决策、操作控制

及认知学习等多方面任务，不仅对人的要求高，劳动强度大，而且系

统工作效率、质量还不够高，完成复杂工作任务的能力还很有限。

（2）新一代智能制造与新一代“人-信息-物理系统”。与传统制

造系统相比，智能制造系统的本质变化是在人和物理系统之间增加信

息系统，形成“人一信息-物理系统”。随着新一代人工智能技术的发

展，“人一信息一物理系统”发生质的变化，形成新一代“人一信息

物理系统”。新一代智能制造系统最本质的特征是其信息系统增加了

认知和学习功能，信息系统不仅具有强大的感知、计算分析与控制能

力，更具有学习提升、产生知识的能力。

（二）3D打印技术

1、基本原理

（1）建筑3D打印技术作为新型数字建造技术，集成了计算机技

术、数控技术、材料成型技术等，采用材料分层叠加的基本原理，由

计算机获取三维建筑模型的形状、尺寸及其他相关信息，并对其进行

一定处理，按某一方向（通常为Z向）将模型分解成具有一定厚度的

层片文件（包含二维轮廓信息）然后对文件进行检验或修正并生成正

确的数控程序，最后由数控系统控制机械装置按照指定路径运动实现

建筑物或构筑物的自动建造，也被称为“增材建造

（additivecOnStructiOn）三维模型建立与近似处理。三维建模方法

有两种：首先，通过建筑参数化建模软件（如Revit,3Dmax等）直接

建模；其次，利用逆向工程（reverSeengineering,RE）或反求工程

（如三维扫描等）通过点云数据构造出三维模型。然后用软件将三维

模型导出为特定的近似模拟文件，如STL格式文件等，为后续工作做

好准备。

（2）模型切片与路径规划。将三维模型模拟文件导入建筑3D打

印数控系统，系统对模型进行两步处理

①用一系列平行、等间距的二维模型进行拟合，即分层切片处理。

②将切片得到的层片轮廓转化为打印喷嘴的运行填充路径，即层

片路径规划。

2、机器人建造特征

人机共生下的全新工作模式可以归结为以下三个特征：一体化、

体外化和虚拟/物质化的数字。

(1)一体化。一体化的首要特征是人的思维与机器运算思维的打

通，其次是设计与建造的打通。这一切是建立在建筑设计方法从几何

参数化、性能参数化到建造参数化的一体化联动基础之上的。

(2)体外化。体外化则是对待人体与机器的基本态度。机器不是

人在思维和身体上的延伸，而是独立于人体，有着与人类不同的能力

与思考方式,因此它们应作为“合作同伴(partnerShipp”参与到设

计过程中。机器的目的不是主导设计，而是在预设条件下增强人的能

力。

(3)虚拟化/物质化的数字李生。虚拟化/物质化的数字李生是人

机协作成果获得直接体现的重要原因，无论是可视化、参数化还是性

能化模拟，都在追求虚拟空间中的数字信能息与物理空间中的实体事

物之间精确的映射关系，也是将可视化信息转化为实体建造的关键，

这种共生关系为形式生成、材料分布带来新的可能。

二、智能建筑与智慧城市

(-)智能建筑

智能建筑概念源于美国。美国智能建筑学会认为：智能建筑是对

建筑物的结构、系统、服务和管理四个基本要素进行最优化组合，为

用户提供一个高效率并具有经济效益的环境。

我国智能建筑起步于20世纪90年代，在90年代中后期达到建设

高峰。2015年H月正式实施的《智能建筑设计标准》(GB50314-2015)

将智能建筑定义为：以建筑物为平台，基于对各类智能化信息的综合

应用，集架构、系统、应用、管理及优化组合为一体，具有感知、传

输、记忆、推理、判断和决策的综合智慧能力，形成以人、建筑、环

境互为协调的整合体，为人们提供安全、高效、便利及可持续发展功

能环境的建筑。

1、智能建筑基本构成

智能建筑以增强建筑物科技功能、提升智能化系统的技术功效和

绿色建筑为目标，追求功能实用、技术适时、安全高效、运营规范和

经济合理。智能建筑通常由信息化应用系统、智能化集成系统、信息

设施系统、建筑设备管理系统、公共安全系统、应急响应系统、智能

化系统机房工程等组成。

(1)信息化应用系统。信息化应用系统是指以信息设施系统和建

筑设备管理系统等智能化系统为基础，为满足建筑物各类专业化业务、

规范化运营及管理需要，由多种类信息设施、操作程序和相关应用设

备等组合而成的系统。信息化应用系统包括公共服务、智能卡应用、

物业管理、信息设施运行管理、信息安全管理、通用业务和专业业务

等应用功能。

(2)智能化集成系统。智能化集成系统是指为实现建筑物运营及

管理目标，基于统一的信息平台，以多种类智能化信息集成方式，形

成的具有信息汇聚、资源共享、协同运行、优化管理等综合应用功能

的系统。智能化集成系统由智能化信息集成系统与集成信息应用系统

组成，采用智能化信息资源共享和协同运行的架构形式，以实现绿色

建筑，满足建筑的业务功能、物业运营及管理模式的应用需求为目标。

(3)信息设施系统。信息设施系统是指为满足建筑物的应用与管

理对信息通信的需求，将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和

显示等功能的信息系统整合，形成建筑物公共通信服务综合基础条件

的系统。信息设施系统包括信息接入系统、布线系统、移动通信室内

信号覆盖系统、卫星通信系统、用户电话交换系统、无线对讲系统、

信息网络系统、有线电视及卫星电视接收系统、公共广播系统、会议

系统、信息导引及发布系统、时钟系统等。

(4)建筑设备管理系统。建筑设备管理系统是指对建筑设备监控

和公共安全系统等实施综合管理的系统，其包括建筑设备监控系统、

建筑能效监管系统，以及需要纳入管理的其他业务设施系统，以节约

资源、优化环境质量管理为目标，具有建筑设备能耗监测，运行监控

信息互为关联、共享的功能。

（5）公共安全系统。公共安全系统是指为维护公共安全，运用现

代化科学技术，具有以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的综

合技术防范或安全保障体系综合功能的系统，其包括安全防范综合管

理和入侵报警、视频安防监控、出入口控制、电子巡查、访客对讲、

停车场（库）管理系统等。

（6）应急响应系统。应急响应系统是指为应对各类突发公共安全

事件，提高应急响应速度和决策指挥能力，有效预防、控制和消除突

发公共安全事件的危害，具有应急技术体系和响应处置功能的应急响

应保障机制或履行协调指挥职能的系统。

（7）智能化系统机房工程。智能化系统机房工程是指为提供机房

内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件，以确保各智能化系统

安全、可靠和高效地运行与便于维护建筑功能环境而实施的综合工程。

智能化系统机房包括信息接入机房、有线电视前端机房、信息设施系

统总配线机房、智能化总控室、信息网络机房、用户电话交换机房、

消防控制室、安防监控中心、应急响应中心和智能化设备间（弱电间、

电信间）等。机房工程紧急广播系统备用电源的持续供电时间，必须

与消防疏散指示标志，照明备用电源的连续供电时间一致。

2、智能建筑技术基础

计算村与通信技术是构建信息系统与信息网络的基础，能实现对

建筑内外相关的语音、数据、图像和多媒体等形式的信息予以接收、

交换、传输、处理、存储、检索与显示等功能。自动化控制技术通过

信息网络、管理的硬件设施对建筑设备运转的实时监控，根据外界条

件、环境因素、负载变化情况自动调节设备，使设备运行始终处于最

佳状态，对电力、供热、供水等能源的调节，安全、舒适、节能。

(二)智慧城市

2009年美国政府在经济复兴计划中首次描述美国智慧城市的概念。

2012年我国智慧城市试点全面启动。我国《国民经济和社会发展第十

三个五年规划纲要》提出：以基础设施智能化、公共服务便利化、社

会治理精细化为重点，充分运用现代信息技术和大数据，建设一批新

型示范智慧城市。截至2018年11月，全国100%副省级以上城市、90%

地级以上城市，总计700多个城市提出或在建智慧城市，已有277个

智慧城市试点和3个新型智慧城市试点。

《智慧城市术语》(GB/T37043-2018)将智慧城市定义为：运用

信息通信技术，有效整合各类城市管理系统，实现城市各系统间信息

资源共享和业务协同，推动城市管理和服务智慧化，提升城市运行管

理和公共服务水平，提高城市居民幸福感和满意度，实现可持续发展

的一种创新型城市。

1、智慧城市顶层设计

智慧城市顶层设计是指从城市发展需求出发，运用体系工程方法

统筹协调城市各要素，开展智慧城市需求分析，对智慧城市建设目标、

总体框架、建设内容、实施路径等方面进行整体性规划和设计的过程。

（1）基本原则。智慧城市顶层设计遵循以下基本原则。1）以人

为本。以“为民、便民、惠民”为导向。

2）因城施策。依据城市战略定位、历史文化、资源禀赋、信息化

基础设施及经济社会发展水平等方面进行科学定位，合理配置资源，

有针对性地进行规划和设计。

3）融合共享。以实现数据融合、业务融合、技术融合，以及跨部

门、跨系统、跨业务、跨层级、跨地域的协同管理和服务为目标。

4）协同发展。体现数据流在城市群、中心城市以及周边县镇的汇

聚和辐射应用，建立城市管理、产业发展、社会保障、公共服务等多

方面的协同发展体系。

5）多元参与。在开展智慧城市顶层设计过程中应考虑政府、企业、

居民等不同角色的意见及建议。

6）绿色发展。考虑城市资源环境承载力，以实现可持续发展、节

能环保发展、低碳循环发展为导向。

1）创新驱动。体现新技术在智慧城市中的应用，体现智慧城市与

创新创业之间的有机结合，将智慧城市作为创新驱动的重要载体，推

动统筹机制、管理机制、运营机制、信息技术创新。

（2）基本过程。智慧城市顶层设计基本过程分为需求分析、总体

设计、架构设计、实施路径设计四步。

1）需求分析。通过城市发展战略与目标分析、城市现状调研分析、

智慧城市现状评估、其他相关规划分析等方面的工作，梳理出政府、

企业、居民等主体对智慧城市的建设需求。

2）总体设计。在需求分析基础上，确定智慧城市建设的指导思想、

基本原则、建设目标等内容，识别智慧城市重点建设任务，提出智慧

城市建设总体框架。

3）架构设计。依据智慧城市建设需求和目标，从业务、数据、应

用、基础设施、安全、标准产业七个维度和各维度之间的关系出发，

对业务架构、数据架构、应用架构、基础设施架构、安全体系、标准

体系及产业体系进行设计。

4）实施路径设计。在前期阶段成果的基础上，依据智慧城市重点

任务建设，提出智慧城市建设重点工程，并明确工程属性、目标任务、

实施周期、成本效益、政府与社会资金、阶段建设目标等，设计各工

程项目的建设运营模式、实施阶段计划和风险保障措施，确保智慧城

市建设顺利进行。

2、智慧城市评价指标

（1）评价指标设计原则。智慧城市评价指标设计应遵循以下原则

1）导引性。指标设计要突出智慧城市的本质和特征，注重智慧城

市建设的质量与成效，可充分发挥对本领域智慧化建设的引导作用。

2）代表性。评价指标应体现本领域特点，应具有典型性和代表性。

3）人本性。评价指标应注重为民、便民、惠民成效，突出城市管

理和公共服务的质量和水平。

4）规范性。指标选取要制定分项评价指标。

5）可操作性。评价指标应可量化计算，且指标相关的历史数据、

最新数据便于采集。

6）系统性。评价指标共同组成评价本领域智慧城市建设水平成效

的有机整体，彼此之间尽可能相对独立。

（2）评价指标体系内容。智慧城市评价指标体系可分为能力类指

标、成效类指标两类。能力类指标、成效类指标所涉及的各个方面均

可作为一级指标。每个一级指标下又包含若干二级指标评价要素，每

个二级指标评价要素代表对一级指标某一个侧重面的考量依据。

1）能力类指标。能力类指标是指对智慧城市建设运营基础能力的

评价指标，即城市运用各种资源建设运营智慧城市的基本能力评价指

标。能力类指标可用于评价城市运用物联网、云计算、大数据、空间

地理信息集成等新一代信息技术，进行城市规划、建设和提升城市管

理.服务水平的一系列要素项。

智慧城市评价中的能力类一级指标通常包括信息资源、网络安全、

创新能力、机制保障及基础设施五方面。其中，信息资源一级指标又

可包括三项二级指标，即信息资源开放、信息资源共享、信息资源开

发利用；网络安全一级指标又可包括四项二级指标，即网络安全管理,

监测、预警与应急，信息系统安全可控，要害数据安全；创新能力一

级指标又可包括四项二级指标，即新一代信息技术应用、模式创新、

技术研发与创新、科研成果转化；机制保障一级指标又可包括五项二

级指标，即规划与建设方案、标准体系、政策法规、投融资机制、组

织管理机制；基础设施一级指标又可包括两项二级指标，即信息基础

设施和公共基础设施。

2）成效类指标。成效类指标是指对智慧城市建设运营效果的评价

指标，即城市各应用领域智慧化建设运营的成效评价指标。成效类指

标可用于评价城市居民、企业及政府管理者本身所感受到的通过智慧

城市建设带来的便捷性、宜居性、舒适性、安全感、幸福感等一系列

相关的要素项。

智慧城市评价中的成效类一级指标通常包括公共服务、社会管理、

生态宜居、产业体系四方面。其中，公共服务一级指标又可包括五项

二级指标，即服务便捷度、服务丰富度、服务覆盖度、服务集成度、

服务满意度；社会管理一级指标又可包括六项二级指标，即办理快捷

度、管理公开度、管理精准度、跨部门协同度、公共安全管理水平、

信用环境建设水平；生态宜居一级指标又可包括四项二级指标，即生

态环境改善度、环境监测防控能力、社区信息服务水平、生活数字化

程度；产业体系一级指标又可包括五项二级指标，即农业生产经营信

息化水平、两化融合水平、新型信息服务提供能力、特定行业信息化

发展水平、电子商务发展与应用成效。

三、BIM技术在运营维护阶段的应用

(一)面向运营维护的BIM技术

美国国家标准与技术协会(NIST)研究报告显示，每年因计算机

辅助设计、工程设计和软件系统中的互操作性不够充分而造成的损失

高达158亿美元，而业主和运营商在持续设施运营和维护方面耗费的

成本几乎占总成本的213。美国建筑师协会(AI)正在考虑如何修改其

合同文件，以规范建筑信息模型的迁出流程；实施一种协议结构，以

便使其代表的建筑信息模型和知识产权可以自然地从建筑师过渡到业

主/运营商，以便使用更有效的数据管理建筑运营维护。

目前，国内外已开始研究BIM在建筑运营维护阶段的运用。将BIM

三维模型与传统运营维护管理系统相结合，可将BIM模型中存储的大

量建筑相关信息，如设施几何形状、材料耐火等级和传热系数、构件

造价和采购等数字信息运用于运营维护管理系统，克服传统的二维运

营维护管理系统过程抽象的缺点，实现对建筑物的三维可视化运营维

护管理。

基于BIM的运营维护管理解决方案，在具体实现技术上往往结合

物联网、云计算、大数据、空间地理信息集成等高新科技等，解决或

改善基于BIM的运营维护管理平台可能出现的

数据采集、空间定位和运行速度问题。例如，对于数据采集及空

间定位问题，可通过建立相应的物联网来实现数据的自动采集，以及

现实设备与模型自动匹配，实现空间定位功能；对于系统运算能力的

高要求问题，可运用云技术为系统提供强大的计算机存储能力和不同

设备间的数据共享。将物联网、云技术、RFID、移动终端等结合起来

应用于基于三维展示平台的运营维护系统，不但能为建筑物实现三维

可视化信息模型管理，使空间信息与实时数据融为一体，而且为建筑

物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力，从而将建筑物运营维

护提升到智慧建筑的全新高度。

（二）基于BIM的运营维护管理功能

基于BIM的运营维护管理通常被理解为：运用BM技术与运营维护

管理系统相结合，对建筑空间、设备、资产及软性服务进行科学管理。

基于BIM的运营维护管理功能包括以下六个方面。

1、运行监控

基于BIM模型集成对设施的搜索、查阅、定位功能，可以查阅供

应商、使用期限、联系电话、维护情况等信息，可以查询相应设施在

建筑中的准确定位，直观展示设施是否正常运行，以及查询设施历史

运行数据，从而对即将到达寿命期的设施及时预警和更换配件，防止

事故发生。

2、维护计划

在建筑物使用寿命期内，建筑物结构及设备需要不断得到维护。

BM结合运营维护管理系统，可以充分发挥空间定位和数据记录的优势,

合理制订维护计划，分配专人进行专项维护工作，降低建筑物在使用

过程中可能出现的突发状况的概率。对一些重要设施还可以参考跟踪

维护工作的历史记录，以便对设施的适用状态提前作出判断。

3、资产管理

套有序的资产管理系统将有效提升运营维护管理水平。BIM信息能

够直接导入资产管理系统，减少系统初始化的数据准备及人力投入。

此外，通过BIM结合RFID的资产标签芯片，还可使资产在建筑物中的

定位及相关参数信息一目了然，快速查询。

4、建筑环境分析

基于BIM的运营维护管理平台可以获取建筑空间中的温度、湿度、

C02浓度、光照度、空气洁净度等信息数据，并通过开发能源管理功能

模块，自动统计分析建筑能耗情况。此外，基于BIM的专业建筑物系

统分析软件，可以分析模拟和验证优化建筑性能。

5、空间管理

基于BIM获取各系统和设备空间位置信息，直观形象且方便查找,

提高数据库的准确度，避免数据的重复及错误。基于BM增加建筑设备

及空间的管理能力，不仅可以有效管理空间资源，也可以帮助管理团

队记录空间使用情况，确保空间资源的最大利用率。

6、应急管理

基于BM的突发事件应急管理包括预防、警报和处理。利用BIM及

相应灾害分析模拟软件，可以在灾害发生前模拟灾害发生的过程，制

定人员疏散、救援支持应急预案。当灾害发生后，通过与楼宇自动化

系统结合，及时获取建筑物及设施的紧急状态信息，能清晰地呈现建

筑物内部疏散路线，提高应急行动成效。

四、BIM技术在规划设计阶段的应用

(一)BIM在设计前期阶段的应用

建筑成本、建筑使用情况、建筑结构复杂程度、建筑施工周期及

其他关键性问题均由设计前期阶段的初步设计所决定，故其意义重大。

不同于几乎全部依赖设计师及其团队知识积累的传统前期设计，

采用BIM技术的前期设计特点为直观模拟分析和方向性指导两方面。

在此阶段，建造场地的相关客观条件是影响设计决策的重要因素，因

此，创建场地三维模型是采用BIM技术进行设计需要完成的重要工作。

(1)场地建模。场地建模包括现状地形建模和现状地物建模两个

方面。

(2)场地设计。其目的是通过设计，使场地中各要素尤其是建筑

物与其他要素之间能形成一个有机整体，使场地的利用能够达到最佳

状态，以充分发挥最大效益，节约土地，减少浪费。场地设计主要包

括场地分析、场地平整、边坡处理、道路布设。

(3)匹配规划设计条件。在设计的前期阶段，匹配以经济技术指

标为特征的规划设计条件尤为重要。但在传统设计前期阶段，很难做

到对指标的实时监控，而BIM基于其参数化和信息联动的技术特性可

以高效地对指标情况进行实时统计。

（4）投资估算。预算超支的现象普遍存在于工程建设中，其主要

原因是对工程项目投资估算和预算不准确，在环境因素发生变化时对

项目成本的控制能力不够。BIM把传统的依靠业主方和建筑师经验的投

资估算变为基于模型数据的估算。设计任务书编制。传统的设计任务

书一直以书面信息传达为主，指标不明确致使设计任务书表达不清楚

的情况时有发生，而基于BIM模型的设计任务书可在很大程度上解决

此类问题。

（5）BIM实施规划。BIM实施规划为具体项目执行BIM应用设定

目的、规范协作流程、确定信息交换机制、明确实施内容并规定交付

内容及技术标准。一般来说，其内容包括项目基本情况、实施组织及

BIM实施的具体内容和相应技术措施。

（二）BIM在方案设计阶段的应用

思维的随意性和连贯性在建筑设计的方案构思阶段很重要，因此,

方便顺手的传统手绘草图仍然不可替代，但BIM工具在方案建模、建

筑生态模拟、建筑可视化分析与表现方面有其独特作用。

1、方案建模

(1)体量建模。方案构思阶段，设计师往往从概念开始建模，体

型确定后再通过具体构建去实现造型。

(2)参数化建模。参数化建模是指通过相关数字化设计软件把设

计的限制条件与设计的形式输出之间建立参数关系，生成可以灵活调

控的计算机模型。

(3)体量模型构件化。方案构思阶段要考虑简单的构件构造从而

深化方案设计，BIM软件在构件化方面也有不俗表现。

2、建筑生态模拟分析

建筑生态模拟是指在建筑建成前按照设计方案对建筑性能进行精

确的数字化仿真模拟，并在此基础上有针对性地改进和优化设计方案。

生态模拟分析是建立在数字化仿真基础上的，因此，不仅对几何模型

有较高要求，同时对于环境参数也有着严格要求。传统的二维CAD模

型无法实现准确可联动的建筑生态模拟分析。应用BIM进行建筑生态

模拟分析的内容如下。

(1)能耗模拟。能耗模拟是基于传热学基本理论，针对建筑进行

全年逐时仿真模拟，以预测建筑的能源消耗量。

(2)自然采光模拟。利用建筑信息模型进行自然采光模拟，以获

得更高的使用舒适度，并降低不必要的照明及空调消耗。

（3）自然通风模拟。自然通风模拟是利用计算流体力学技术精确

分析室内风速、温度及舒适度，从而为进一步优化设计提供坚实依据,

同时最大限度地提高建筑的使用舒适度。

3、建筑可视化分析与表现

BIM技术带来的全新设计方式使其在设计阶段达到设计与3D表现

的同步性，设计者可以实时检视设计成果，同时对剖面和各层平面的

切割检查可以让设计者更好地把握建筑的空间感受。不仅如此，BIM结

合虚拟现实技术应用，还可以提供区别于目前以渲染图为主的沉浸式

三维体验感受。

（三）BIM在初步设计阶段的应用

BIM技术在初步设计阶段应用的主要目的在于优化建筑布局等功能

和形体设计细节，确认结构系统、机电系统方案细节，协调专业设备

间的空间关系

1、设计准备

建立BIM模型对于整个工程设计策划至关重要，其目的在于指导

设计者更高效地工作其主要内容包括项目信息概况、模型拆分、建模

方法、项目进度、图纸编制计划。

2、建筑设计

消防与疏散优化。消防与疏散优化是基于计算机技术对存在人员

聚集、流动、分散等物理过程的场所正常运转或出现应急状况的真实

再现，对工程设计起到优化参考作用。

3、特殊工艺设备设施系统设计

当建筑物用作生产运营场所时，除具有常见的建筑机电设备系统

外，通常还会配置特殊的工艺设备设施系统，用于提供工艺生产能力

或改善运营服务效率。在初步设计阶段，这些特殊工艺设备设施系统,

作为建设工程已形成生产能力的一个组成部分，已成为达成生产服务

目标必不可少的支撑系统。

4、工程概算

近年来随着BIM在我国的快速发展，BIM在工程概算及工程量计算

中的应用得到研究与探索，逐步开始改善我国工程概算与实际严重脱

节甚至流于形式的情况。

（四）BIM在施工图设计阶段的应用

施工图设计是建筑设计的重要阶段，借助BIM技术，施工图设计

在信息时代发生了深刻变化。以BIM建筑信息模型作为设计信息的载

体，将设计信息归总为数字化、数据库，以数据库方式部分代替传统

的图纸模式传递设计信息，从而使工程建设信息可以快捷、准确地查

询、更新、删除和保存。

1、专业模型深化

建筑、结构和设备各专业在施工图设计阶段的设计方法和流程与

初步设计阶段并无多大区别，施工图设计BIM模型承接初步设计阶段

BM模型，以高效保证BM模型在设计周期内流转、传递与深化，为BIM

模型在全寿命期流转做好阶段性准备工作。

（五）基于BIM的虚拟建造

基于BIM的虚拟建造是实际建造过程在计算机上的虚拟仿真实现,

以便发现实际建造中存在或者可能出现的问题。采用参数化设计、虚

拟现实、结构仿真、计算机辅助设计等技术，在高性能计算机硬件等

设备及相关软件本身发展的基础上协同工作，可对建造中的人、财、

物信息流动过程进行全真环境的3D模拟，为工程项目各参与方提供一

种可控制、无破坏性、耗费小、低风险并允许多次重复的试验方法，

可以有效地提高建造水平，消除建造隐患，防止建造事故，减少施工

成本与时间，增强施工过程中的决策、控制与优化能力，增强建筑企

业核心竞争力。基于BIM的虚拟建造包括基于BIM的预制构件虚拟拼

装和基于BIM的施工方案模拟两方面内容。

1、基于BIM的预制构件虚拟拼装

在预制构件生产完成后，其相关的实际数据（如预埋件实际位置、

窗框实际位置等参数）需要反馈到BIM模型中，对预制构件的BIM模

型进行修正。在出厂前，需要对修正的预制构件进行虚拟拼装，旨在

检查生产中的细微偏差对安装精度的影响。若虚拟拼装显示细微偏差

对安装精度的影响在可控范围内，则可出厂进行现场安装；反之，不

合格的预制构件则需要重新加工。

构件出厂前的预拼装和深化设计过程的预拼装不同，主要体现在:

深化设计阶段的预拼装主要是检查深化设计的精度，其预拼装结果反

馈到设计中对深化设计进行优化，可提高预制构件生产设计的水平；

而出厂前的预拼装主要融合了生产中的实际偏差信息，其预拼装的结

果反馈到实际生产中对生产过程工艺进行优化，同时对不合格的预制

构件进行报废，可提高预制构架生产加工的精度和质量。

2、基于BIM的施工方案模拟

通过BIM技术建立建筑物的几何模型和施工过程模型，可以实现

对施工方案进行实时交互和逼真模拟，进而对已有施工方案进行验证、

优化和完善，逐步代替传统施工方案的编制方式和操作流程。在对施

工过程进行三维模拟操作时，能预知实际施工过程中可能碰到的问题,

提前避免和减少返工及资源浪费现象，优化施工方案，合理配置施工

资源，节省施工成本，加快施工进度，控制施工质量，达到提高建筑

施工效率的目的。

虚拟施工流程。从图中可以看出，虚拟施工是一个复杂的系统工

程，不仅包括建立建筑结构三维模型、搭建虚拟施工环境、定义建筑

构件先后顺序、对施工过程进行虚拟仿真、管线综合碰撞检测及最优

方案判定等不同阶段，同时还涉及建筑、结构、水暖电、安装、装饰

等不同专业、不同人员之间的信息共享和协同工作。

(六)基于BIM的施工现场临时设施规划

应用BIM技术协调施工现场临时设施规划，主要是为解决多阶段

平面布置协调中依靠二维图纸堆叠查看的复杂和各阶段平面布置信息

不连续问题。BIM作为工具可代替传统的CAD直接进行施工现场临时设

施规划工作。基于建立的BIM三维模型及搭建的各种临时设施，可对

施工场地进行布置，合理安排塔吊、库房、加工场地和生活区等位置,

解决现场施工场地平面布置问题，解决场地划分问题；通过与业主的

可视化沟通协调，对施工场地进行优化，选择最优施工路线。

(1)标准化族库建立。为规范模型表现形式、方便模型统一管理,

施工现场临时设施规划模型建立前，要依照企业标准、设计图纸、设

备选型建立临时设施族库，族库应包含必要的可调参数。

(2)主体模型简化。由于施工现场临时设施规划重点在于展现堆

场、机具、临时设施布置情况，因此，可对主体模型进行必要的简化

处理以降低模型复杂程度，对周围的主要建筑物、道路、环境等以外

轮廓形式予以体现。

(3)模型信息建立。模型信息是后期施工现场临时设施规划优化

调整的重要依据，因此，充足、标准的模型信息对平面布置协调具有

重要意义。

(4)平面布置模拟。在模型及信息完备的基础上，可对使用紧张

的堆场、大重物资和大型设备进场、重型材料吊装进行平面布置模拟,

对材料运输路径、堆放场地、起重半径进行复核，从而确定最优化方

案。

(5)模型信息使用。上述各种模型信息均是日后平面管理的重要

依据，通过信息整合，可将孤立的施工现场临时设施规划连续化，形

成施工现场临时设施规划变化过程，系统地统筹各阶段平面布置，作

为平面管理、分包堆场申请、使用、考核的参考指标。

(七)基于BIM的施工进度管理

BIM技术应用，有助于提升工程施工进度计划和控制效率。一方面,

支持总进度计划和项目实施中分阶段进度计划的编制，同时进行总、

分进度计划之间的协调平衡，直观高效地管理施工进度有关信息。另

一方面，支持管理者持续跟踪工程实际进度信息，在BIM条件下将实

际进度与计划进度进行动态跟踪及可视化模拟对比，进行工程进度趋

势预测，为项目管理人员采取纠偏措施提供依据，实现工程进度动态

控制。

1、基于BIM的施工进度计划基础信息要求

BIM模型是BIM施工进度管理实现的基础。BIM建模软件一般将模

型元素分为模型图元、视图图元和标注图元。模型图元是BIM模型的

核心元素，是对建筑实体最直接的反映。

2、基于BIM的施工进度计划编制

传统的施工进度计划编制，主要包括工作分解结构的建立、工期

估算及工作逻辑关系安排等内容。同样，基于BM的施工进度计划编制,

第一步是建立工作分解结构(WB)然后将WBS作业进度、资源等信息

与BIM模型图元信息链接，即可实现4D进度计划，其中的关键是数据

接口集成。基于BIM的施工进度计划编制流程。

(A)基于BIM的工程造价管理

在正式施工之前，就可通过BIM5D模型确定不同时间节点的施工

进度与施工成本，可以直观地按月、按周、按日观察工程具体实施情

况，并得到各时间节点的造价数据，使造价管理与控制更加有效。

1、基于BIM的工程造价过程控制

利用BIMSD技术可以有效地提高施工阶段造价控制能力和精细化

管理水平。

(1)施工前期阶段。进行基于BIM的工程量精确计算、计价工作

后，基于BIM模型进行施工模拟，不断优化方案，提高计划的合理性,

提高资源利用率，这样可减小施工阶段可能存在的错误损失和返工的

可能性，减小潜在的经济损失。

(2)施工阶段。基于BIMSD模型，可及时生成材料采购计划、劳

动力入场计划和资金需用计划等，借助BIM模型中材料数据库信息，

严格按照合同控制材料用量，确定合理的材料价格，发挥“限额领料”

的真正效用。同时，基于三维模型，自动进行变更工程量计算和计价、

工程计量和结算，相应变更和计量记录自动保存，方便查询；并能够

实时把握工程成本信息，实现施工成本动态管理，通过成本多算对比

提高成本分析能力。

五、BIM技术发展趋势

BIM技术发展意味着其要素，即应用点、BIM应用软件及BIM

应用标准的发展。其中，BIM应用点是源头。根据BIM特性及工程实践

中的问题，有关人员首先提出具有应用价值的新BIM应用点，会成为

相应BIM应用软件开发的起点。而BIM应用软件发展直接带动BIM技

术发展。在面对一个工程项目时，即使相关人员懂得可用的BIM应用

点及其应用价值，如果不能获得相应的、适用的BIM应用软件，BIM技

术应用也无从谈起。

目前，市场上BIM应用软件已有很多，但大多是一些基础性软件,

如建模软件、碰撞检查软件等，发展潜力还很大。如何结合我国工程

实际，开发具有自主知识产权的、基础性、关键性BIM应用软件，是

我国建设工程信息化努力的方向。在BIM应用软件发展方面，除新软

件开发外，对既有软件进行二次开发也是一个重要方向。例如，在一

些已经成熟的平台软件上进行二次开发，结合我国相关规范完善其数

据库和方法库是一种投资少、见效快的方法。另外一些国内软件开发

商和应用单位一起，结合一些标志性工程开发BIM技术的新应用点并

与管理软件集成在一起，是目前我国BIM技术发展的一个突出现象。

而BIM应用标准的发展可为BIM技术的应用和发展创造一个良好环境。

BIM应用标准可分为数据标准、内容标准、协同工作标准等。数据标准

规定BIM数据格式，内容标准规定BIM所应包含的内容，而协同工作

标准规定数据提交方式。有了这些标准，工程项目多参与方、多专业

之间基于BIM技术的协同工作就变得十分有序，并可使各方及各专业

之间为进行沟通所花费的精力大大减少，从而降低成本。

国外在BIM应用标准方面已开展大量工作，形成了一些实用标准。

我国目前虽然已开展BIM应用标准的编制工作，但进展缓慢，亟待汲

取国外经验，加快步伐，迎头赶上。

(1)BIM模型自动检测是否符合规范和可施工性。在新加坡，一

些项目的BIM模型已具备自动检测是否符合规范与可施工性的性能。

而一些议创新为主的公司，如SOlibri和EPM已基于IFC标准开发出

具有模型自动检测功能的软件(如J0tneS01ibri2007)。

(2)制造商启用3D产品目录。越来越多的制造商顺应BIM发展

趋势，将其产品目录以3D格式上传网络，用户可以下载需要的3D产

品，并将其插入到已构建的BIM模型中检查是否符合要求。

(3)多维(nD)项目管理模式。未来项目管理的维度将由三维

(3D)发展到四维(4D)、五维(5D)甚至是多维(nD)虚拟建设模

式已不再停留在研究领域而是被广泛应用到项目管理中，并且越来越

多的软件涌现出来支撑其应用。

(4)实现预制加工工业化与全球化。依靠BIM模型详尽且准确的

信息，场外预制加工得以实现，且未来发展将是实现预制加工的工业

化与全球化，这些都可大大节省工期，提高生产效率。

(5)BIM与GISo地理信息系统(GIS)是用来收集、存储、分析、

管理和呈现与地理位置有关的城市信息数据，如城市的道路、燃气、

电力、通信和供水等。在2D图纸时代，建筑信息与其他城市信息一起

仅能呈现其位置，其间的联系与影响无从体现与管理。而到了3D模型

时代，BIM参数模型融入GIS系统中，二者相互联系，相互影响。BIM

建模过程需要充分考虑到是否与周围的城市信息数据相冲突，而城市

设施的改造等也将考虑到既有建筑，其BIM模型将为决策提供指导意

义。到了“3D+环境”的时代，BIM与CIS的结合将发挥更智能化的作

用，但无论是技术还是管理，所面临的挑战也无疑是巨大的。

因此，BIM技术发展趋势可归纳为：基于BIM的特性及工程建设中

遇到的实际问题，更多新的BIM应用点将被确定，并带动BIM应用软

件发展；而BIM应用软件将朝着新BIM应用软件的开发、现有软件的

二次开发和完善及BIM应用软件与管理软件的集成三者并行的方向发

展；此外，BIM应用标准的发展可为BIM技术的应用和发展创造一个良

好环境，而BIM应用标准的编制将朝着更多地借鉴国外先进经验、更

加实用的方向发展

六、BIM技术应用价值价值

BIM应用对工程项目参建各方均具有重要价值，归纳起来，其主要

有以下六个方面的应用。

（-）提高生产效率

利用BIM技术可以大大加强各参与方协同工作，提高信息交流的

有效性，从而提高决策速度和有效性，减少返工率，提高生产效率，

节约成本。此外，与基于2D图纸的费用预算相比，基于BIM模型的工

料测量和预算更加快速、准确，可节约大量计算时间和人力。在美国

OnelSlandEaStOfficeTOWer项目中，由于采用BIM算量方法，业主的

不可预见费支出比平常更低。在HillWOOd项目中，工程造价人员采用

BIM算量方法节约了92%的时间，降低了人工成本，并且误差与手工计

算相比只有1%

（二）提高业主对设计方案的评估能力

在项目进展的各个阶段，业主都需要有管理和评价设计方案的能

力。在传统建设模式下，二维图纸限制了业主对设计方案的理解，业

主对设计方案的管理和评价都是依靠设计人员对业主的描述及效果图

来判断的，业主需求经常会发生变化，但有时很难判断新的需求是否

已被实现。BIM的可视化功能可以为业主在设计阶段提供建筑产品的模

拟效果，极大地提高业主对设计方案的理解能力，使得使用方在项目

建设早期即可对建筑效果、性能进行审视和校核，将许多不满意及隐

患（如设计碰撞等）解决在规划设计阶段。同时，有助于业主和设计

人员及其他项目参与方之间进行更好的沟通。

（三）提高业主对市场的反应速度

1、利用BIM技术，可以通过可视化交流和信息共享来加强团队合

作，改善传统的项目管理模式和信息沟通模式，实现建设工程策划、

设计、采购、加工预制、现场施工的无缝对接，减少延误，大大缩短

了工期。在美国通用汽车厂房扩建工程中，业主需要提高建设速度来

抓住市场机遇，但同时又希望预算不要超支。项目团队运用全新的建

设流程-基于BIM的建设工程项目集成化交付模式（IPD）运用自动化

设计出图、模拟、场外构件生产等一系列创新方法，最后比业主要求

的工期还提前了5%。由此可见，采用BIM技术可以有效地提高建设速

度，缩短项目工期，从而帮助业主更加快速地对于市场变化作出反应。

（四）为设施管理提供更好的平台

利用BM竣工模型，可以迅速、准确、全面地向设施管理机构提供

项目设计、采购与施工阶段信息，方便项目设施管理和维护。在美国

海岸警卫队建筑设施规划中，设施管理者利用BIM来更新和编辑数据

库，比传统的方法节省了98%的时间。由此可见，BM技术不但可提高

信息管理效率，同时可节省很多用来输入这些信息的人力成本。

（五）有利于技术与管理创新

BIM技术可以实现对传统项目管理模式的优化，便于各方早期参与

设计，在群策群力模式下，有利于吸收先进技术与经验，实现项目创

新。

BIM正在改变建筑业内外部团队的合作方式。为了实现BIM的最大

价值，需要重新思考项目管理团队成员的职责和工作流程，基于BIM

的工作方式打破了原来不同的企业和数据使用者之间的固有界限，他

们将通过协同工作实现信息资源共享。

BIM技术的应用，能带来生产力和企业效率的提升，但在短期内却

有可能因为对新技术的消化不够，而引起对工作流程的干扰，导致旧

有业务失衡，产生项目风险。因此，在充分了解BIM应用价值的同时,

也应深刻理解BIM技术应用可能带来的问题。研究表明，大约70%的针

对BIM技术应用而进行的业务工作流程改造项目，会因为三个原因导

致失败：一是缺乏持续有力的中高层领导的支持，二是不切实际的BIM

项目目标和期望，三是项目成员对改变的抗拒。

七、钢结构体系

钢结构建筑是指建筑的结构系统由钢结构、部品部件通过可靠的

连接方式装配而成的建筑。钢结构建筑具有安全、高效、绿色、环保、

可重复利用等优势，尤其是具有抗震性能良好、施工安装速度快、建

造质量好、施工精度高、布局灵活、使用率高等特点。除钢结构建筑

外，我国还出现了其他金属结构建筑，如铝合金结构建筑。但在金属

结构建筑中，钢结构建筑占绝大多数，因此，这里仍主要介绍钢结构

体系，同时简要介绍铝合金结构体系。

(-)钢结构建筑特点及分类

1、钢结构建筑特点

(1)强度高、质量轻。与混凝土、木材相比，钢材虽然质量密度

较大，但其屈服强度要高得多，其质量密度与屈服强度的比值相对较

低。在承载力相同的条件下，钢结构与钢筋混凝土结构、木结构相比,

构件较小，质量较轻，便于运输和安装

(2)质地均匀，塑性和韧性好。钢材质地均匀，各向同性，弹性

模量大，有良好的塑性和韧性，为理想的弹塑性体，完全符合目前所

采用的计算方法和基本理论

(3)生产、安装工业化程度高，施工周期短。钢结构构件具有成

批量生产和尺寸要求精准度高的特点，可采用工厂制作、工地安装的

施工方法，因此，生产作业面多，可缩短施工周期，进而为降低造价、

提高效益创造条件。

(4)现场作业量小。钢结构施工现场作业量小，减少了施工临时

用地，与传统建筑材料相比，对周围环境污染小，能够提高施工机械

化水平。

(5)密闭性能好。由于焊接结构可以做到完全密封，一些要求气

密性和水密性好的高压容器、大型油库、气柜、管道等板壳结构都采

用钢结构。

(6)抗震及抗动力荷载性能好。钢结构因自重轻、质地均匀，具

有较好的延性，因而抗震及抗动力荷载性能好。

(7)具有一定的耐热性。温度在25(TC以内，钢的性质变化很小;

温度达到30(rc以上.强度逐渐下降；达到450~65(TC时，强度降为零。

因此，在温度不高于25（rc的场合，钢结构建筑可保证性能稳定。但在

有特殊防火要求的建筑中，钢结构必须用耐火材料加以维护。当防火

设计不当或防火层处于破坏状况下，有可能产生灾难性后果。

（8）耐火、耐腐蚀性能较差。作为钢结构的原材料，钢材也有自

身缺点，比较突出的是耐火及耐腐性较差。但通过现代防火设计及防

腐处理，钢材已经能够达到使用要求。随着新型耐候钢（耐大气腐蚀

钢）的使用，这些缺点将逐步得到改善。

2、钢结构体系分类

钢结构建筑采用钢材作为结构构件的主要材料，外加楼板和墙板

及楼梯组装而成。钢结构又可分为重钢（型钢）结构和轻钢结构。重

钢结构的承重采用型钢，且有较大承载力，适用于高层建筑。轻钢结

构以薄壁钢材作为构件的主要材料，内嵌轻质墙板，一般用于多层建

筑或小型别墅建筑。按结构形式不同，钢结构建筑可分为钢结构住宅、

门式刚架轻型房屋、大跨度钢结构建筑等。钢结构住宅又可分为低层

轻钢结构住宅和多层及高层钢结构住宅两大类。

（二）钢结构建筑形式

钢结构被广泛应用于工业建筑和民用建筑，比如大跨度工业厂房、

单层厂房、仓储库房等。目前，大量的工业厂房都采用钢结构。在民

用建筑中，钢结构主要应用于体育场、展览馆、机场等公共建筑和高

层钢结构住宅中

1、低层轻钢结构住宅

我国在20世纪80年代末90年代初开始引进欧美及日本的低层轻

钢结构住宅。其采用装配式建筑的结构体系主要有冷弯薄壁型钢体系

和轻钢框架结构体系。

(1)冷弯薄壁型钢体系。冷弯薄壁型钢体系以镀锌轻钢龙骨作为

承重体系，板材主要发挥围护结构和分隔空间作用。该体系较适用于

1-3层的低层轻钢结构住宅。

(2)轻钢框架结构体系。轻钢框架结构体系在欧美等国家经过几

十年发展，已具备非常完善的技术生产体系和配套体系。该体系采用

轻钢框架结构，一般适用于6层以下建筑。

2、多层及高层钢结构住宅

多层及高层钢结构住宅是国内近期实践较多的钢结构住宅类型，

其采用的结构体系主要有钢框架体系、钢框架-支撑体系、钢框架-核

心筒体系、交错桁架结构体系、钢框架-剪力墙体系。

(1)钢框架体系。该体系有较大的变形能力，结构简单，抗震性

能良好，房间布置灵活，一般用于多层住宅及低烈度区的小高层住宅。

(2)钢框架一支撑体系。该体系属于钢框架和支撑双重抗侧力的

体系，支撑可选用中心支撑、偏心支撑和内藏钢板支撑等。该体系是

高层钢结构住宅中应用最广泛的结构体系，适用于高层及超高层住宅。

(3)钢框架一核心筒体系。该体系由钢框架和钢筋混凝土核心筒

组成双重抗侧力体系。在高层住宅中，通常将楼电梯间等公共区域设

置混凝土剪力墙形成核心承担地震作用等水平力，外围钢框架承担竖

向力。这类结构体系是早期钢结构住宅的常用体系。

(4)交错桁架结构体系。该体系横向为钢框架或钢框架支撑结构,

纵向由各楼层交错布置的桁架构成。适用于要求施工速度快、用钢量

低的建筑，适合酒店、宿舍、公寓等居住建筑。

(5)钢框架-剪力墙体系。该体系是由钢框架和钢筋混凝土剪力

墙(或钢板剪力墙)组成的双重抗侧力体系。

钢结构住宅的关键是需要整体解决方案，三板技术体系成为系统

解决方案的重点。三板技术体系包括楼面体系、屋面体系和墙体体系。

钢结构具有较大延性，对板材有特殊要求，尤其是墙体，除美观、高

强轻质、高效保温隔热要求外，最重要的是要与钢结构骨架协调变形。

如果细部节点处理不好，不适应结构变形，会导致板缝开裂、渗漏等

问题。钢结构外围护墙体主要包括内嵌式与外挂式两大类。

防火处理、梁柱外露、毛坯交房直接影响钢结构住宅被社会的认

同度。一是高层钢结构住宅梁柱截面尺寸较大，防火处理后难与内隔

墙做平，一定程度上影响住宅家具布置和使用功能，增加外凸处理费

用，给住户带来不便。二是钢结构住宅空间设计过程中，建筑师和工

程师协同参与度不够，造成房间梁柱外露、净空间减小、隔音和防水

效果差等问题，对钢结构住宅推广产生不利影响。三是钢结构住宅多

数仍采用毛坯交房，不仅没有体现钢结构主体结构的施工优势，也在

一定程度上影响了人们对钢结构住宅的认同感。

3、门式刚架轻型房屋

门式刚架轻型房屋主要由钢门式刚架、屋盖体系、屋面支撑体系

和柱间支撑体系等组成。门式钢架结构横向抗侧力体系为钢梁及钢柱

组成的门式刚架，纵向抗侧力体系为柱间支撑体系。根据跨度、高度

和荷载不同，门式刚架的梁、柱均可采用变截面或等截面的实腹式焊

接工字钢或轧制H型钢。屋面为轻型屋面，可采用双坡或单坡排水。

轻型门式刚架结构的特点是：质量轻、强度高；工业化程度高，施工

周期短；结构布置灵活，综合经济效益高；可回收再利用，符合可持

续发展要求。门式刚架轻型房屋结构的主要应用范围包括单层工业厂

房、展览馆、库房及各种不同类型仓储式工业及民用建筑等。门式刚

架轻型房屋结构。

4、大跨度钢结构建筑

大跨度钢结构建筑主要是指采用空间钢结构体系的建筑。常见的

空间钢结构形式主要有网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、张

弦梁结构等。

5、装配式铝合金结构建筑

装配式铝合金结构建筑是一种新型的装配式建筑结构，是采用铝

合金材料生产制作预制柱、预制梁等主要受力构件，并通过插接件连

接各预制构件而成的空间结构体系。

装配式铝合金结构建筑采用标准化生产和装配化搭建，可大大减

少人力、物力，提高建造效率；而定制化设计可满足使用者的不同需

求，故可用作装配式体育场馆、装配式仓库、装配式材料机库、装配

式展馆、移动博物馆及可移动生产车间等。装配式铝合金结构建筑的

主要特点如下。

(1)从经济性来看，装配式铝合金结构建筑可重复搭建和拆卸，

在其他地方复制重建同规格的建筑，可解决传统建筑利用率低、建造

时间长的问题。

(2)从环保可再生性来看，装配式铝合金结构建筑作为一种临时

或半永久性建筑，可灵活利用闲置空地，合理利用资源，且对场地及

周边环境几乎无破坏，具有更高的环保效益。

(3)从施工难度来看，铝合金结构建筑的结构件均可实现标准化

生产，并在工地现场拼装，施工简单易操作。

(4)从耐久性角度来看，铝材是一种耐腐蚀的金属材料，铝材经

氧化处理后生成致密的保护层，抗腐蚀性强。

(5)从抗震角度来看，铝合金结构建筑的框架结构可抗御至少8

级地震，并可抵抗16级飓风。在遭遇强烈震动时可吸收一部分地震力,

不会出现完全垮塌的现象，房屋可修复重建或回收利用。

(6)从防火性能来看，铝材是不燃性防火材料，具有良好的防火

性能。

(7)从保温隔热性来看，铝合金结构建筑的梁、柱、墙板均注入

保温隔热材料，隔热系数达到保

(8)从无害性角度来看，铝合金结构建筑室内墙涂层经过高温烘

烤着色后不会挥发甲醛等有害气体。

采用装配式铝合金结构建筑，不仅能够显著提高建设效率，还能

减少污染，减少资源浪费，丰富装配式建筑种类，有助于实现绿色发

展，促进我国供给侧结构性改革。

八、木结构体系

木结构建筑既古老又年轻。根据《装配式木结构建筑技术标准》

(GB/T51233-2016)装配式木结构建筑是指建筑的结构系统由木结构

承重构件组成的装配式建筑，即装配式木结构建筑的承重构件采用工

厂预制的木结构组件和部品，并在现场组装而成。

(一)木结构建筑特点及分类

1、木结构建筑特点

木结构建筑主要由木材及木制品制作的承重构件组成，具有节能

低碳环保、保温性好、抗震性好、加工精度高及建造周期短等特点。

(1)节能低碳环保效益显著。木结构建筑全寿命期碳排放量最少,

在生长、加工、施工、运营及拆除等环节都能体现其环保性能，尤其

在木材生长环节吸收二氧化碳和释放氧气，当被用来建造房屋后，二

氧化碳被固定在木材中，木结构建筑具有良好的固碳能力。

(2)保温性能好。木材是绿色安全的天然环保材料，其蓄热系数

和热阻均较高，具有天然的“冬暖夏凉”特征抗震性能好。木结构建

筑由于自身质量小、柔韧性好，有很强的抵抗能力，因此，在地震中

木结构建筑所受的地震作用较小，建筑结构所受到的地震破坏程度较

轻。

(3)具有良好的耗能性能。木结构构件大多采用钉和螺栓连接，

结构安全高、抗震性能好。且木材和金属连接件形成的节点具有较好

的变形能力，通过自身变形使地震作用被有效消耗，从而确保建筑结

构整体的安全性。

(4)加工精度高。木结构设计灵活，能够突破木材自身的尺寸限

制，实现各种不同的设计，更容易调整和更改空间布局、洞口位置，

相较于钢筋混凝土结构更易改造扩建。

(5)建造周期短。木结构建筑大量构件能够通过工厂预制成型、

工地现场装配，结构件和连接件的生产和施工可以在全年任何气候条

件下进行，可缩短施工周期，降低操作强度，节省劳动成本，提高施

工质量，提高木结构建筑的工业化水平，推动木结构建筑发展

2、木结构建筑分类

按主要承重构件选用的结构材料不同，木结构建筑可分为轻型木

结构、胶合木结构、方木原木结构和木组合结构。

(二)常见装配式木结构

1、轻型木结构

轻型木结构是指主要采用规格材及木基结构板材或石膏板制作的

木构架墙体、木楼盖和木屋盖系统构成的单层或多层建筑。它具有施

工简便、材料成本低、抗震性能好等优点，适用于3层及以下的民用

建筑。轻型木结构也称作“平台式骨架结构”，在施工时，每个楼面

为个平台，上一层结构的施工作业可在该平台上完成；在拼装完底层

墙体后，拼装上层楼盖并以此楼盖为施工作业面继续拼装二层墙体。

整个轻质木结构体系就是由墙体、楼盖和屋盖构成的箱形建筑体系。

轻型木结构的结构强度是主要结构构件（框架）和次要结构构件（墙

面板楼面板和屋面板）共同作用的。

轻型木结构建筑的预制基本单元主要包括以下四类。

（1）预制墙板。根据房屋墙面大小，将一片墙进行整体或分块预

制成板式组件。预制墙板分为承重墙体和非承重墙体。

（2）预制楼面板与预制屋面板。根据楼面和屋面的大小，将楼面

格栅或屋面橡胶条与覆盖版进行整体连接，预制成板式组件。

（3）预制屋面系统。根据屋面结构形式，将屋面板、屋面桁架、

保温材料和吊顶进行整体预制，预制成组件。

（4）预制空间单元。根据设计要求，将整栋木结构建筑划分为几

个不同的空间单元，每个单元由墙体、楼盖和屋盖共同构成具有一定

建筑功能的六面体空间体系。

2、胶合木结构

胶合木结构是指承重构件主要采用层板胶合木制作的单层或多层

建筑结构，也称作层板胶合木结构。随着木结构建筑技术的发展，新

型的木质结构复合材料不断涌现，现已采用的复合材料有正交胶合木

（CLT）、旋切板胶合木（LVL）、层叠木片胶合木（LSL）和平行木片

胶合木（PSL）等。按照主要承重构件类型不同，胶合木结构可分为胶

合木梁柱式结构、胶合木拱形结构、胶合木门架结构、胶合木空间结

构、正交胶合木板式结构等形式