在上海西郊国际农产品交易中心在运营10 年时间后,原有铺位数量趋于紧张,同时面临上海江桥市场搬迁并入的需求。在区域控制性详细规划作出变更后,总建筑面积14 万m2,地下1 层、地上4 层的上海西郊国际农产品交易中心改扩建一期工程,于2017 开始施工图设计并于当年年底开工建设(图27—图29)。
这一全新设计的综合性农产品物流建筑集农产品分流转运、交易、冷链加工、配送等主要功能,其设计尤其体现出以下技术特色:
1) 采用剪刀式汽车坡道的多层物流建筑
在有限用地中向多层建筑发展是国内中心城市同类建筑布局的大趋势,在本项目之前,多层交易型物流建筑已在深圳、南京和西安等地进行了尝试。本项目地上设有4 层,地下设有1 层,共同负担上海市浦西大约50%~60%的蔬菜交易量。为尽可能节地,腾出尽可能多的空间供交易和配送加工使用,设计师果断采用了首创的剪刀式坡道系统,拥有2 组宽大的双向车道。除首层供大型、超大型货车停放卸货外,中型、小型货车可以通过这套高效便捷的坡道系统到达其他上下4 个楼面(图30)。
2) 冷链物流中心在农产品交易中心的集合代表
根据业主方的任务要求,大楼的二、三层平面全部布置了业内的冷链加工配送功能,交易中心本身拥有的大量货源以及配套的海关、检验检疫与信息配套功能,吸引了上海市业内大量主流冷链配送加工企业入驻。
3) 特别加强的自然通风
27 上海西郊国际改扩建鸟瞰图
28 上海西郊国际改扩建施工中照片
29 上海西郊国际改扩建园区入口侧效果图
30 两组剪刀式坡道示意图
31 地下室通风口示意图
32 点云效果截图
33 最终建筑外挂形体
本工程的地下一层面积超过3.1 万m2,大部分为蔬菜分流转运作业的功能。巨量的生鲜“活物”在地下室仍保持着“呼吸”状态,且与大量机动车在一起,气味混杂。为吸取以往其他类似建筑地下室“气味熏天”的教训,本工程设计和建造中,把良好的地下通风作为一个必须到达的目标。采取的重要措施:一是在建筑中部设置下沉式广场;二是在地下室顶板四周开启大量自然通风口,辅以机械导风装置。设计师同时也希望这些特殊设计能大幅度提高地下室的新风量,降低呼吸道疾病传播的概率(图31)。
4) 数字技术与建筑工业化、装配化的完美融合
建筑形体依据基地地形而来,由于靠近园区入口处的地形为三角形,且建筑平面功能需要逐层递减,恰好形成一个类似“巨轮”的外观形象。建筑采用装配式PC 装饰挂板,通过7大类造型、总共1432 件预制混凝土板来实现“船体”造型,其中船头部分,大量的板块为“双曲扭面”。(www.daowen.com)
建筑外表皮采用35 ~40mm 厚PC 混凝土预制装饰板,通过特殊的热浸锌钢材加工件与主体钢结构实现连接;每块PC 装饰板上均布置了6 个直径75mm 装饰圆孔以在外观上给人更加立体的感官效果。
要完成上述构型要求,BIM 技术在设计与施工过程中得到了精确而充分的发挥。其解决的主要技术难点和步骤是:
(1)现场测量测绘建模。
用全站仪和放样机器人对现场楼板结构进行三维测量,以坐标形式导入BIM 三维设计模型中,形成实测施工BIM 模型真实还原现场楼板三维结构;
点云效果,即打点数据,云端综合分析处理(图32);
使用点云数据建立现场楼层轮廓放样;
建立理论的楼层结构模型与实测的楼层结构模型进行分析偏差值重新定义外墙挂板的拟合线;
将理论模型和实测模型以轴线一一对比,分析。
(2)对照设计模型、包络拟合实测模型、外挂混凝土板模型创建。采用犀牛(Rhino)、REVIT 等BIM 软件,通过对上述实测施工BIM 模型与设计BIM 模型对比分析,进行形体包络外挂混凝土板拟合性数字化建模;经过与建筑师不断协商与修改确认,完成建筑外挂混凝土板形体包络的三维包络建模(图33)。
(3)双曲面异形混凝土板块设计与制作。采用犀牛、INVENTOR 等BIM 软件,将确认的外挂混凝土板拟合包络进行分割,板块划分,分层通缝设计等,完成每一板块的曲面与尺寸设计、定位;采用三维BIM 模型分析异形外墙板的分段区域,经过对双曲面板的合理分组开模设计;经过对双曲面板的合理分组开模设计,以单一翘曲板模台设计拟合一组双曲面板,完成分组模具制作与混凝土板生产;全程应用BIM 技术指导埋件定位,单一板块背框设计、悬挑钢架设计、模具设计、模具生产等一系列生产工艺,将数字化应用贯穿建造全过程。
34 挂装定位施工一
35 挂装定位施工二
(4)模具与混凝土板块验收。应用BIM 模型分析每个板块的理论空间定位尺寸及板块坐标,通过放样机器人导入包络分板BIM 模型对混凝土板模具和完成制作生产的混凝土板块进行三维校核,完成工厂出厂验收。
(5)现场挂装定位。采用BIM 模型直接导入放样机器人,针对每一个板块均采用四个相应的三维坐标定位点进行现场放样,定位板块安装,实现精确安装。安装精度达到验收规范要求(图34,图35)。
(6)3D 扫描建模数字化验收。通过对建筑全部外墙混凝土板进行3D 扫描建模,再与外墙混凝土挂板包络BIM 模型建立数据分析算法,进行数字化分析验收,提高数字化验收的精准与合理程度。
目前,工厂预制和现场安装接近尾声,实际效果较好地实现了建筑师的初始构想。
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