ARCHITECTURE PORTFOLIO

# 雪域阳光方舟

高海拔极端环境乡村医疗服务基站BIM设计与智能建造研究

## 前期调研

### 前期调研课题背景

在我国西藏地区广袤的乡村地带，由于地理位置偏僻、人口分散、常出现医疗资源分布不足的情况。加之高海拔高寒地区有着低氧、强辐射、大温差、多风雪特点，自然条件严苛，对当地医疗建筑的建造运营维护有着极大挑战。综合分析上述问题，本课题拟在西藏自治区那曲市班戈县佳琼镇央木布村设计一栋医疗建筑，旨在满足当地医疗需求、提升偏远乡村极端环境下医疗响应水平，并探索高海拔高寒地区装配式建筑新形式，为我国高海拔地区基层卫生建设提供理论依据与技术参考。

### 前期调研场地环境

区位分析
场地选址
年最高、最低、平均气温
那曲市各月平均气温
年降水量、降水天数
年降雪量、降雪天数
年日照时数、日照天数均值
年平均风速、最大风速
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## 建筑设计

### 建筑设计前期方案对比

### 建筑设计文化意象分析

### 建筑设计技术图纸

总平面图
一层平面图
北立面图
西立面图
1-1剖面图
墙身大样图

### 建筑设计室内设计

健康教育室-可变隔墙开启状态
健康教育室-可变隔墙关闭状态

### 建筑设计环境设计

图片占位 1
环境设计 - 示意图 01
图片占位 2
环境设计 - 示意图 02
图片占位 3
环境设计 - 示意图 03
图片占位 4
环境设计 - 示意图 04
图片占位 5
环境设计 - 示意图 05
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## 构件化分析

### 构件化分析爆炸分析图

### 构件化分析运输装车模拟

共使用8辆货车进行运输，其中以9.6m尺寸货车为主，共6辆；13m尺寸货车为辅，共3辆。方案最大尺寸构件为屋顶板，单件尺寸1.7m*8.6m，符合运输车辆尺寸。

### 构件化分析构件表

结构构件表
地梁：标准件24个+非标准件4个；柱子：标准件6个+非标准件4个；钢梁：标准件56个+非标准件8个；单片梁：标准件42个+非标准件8个。
标准化率：84%
围护构件表
屋面板：标准件4个+非标准件4个；地面板：标准件20个+非标准件4个；围护墙板：标准件32个+非标准件29个；天窗板：标准件4个+非标准件6个。
标准化率：58%
内隔墙构件表
内墙板：标准件11个+非标准件22个。
标准化率：33%
内装构件表
吊顶板：标准件8个+非标准件11个；附框：标准件13个；预制窗：标准件12个+非标准件4个。
标准化率：68%
设备构件表
种植棚基础：标准件6个；光伏板：标准件28个+非标准件24个；蓄能模块：标准件3个。
标准化率：62%

### 构件化分析建造全流程模拟

地螺丝安装
钢连接件安装
地基安装
地梁安装
蓄能模块安装
柱安装
梁安装
天窗梁安装
屋顶板安装
天窗板安装
室内部分楼板安装
室外平台部分楼板安装
室外平台围护板安装
墙龙骨安装
转角墙板安装
其他墙板安装
短轴方向内墙安装
长轴方向内墙安装
吊顶安装
楼梯及坡道安装
附框及玻璃安装
光伏板安装
栏杆安装
种植棚安装
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## 软件模拟

### 软件模拟照度分析

通过climate studio软件对建筑照度进行分析，得出建筑内部光照不足。通过改变开窗位置、大小，对原方案进行优化，优化后主要使用区域照度得到较大提升。

优化前
优化后

### 软件模拟眩光分析

眩光分析

### 软件模拟光伏发电分析

结合梁的分布，首先采用1.9m*0.6m、2.2m*0.6m两种尺寸的光伏板，共计38块，使用n型TOP Con单晶硅光伏板，产能效率为25.1%。最终计算得出光伏全年发电16178kWh，建筑全年总能耗约为19261kWh，存在一定热量缺口。通过ladybug-tools软件的模拟优化，将1.9m*0.6m光伏板数量增加为38块；2.2m*0.6m光伏板数量增加至14块，共计52块，光伏全年发电量为21974kWh，基本满足基础能耗需求。

优化前
优化后
优化前后对比分析
电池组

### 软件模拟力学分析

在Grasshopper环境中使用Karamba3D插件对钢框架结构体系进行分析。分析结果显示，在标准荷载组合下，所有构件的应力比均小于0.6，位移变形也小于规范限值L/250。结构的薄弱环节主要集中在屋顶大跨度梁和基础地梁处。据此，我对这些区域的节点进行了加强设计，例如增加辅助梁，并适当调整了个别地梁的位置。对优化后的结构模型再次分析可得出，方案安全余量充足，证明了该轻钢结构体系能够胜任当地极端环境下的安全保障任务。

力学模型
位移分析
应力分析
位移分析电池组
应力分析电池组
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## 网络辅助设计

### 网络辅助设计网页生成

在本次方案中，使用AI辅助网页生成，促进设计成果的信息化、网络化。主要使用软件为Open Code，通过在提示栏输入指令自动生成代码，对网页进行编辑。

网页代码
指令输入栏

### 网络辅助设计git仓库协同

本次设计使用Gitea仓库进行协同设计，以便组内工作信息及时更新，提高工作效率。同时，进度git仓库可保存工作进度，便于统筹工作安排。

git仓库界面
git仓库界面
git仓库界面

### 网络辅助设计辅助方案深化

在方案设计过程中，对AI辅助方案优化技术进行了探索。通过使用GPT-image等图像生成式AI，输入藏式建筑、材质、拼贴风格参考图样例，可生成相应图片，为效果图风格提供参考。

GPT-image生成图
GPT-image生成图
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## 成图

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