BIM裝配式建筑中應(yīng)用論文

1、BIM技術(shù)在裝配式建筑施工過(guò)程中的應(yīng)用討論賀驥文目錄1 .裝配式建筑的信息化和工業(yè)化 22 .應(yīng)用案例 32.1 工程概況 32.2 工程使用BIM的優(yōu)勢(shì) 42.2.1 精密的工業(yè)化制造 42.2.2 集成的建筑系統(tǒng)信息平臺(tái) 62.2.3 全專(zhuān)業(yè)高效合作與協(xié)同 72.3 BIM技術(shù)在裕璟裝配式工程過(guò)程中的應(yīng)用 72.3.1 BIM 在構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用 72.3.2 BIM施工深化設(shè)計(jì) 82.3.3 施工過(guò)程模擬 92.3.4 施工綜合過(guò)程中的管控 103 .結(jié)論 11摘要：裝配式建筑是目前國(guó)內(nèi)大力推廣的一種新的建筑方式,它以工廠預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)取代了傳統(tǒng)的建筑施工工藝, 在設(shè)計(jì)-建造-采購(gòu) 一整

2、套環(huán)節(jié)上進(jìn)行有效的協(xié)同,大大提升了建筑的生產(chǎn)效率.BIM技術(shù)是三維精確建模,通過(guò)對(duì)建筑模型(主要是預(yù)制構(gòu)件)的建立和管 理,可以將建筑構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)安裝 等環(huán)節(jié)進(jìn)行有針對(duì)性的表達(dá),并且生成圖表,極大地提升了設(shè)計(jì)效率. 企業(yè)也搭建了 BIM信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了各個(gè)專(zhuān)業(yè)的協(xié)同工作,資源共享, 從而提升了工作效率,減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤,降低工程本錢(qián)等.關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)裝配式建筑深化設(shè)計(jì)預(yù)制生產(chǎn)信息化1 .裝配式建筑的信息化和工業(yè)化裝配式建筑是十八大以來(lái)國(guó)家大力推廣的建筑行業(yè)模式即采用 現(xiàn)代化的制造、運(yùn)輸、安裝和科學(xué)治理的大工業(yè)生產(chǎn)方式替代傳統(tǒng)建 筑業(yè)中分散的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式

3、.其主要特點(diǎn)是：1) 大量的建筑部品由車(chē)間生產(chǎn)加工完成,構(gòu)件種類(lèi)主要有：外墻板、內(nèi)墻板、疊合板、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板、樓梯、預(yù)制梁、預(yù) 制柱等；2) 預(yù)制構(gòu)件在工廠進(jìn)行制作,然后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配式作業(yè),該方法比傳統(tǒng)方法節(jié)省人工 25%-30%降低造價(jià)10%-15%3) 采用建筑、裝修一體化設(shè)計(jì)、施工,極大的縮短了施工周期； 4) 設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和治理,構(gòu)件越標(biāo)準(zhǔn),生產(chǎn)的效率就越高,相應(yīng)的構(gòu)件本錢(qián)就會(huì)下降,配合工廠的數(shù)字化治理,整個(gè)裝配 式建筑的性價(jià)比會(huì)逐漸提升.建筑新型工業(yè)化的同時(shí)需要以信息化帶開(kāi)工業(yè)化,從而到達(dá)提升 施工效率,降低本錢(qián),提升運(yùn)營(yíng)盈利水平和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的.BIM全稱是Building

4、 Information Modeling ,是以三維數(shù)字技術(shù)為根底, 集成了建筑工程工程全生命周期各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型,它打破傳統(tǒng)的建筑工程中的信息孤島,讓各個(gè)專(zhuān)業(yè)在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行協(xié) 同設(shè)計(jì)治理.針對(duì)目前國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)行情特點(diǎn),如何應(yīng)用BIM技術(shù)提 高建筑產(chǎn)業(yè)信息化水平是當(dāng)前研究的一個(gè)新的熱點(diǎn).本文以深圳市裕璟幸福家園裝配式工程的BIM技術(shù)應(yīng)用為例,研究BIM技術(shù)在預(yù)制裝 配式工程中的應(yīng)用價(jià)值,推動(dòng) BIM技術(shù)在建筑產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用.2 .應(yīng)用案例2.1 工程概況深圳市裕璟幸福家園工程位于深圳市坪山新區(qū)金田路與創(chuàng)景路交匯處.工程由三棟框架剪力墻結(jié)構(gòu)樓棟組成,其中地下一層至地上四層為混凝土現(xiàn)

5、澆結(jié)構(gòu),地上五層至頂層為裝配式混凝土結(jié)構(gòu),主要使用功能為住宅樓.整個(gè)工程用地面積11164.76m2,總建筑面積64050m, 抗震設(shè)防烈度為7度,工程的預(yù)制率到達(dá)72.2%,裝配率54%工程 根據(jù)住宅產(chǎn)業(yè)化方式建設(shè),通過(guò)對(duì)戶型的標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的設(shè)計(jì)研究, 結(jié)合室內(nèi)精裝修一體化設(shè)計(jì),為電氣、給排水、暖通各點(diǎn)位提供精準(zhǔn)定位,不用現(xiàn)場(chǎng)剔梢、開(kāi)洞,保證安裝裝修質(zhì)量.大規(guī)模的集中采購(gòu), 裝修材料更平安、環(huán)保,防止二次裝修對(duì)材料的浪費(fèi),最大程度的節(jié) 約材料并且杜絕傳統(tǒng)施工方式在噪音和空氣上帶來(lái)的污染.2.2 工程使用BIM的優(yōu)勢(shì)BIM之前建筑設(shè)計(jì)大都為平面作圖設(shè)計(jì)方式,在 2D平面建筑設(shè)計(jì) 模式下,建筑

6、師需要先從平面開(kāi)始繪制,然后畫(huà)立面、剖面,再根據(jù) 工程進(jìn)展更改所有的圖紙.這樣一來(lái)占用了大量的珍貴時(shí)間和精力. BIM模型采用三維建筑設(shè)計(jì)方式,生成的主要不是圖紙而是模型,在 模型上可以直觀展現(xiàn)建筑工程工程的全貌、各個(gè)構(gòu)件連接細(xì)節(jié),其中每一個(gè)視角都是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不同的表現(xiàn).BIM虛擬建筑模型中也包含有豐富的非圖形數(shù)據(jù)信息, 提取模型中的數(shù)據(jù),可以實(shí)現(xiàn) 生成任意視圖、材料統(tǒng)計(jì)、面積計(jì)算、造價(jià)計(jì)算等等.BIM技術(shù)在裝配式建筑中的優(yōu)勢(shì)具體如下：2.2.1 精密的工業(yè)化制造裝配式建筑采用工廠化生產(chǎn)的構(gòu)件,采用機(jī)械化、信息化裝配技 術(shù)組裝的建筑整體,具工廠化生產(chǎn)構(gòu)配件精度可以到達(dá)毫米級(jí)別, 現(xiàn)

7、場(chǎng)組裝精度要求也較高,從而可以滿足各種產(chǎn)品組件的安裝精度要求.BIM應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)在于從“可視化和“ 3D'模擬層面與建筑工業(yè) 化“精密建造特點(diǎn)高度契合,滿足生產(chǎn)的精細(xì)化設(shè)計(jì)和精密化施工要求.目前工廠采用的基于BIM模型的預(yù)制裝配式建筑部件計(jì)算輔助 加工構(gòu)件生產(chǎn)治理系統(tǒng)CAM,實(shí)現(xiàn)BIM信息直接導(dǎo)入工廠中央限制 系統(tǒng),與加工設(shè)備對(duì)接,PLC識(shí)別設(shè)計(jì)信息,設(shè)計(jì)信息與加工信息共 享.基刊M設(shè)計(jì)信息菊科在工廠的各條生產(chǎn)線對(duì)各個(gè)加工設(shè)備通過(guò)基于BIM技術(shù)形成的可 識(shí)別的構(gòu)件設(shè)計(jì)信息,智能化的完成了畫(huà)線定位、模具擺放、成品鋼 筋擺放、混凝土澆筑振搗、養(yǎng)護(hù)、拆模、翻轉(zhuǎn)起吊等工序.利用BIM軟件關(guān)聯(lián)構(gòu)件

8、設(shè)計(jì)信息,可以對(duì)構(gòu)件屬性信息自動(dòng)歸集 和生成報(bào)告,通過(guò)與工廠生產(chǎn)應(yīng)用軟件的對(duì)接實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息到構(gòu)件生 產(chǎn)信息的傳遞和共享,防止了生產(chǎn)治理信息時(shí)大量繁瑣數(shù)據(jù)信息的二 次輸入和輸出產(chǎn)生的信息失真,到達(dá)真正的信息共享.在工廠中央控 制室內(nèi),通過(guò)明確構(gòu)件信息表各個(gè)構(gòu)件對(duì)應(yīng)標(biāo)簽,生產(chǎn)預(yù)埋芯片、 產(chǎn)量排查,進(jìn)一步確定不同構(gòu)件模具套數(shù)和進(jìn)場(chǎng)物料用量的排查.根據(jù)構(gòu)件生產(chǎn)加工工序及各工序作業(yè)時(shí)間,根據(jù)工程工期要求, 考慮到現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件吊裝順序排布構(gòu)件裝車(chē)方案和生產(chǎn)方案,依據(jù)BIM模型數(shù)據(jù)信息,細(xì)化每天所需不同構(gòu)件生產(chǎn)量,混凝土澆筑量,鋼筋加 工量,物料的供給量,工人班組作業(yè)時(shí)間和工人配置,相應(yīng)的提升生 產(chǎn)效率.根據(jù)生

9、產(chǎn)排產(chǎn)方案,制定物料采購(gòu)方案；生產(chǎn)過(guò)程中,實(shí)時(shí) 記錄下構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程中的無(wú)聊消耗, 關(guān)聯(lián)排產(chǎn)信息,庫(kù)存數(shù)據(jù)化實(shí)時(shí) 顯示,通過(guò)分析構(gòu)件生產(chǎn)的物料所需用量, 比照物料庫(kù)存從而制定出 物料的采購(gòu)量,自動(dòng)化生成采購(gòu)報(bào)表,適時(shí)提醒,自動(dòng)下單給供給商.已生產(chǎn)的構(gòu)件在堆場(chǎng)通過(guò)構(gòu)件編碼信息,關(guān)聯(lián)不同類(lèi)型構(gòu)件的產(chǎn)能及現(xiàn)場(chǎng)需求,自動(dòng)化排布構(gòu)件產(chǎn)品儲(chǔ)存方案、產(chǎn)品類(lèi)型及數(shù)量,通過(guò)構(gòu)件編碼快速確定特定構(gòu)件的所在位置. 并且根據(jù)裝配方案和現(xiàn)場(chǎng) 需求,排布詳細(xì)的運(yùn)輸方案車(chē)輛、產(chǎn)品型號(hào)及數(shù)量、運(yùn)輸時(shí)間、到 達(dá)時(shí)間等.通過(guò)工廠內(nèi)全過(guò)程生產(chǎn)治理流程,每日采集各個(gè)生產(chǎn)工序加工信 息進(jìn)行匯總分析,為工廠治理者優(yōu)化廠內(nèi)生產(chǎn)治理活動(dòng)及做出

10、治理決 策提供有力的保證.2.2.2 集成的建筑系統(tǒng)信息平臺(tái)新型裝配式建筑是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修和治理“五位一體 的系統(tǒng)化和集成化建筑,具有“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施 工、一體化裝修和信息化治理五大特點(diǎn).而 BIM技術(shù)正是“集成 的關(guān)鍵,貫穿設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、裝修和信息化治理的全過(guò)程,效勞 于設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維撤除全生命周期,可以進(jìn)行數(shù)字化仿真模擬,信 息化描述的系統(tǒng)要素,實(shí)現(xiàn)信息化協(xié)同設(shè)計(jì)、可視化裝配,工程量信 息交互和節(jié)點(diǎn)連接模擬及檢驗(yàn)等全新運(yùn)用.2.2.3 全專(zhuān)業(yè)高效合作與協(xié)同BIM技術(shù)可以提供一個(gè)信息共享平臺(tái),各個(gè)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)工程師在平 臺(tái)上共同建模,共同修改,共享信息,協(xié)同設(shè)計(jì)

11、.將建筑的造型方案 的BIM模型無(wú)縫傳遞給結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè),經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)師對(duì)建筑模型受力分析及 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),增加了結(jié)構(gòu)模型后,再將包含有建筑、結(jié)構(gòu)信息的 BIM模型傳遞給設(shè)備安裝專(zhuān)業(yè)進(jìn)行給排水、暖通、電氣等設(shè)計(jì)工作, 增加安裝工程模型信息,任何一個(gè)專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)設(shè)計(jì)誤差或者設(shè)計(jì)修改, 其他專(zhuān)業(yè)均可以及時(shí)獲得信息并進(jìn)行處理.同時(shí),不同專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師在一個(gè)平臺(tái)上分工合作,根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)和原那么進(jìn)行設(shè)計(jì),大大提升了 設(shè)計(jì)的精度和效率.2.3BIM技術(shù)在裕璟裝配式工程過(guò)程中的應(yīng)用2.3.1 BIM在構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用BIM可以支持建筑設(shè)計(jì)的預(yù)制構(gòu)件模型的信息傳遞用于工廠生產(chǎn), 借助于BIM技術(shù)的根底上的鋼筋數(shù)字化自動(dòng)加工

12、、 混凝土自動(dòng)化澆筑 和鋼筋與PC構(gòu)件生產(chǎn)的自動(dòng)化融合.搭建適宜的 BIM信息化平臺(tái), 在平臺(tái)上可以直接提取構(gòu)件的參數(shù),確定構(gòu)件尺寸、材質(zhì)、做法、數(shù) 量等信息,并且根據(jù)這些信息確定合理的生產(chǎn)流程,也可以對(duì)發(fā)來(lái)的 構(gòu)建信息進(jìn)行復(fù)核,并且根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,向設(shè)計(jì)單位進(jìn)行信息反 饋,使得設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)信息雙向流動(dòng), 提升構(gòu)件生產(chǎn)信息化程 度.工廠還可以建立標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制構(gòu)件庫(kù), 在生產(chǎn)的過(guò)程中對(duì)類(lèi)似預(yù) 制構(gòu)件只需要調(diào)整模具尺寸即可以進(jìn)行生產(chǎn),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、流水線式 構(gòu)件生產(chǎn)作業(yè),可以提升生產(chǎn)效率,增加構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化程度,減少人 工操作帶來(lái)的失誤,改善工人工作環(huán)境,節(jié)省人力物力等優(yōu)勢(shì).2.3.2BIM施

13、工深化設(shè)計(jì)施工深化設(shè)計(jì)主要目的是提升深化后建筑信息模型的準(zhǔn)確性、可 校核性.在本文工程中,預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)主要包括有：預(yù)制外墻板、預(yù) 制內(nèi)墻板、樓梯、疊合梁、疊合板等.采用 BIM技術(shù)創(chuàng)立虛擬的建筑 結(jié)構(gòu)模型,其中可包含豐富的非圖形數(shù)據(jù)信息,提取模型當(dāng)中的數(shù)據(jù), 可以讓建筑師在任何時(shí)候生成自己想要的看的任意視圖,對(duì)于材料統(tǒng)計(jì)、面積計(jì)算、造價(jià)計(jì)算等功能都從建筑模型當(dāng)中自動(dòng)生成.裝配式 構(gòu)件采用的是灌漿套筒連接方式,對(duì)構(gòu)件的細(xì)部連接有相當(dāng)高的要求 位置的精細(xì)程度需限制在1mmz內(nèi),傳統(tǒng)的拆分設(shè)計(jì)方法對(duì)該精 確度的要求存在一定的困難.而且,施工階段存在鋼筋沖突、鋼筋與 線管排布沖突的普遍問(wèn)題,于是采用B

14、IM三維參數(shù)化的特點(diǎn),在工程 單位設(shè)置0.1mm同時(shí)將誤差限制在1mmz內(nèi),鋼筋距離各外外表的 參數(shù)確定鋼筋的位置、彎鉤長(zhǎng)度等細(xì)節(jié).這樣就可以對(duì)柱、梁、板、 鋼筋等形狀及位置等參數(shù)進(jìn)行確定,之后將新增建的構(gòu)件模型放入已 有模型庫(kù),再和新建的構(gòu)件結(jié)合,形成完整的 BIM模型.施工單位可 以依據(jù)完整的BIM模型,結(jié)合施工特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)情況,完善或重新建立可表示工程實(shí)體及施工作業(yè)對(duì)象和結(jié)果的施工信息實(shí)體模型,該模型包含有實(shí)體根本信息.再由施工技術(shù)人員與專(zhuān)業(yè)工程師配合對(duì)實(shí)體模型合理性和可行性進(jìn)行甄別,用于指導(dǎo)實(shí)際施工作業(yè).2.3.3施工過(guò)程模擬在制定施工組織方案時(shí),施工單位技術(shù)人員將本工程方案的施工 進(jìn)度

15、、人員安排等信息輸入BIM信息平臺(tái),軟件可以根據(jù)這些錄入的 信息進(jìn)行施工組織模擬,同時(shí),BIM技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)不同施工組織方 案的仿真模擬,例如：構(gòu)件運(yùn)輸、安裝的信息化治理.在虛擬施工模 擬場(chǎng)景中,將各個(gè)構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)時(shí)間順序、吊裝順序等輸入BIM信息平 臺(tái)中進(jìn)行施工模擬,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層吊裝的每一個(gè)步驟進(jìn)行精細(xì)化模擬仿真, 查找出其中可能存在的動(dòng)態(tài)干預(yù),從而提前規(guī)劃起重機(jī)位置及吊裝路 徑,優(yōu)化吊裝方案,使得吊裝過(guò)程更加有序、科學(xué).對(duì)于生成的施工 指導(dǎo)視頻可以讓施工人員提前掌握施工細(xì)節(jié),更加直觀地了解施工的 工序,發(fā)現(xiàn)在施工組織過(guò)程中的維漏,及時(shí)的調(diào)整施工進(jìn)度安排,極大的防止了在實(shí)際施工過(guò)程中由于時(shí)間安排的

16、不合理而致使各工種、專(zhuān)業(yè)、工序配合上出現(xiàn)矛盾從而導(dǎo)致窩工影響工程工期.,加1£4.1|一上g簾；=BIM施工流程模擬2.3.4施工綜合過(guò)程中的管控在施工過(guò)程中,施工單位可以根據(jù)施工過(guò)程中產(chǎn)生的相關(guān)信息實(shí) 時(shí)輸入到BIM信息平臺(tái),全面監(jiān)控工程現(xiàn)場(chǎng)情況.拓展應(yīng)用大量其他 領(lǐng)域技術(shù),包括物聯(lián)網(wǎng)、RFID芯片、三維激光掃描技術(shù)、人臉識(shí)別 技術(shù)、移動(dòng)設(shè)備定位跟蹤技術(shù)等應(yīng)用于施工現(xiàn)場(chǎng).讓治理者可以在遠(yuǎn)程操控治理工程以及在信息平臺(tái)上處理每日工程進(jìn)展過(guò)程中出現(xiàn)的 問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)智能化治理.3.結(jié)論BIM技術(shù)在裝配式建筑中的應(yīng)用將會(huì)大大加快裝配式建筑在全國(guó) 的推廣速度,隨著B(niǎo)IM技術(shù)在裝配式建筑中的不

17、斷應(yīng)用,BIM技術(shù)的 優(yōu)勢(shì)也將在工程實(shí)踐當(dāng)中不斷表達(dá),利用BIM技術(shù)將建筑生產(chǎn)過(guò)程中 的上下游企業(yè)聯(lián)系起來(lái),真正實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)工業(yè)化并且以信息化促進(jìn) 工業(yè)化的有利開(kāi)展模式.在頂層設(shè)計(jì)上結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝配式建筑 “結(jié)構(gòu)、機(jī)電、裝修一體化,設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配一體化,技術(shù)、治理、 市場(chǎng)一體化的目標(biāo),三個(gè)“一體化建造方式的實(shí)施,需要通過(guò) BIM平臺(tái),對(duì)于建筑工程過(guò)程中的進(jìn)度、本錢(qián)、合同、物料、質(zhì)量安 全等方面實(shí)現(xiàn)信息化治理,真正實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)信息化落地,以此契機(jī), 行業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)唯有充分加大技術(shù)和治理的深度融合,建立適應(yīng)裝配式創(chuàng)新開(kāi)展機(jī)制,才能夠更好地適應(yīng)裝配式建筑規(guī)?；l(fā) 展.致謝：本人因在裝配式建筑行業(yè)工作,根據(jù)自己在工作中親身經(jīng)歷,對(duì)目前裝配式建筑開(kāi)展的經(jīng)驗(yàn)和所遇到的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié), 并借助行業(yè) 內(nèi)專(zhuān)家的意見(jiàn)對(duì)未來(lái)裝配式建筑開(kāi)展方向進(jìn)行了一次總結(jié). 在此對(duì)本 人在研究工作中提供一手資料和幫助的各位同事及領(lǐng)導(dǎo)表示感謝, 并 且對(duì)給予本人引用和借鑒資料、圖片和研究