裝配式建筑知識(shí)分享：裝配式BIM的淺析

01裝配式建筑概念介紹

裝配式建筑的概念：由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑，稱為裝配式建筑。按預(yù)制構(gòu)件的形式和施工方法分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升層建筑等五種類型。1.砌塊建筑：用預(yù)制的塊狀材料砌成墻體的裝配式建筑，適于建造3～5層建筑，如提高砌塊強(qiáng)度或配置鋼筋，還可適當(dāng)增加層數(shù)。2.板材建筑：由預(yù)制的大型內(nèi)外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成，又稱大板建筑。它是工業(yè)化體系建筑中全裝配式建筑的主要類型。板材建筑可以減輕結(jié)構(gòu)重量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，擴(kuò)大建筑的使用面積和防震能力。(我國(guó)現(xiàn)階段普遍采用)3.盒式建筑：從板材建筑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種裝配式建筑。這種建筑工廠化的程度很高，現(xiàn)場(chǎng)安裝快。工業(yè)化程度較高，但投資大，運(yùn)輸不便，且需用重型吊裝設(shè)備，因此，發(fā)展受到限制。4.骨架板材建筑：由預(yù)制的骨架和板材組成。其承重結(jié)構(gòu)一般有兩種形式:一種是由柱、梁組成承重框架,再擱置樓板和非承重的內(nèi)外墻板的框架結(jié)構(gòu)體系;另一種是柱子和樓板組成承重的板柱結(jié)構(gòu)體系，內(nèi)外墻板是非承重的。工業(yè)廠房采用較多。5.升板升層建筑：板柱結(jié)構(gòu)體系的一種，但施工方法則有所不同。這種建筑是在底層混凝土地面上重復(fù)澆筑各層樓板和屋面板，豎立預(yù)制鋼筋混凝土柱子，以柱為導(dǎo)桿，用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設(shè)計(jì)高度，加以固定。升層建筑可以加快施工速度，比較適用于場(chǎng)地受限制的地方。

02BIM概念簡(jiǎn)介

BIM是BuildingInformationModeling的簡(jiǎn)稱(建筑信息模型)是一個(gè)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到管理各階段統(tǒng)一協(xié)調(diào)的過(guò)程，是把使用標(biāo)準(zhǔn)的理念轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)據(jù)的操作軟件。有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM做出四個(gè)層面的解釋：(1) 以數(shù)位化方法表達(dá)一個(gè)設(shè)施的物理和功能特性。(2) 一個(gè)共享的知識(shí)資源。(3) 分享跟這個(gè)設(shè)施相關(guān)的信息，在設(shè)施的整個(gè)生命周期中為所有的對(duì)策提供可靠依據(jù)的過(guò)程。(4) 在建設(shè)案件的不同階段中，各參與者經(jīng)由在信息模型中嵌入、提取、更新和修改信息，以支持與反應(yīng)各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。所有定義的文字內(nèi)容都只強(qiáng)調(diào)一樣?xùn)|西：「信息」，這也就是BIM真正的重心，建立了三維模型不帶有建筑信息或者信息不足，發(fā)揮不了應(yīng)用的功能，都不能歸類到BIM的領(lǐng)域里。經(jīng)由BIM技術(shù)手段所創(chuàng)建出來(lái)的模型，是"建筑信息模型化"這個(gè)過(guò)程的工作載體它并非只有單獨(dú)一個(gè)，在建筑生命周期的不同階段中，它可能包含下列的模型：設(shè)計(jì)模型：建筑、機(jī)構(gòu)、水電風(fēng)、性能模擬、環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施施工模型：將設(shè)計(jì)模型按照施工步驟進(jìn)行細(xì)分進(jìn)度模型(4D)：將工程項(xiàng)目按時(shí)間進(jìn)度跟模型中的對(duì)象聯(lián)結(jié)成本模型(5D)：將工程項(xiàng)目成本與時(shí)間跟模型中的對(duì)象聯(lián)結(jié)制造模型：使用三維模型替代傳統(tǒng)的圖面制造建筑構(gòu)件運(yùn)營(yíng)模型：用于模擬運(yùn)營(yíng)管理、維修保養(yǎng)和中期更新。那么怎樣將BIM信息模型與裝配式結(jié)合呢?

03BIM裝配式建筑結(jié)合

1. BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用BIM技術(shù)在裝配式建筑設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用主要包括BIM模型的建立和圖紙的繪制、建筑施工協(xié)同工作及碰撞檢查、建筑項(xiàng)目工程量的統(tǒng)計(jì)和造價(jià)管理等三大模塊。就建筑施工協(xié)同工作及碰撞檢查而言, BIM技術(shù)平臺(tái)為建筑單位、施工單位、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位等多方利益主體提供了一個(gè)三維設(shè)計(jì)和模擬、信息溝通交互的科學(xué)平臺(tái),將工程項(xiàng)目建造過(guò)程中涉及的土建部分、安裝部分和電氣部分等專業(yè)的設(shè)計(jì)模型在同一平臺(tái)上進(jìn)行了交互合并,使備專業(yè)工作人員能就平臺(tái)模型充分溝通與交流,為各參與方的協(xié)同工作奠定了重要基礎(chǔ)。同時(shí),BIM平臺(tái)中的碰撞軟件更是為各專業(yè)的碰撞檢查提供了機(jī)會(huì),能讓各專業(yè)人員就工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的各工序流程進(jìn)行模擬,對(duì)施工碰撞點(diǎn)進(jìn)行一分析和排查,大程度上解決傳統(tǒng)建筑模式下信息不對(duì)稱造成的各專業(yè)流程和設(shè)計(jì)方案的沖突,優(yōu)化建筑工程項(xiàng)目的施工方案和設(shè)計(jì)方案,盡可能地減少不必要的設(shè)計(jì)變更和返工。

2.BIM技術(shù)在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)階段的應(yīng)用BIM技術(shù)在裝配式建筑預(yù)制構(gòu)配件生產(chǎn)階段的應(yīng)用主要包括構(gòu)配件的生產(chǎn)制作和構(gòu)配件的運(yùn)輸管理兩大部分。裝配式建筑是將已預(yù)制好的構(gòu)配件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),借助相應(yīng)機(jī)械設(shè)備和安裝技術(shù)將其組裝成為完整的滿足有關(guān)使用功能的建筑物。在此過(guò)程中,構(gòu)配件的精確度和安全性直接影響到建筑工程的實(shí)際質(zhì)量, BIM技術(shù)平臺(tái)的應(yīng)用在極大程度上提升了建筑工程構(gòu)配件的生產(chǎn)制造水平。構(gòu)配件生產(chǎn)商利用BIM平臺(tái)上的信息模塊，可在了解構(gòu)配件預(yù)定尺寸、使用目的和材料質(zhì)地等重要信息的基礎(chǔ)上制定更為科學(xué)適宜的構(gòu)配件生產(chǎn)計(jì)劃,切實(shí)指導(dǎo)構(gòu)配件的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,并將相關(guān)生產(chǎn)信息反饋到BIM信息平臺(tái),及時(shí)便捷地實(shí)現(xiàn)和施工單位的溝通與交流,為提升建筑構(gòu)配件生產(chǎn)效益奠定基礎(chǔ)。

3. BIM技術(shù)在裝配式建筑的施工階段的應(yīng)用BIM技術(shù)在裝配式建筑施工階段的應(yīng)用主要包括預(yù)制構(gòu)配件的現(xiàn)場(chǎng)管理、工程項(xiàng)目施工過(guò)程的仿真模擬和對(duì)施工質(zhì)量、進(jìn)度與成本等的控制三大部分。就工程項(xiàng)目施工過(guò)程的仿真模擬而言, 裝配式建筑在施工過(guò)程中對(duì)項(xiàng)目部施工技術(shù)水平、施工機(jī)械設(shè)備精度和安全防護(hù)管理水平的要求都比較高,并粗對(duì)工程項(xiàng)目施工各參與方配合協(xié)調(diào)能力的要求也較高,因此, BIM技術(shù)的應(yīng)用,可在施工工作開(kāi)展前對(duì)相應(yīng)的裝配吊裝過(guò)程進(jìn)行一定的施工模擬,很大程度上優(yōu)化施工方案和項(xiàng)目施工流程,提升工程項(xiàng)目構(gòu)配件安裝和準(zhǔn)確性和可靠性,為建造高質(zhì)量裝配式建筑奠定基礎(chǔ)。

4. 裝配式建筑運(yùn)維階段BIM的應(yīng)用價(jià)值隨著物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用范圍的進(jìn)一步拓寬 ,基于BIM技術(shù)平臺(tái)的裝配式建筑在運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段取得了可喜的發(fā)展。例如,當(dāng)建筑物發(fā)生災(zāi)時(shí),物業(yè)管理人員可借助BIM平臺(tái)的信息模塊觸動(dòng)火災(zāi)報(bào)警信號(hào),準(zhǔn)確定位建筑物火災(zāi)發(fā)生的具體位置,及時(shí)采取相應(yīng)的安全防護(hù)方案疏散人群,為保證人們的人安全和財(cái)產(chǎn)安全做出一定的貢獻(xiàn)。此外,在維修裝配式建筑構(gòu)配件和設(shè)備的過(guò)程中,工作人員也可借助BIM模型快速調(diào)取相應(yīng)的構(gòu)配件信息,及時(shí)找到故障的具體位置,進(jìn)而提升建筑物設(shè)備維修管理水平。

04裝配式工藝+BIM應(yīng)用

1.工廠制作流程：

平面綁扎墻體鋼筋——平面模板——構(gòu)件標(biāo)養(yǎng)室——成品構(gòu)件上架準(zhǔn)備運(yùn)走

2.裝配式板材建筑：安裝步驟：基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆混凝土澆筑完成后——放線——墻體鋼筋校正——墻體安裝標(biāo)高基點(diǎn)調(diào)整——預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)——墻體吊裝——墻體校正——安裝墻體臨時(shí)支撐——現(xiàn)澆墻體鋼筋綁扎——預(yù)留線盒連線——注漿孔灌漿——后澆段墻體支模——安裝疊合板臨時(shí)支撐——安裝疊合板——安裝預(yù)制陽(yáng)臺(tái)板——安裝焊接陽(yáng)臺(tái)隔板——安裝空調(diào)板——現(xiàn)澆樓板支模——樓板后澆段穿線——樓板后澆段鋼筋綁扎——澆筑混凝土(裝配率85%)從工藝流程中，可以了解到裝配式工藝原理，通過(guò)碼積木的方式工作，而B(niǎo)IM則可以模型化所有的構(gòu)件信息，來(lái)進(jìn)行組裝，就想樂(lè)高積木一樣，積木中的每一塊構(gòu)件都可以得到三維具現(xiàn)，并且提供拼裝教程，拼裝方法。由此，BIM在裝配式中的應(yīng)用是不可或缺的，能夠讓裝配式工藝更加的嚴(yán)謹(jǐn)，完整。

05裝配式建筑未來(lái)展望

與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)裝配式建筑處于初級(jí)階段，考慮國(guó)情及我國(guó)現(xiàn)狀，我國(guó)采用的裝配式建筑介于日本和德國(guó)等歐美國(guó)家之間，80年代推行的預(yù)制樓板因國(guó)家勞動(dòng)力過(guò)?，F(xiàn)狀及地震檢驗(yàn)，逐漸廢除樓板預(yù)制后采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)已有20多年的歷史，但是由于國(guó)民素質(zhì)的提高，漸漸建筑行業(yè)老齡化逐漸提高，建筑工人出現(xiàn)青黃不接的情況，現(xiàn)在采用裝配式建筑勢(shì)在必行，但是現(xiàn)行我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍處于初級(jí)階段，面臨管理體系落后，建筑體系不完善，建筑成本高和產(chǎn)業(yè)工人缺失等的不利局面，需要面臨的問(wèn)題依舊很多，需要在實(shí)踐中不斷完善。建筑產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)建筑行業(yè)的一次深刻變革，是建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)之一。而裝配式的推行同時(shí)也促成BIM板塊業(yè)務(wù)的增加，形成新的裝配式BIM板塊。利用BIM技術(shù)為裝配式建筑服務(wù)。

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