“太江建设” 在建筑施工中应用BIM装配式技术实例

BIM（Building Information Modeling），建筑信息模型，即在规划设计、建造施工、运维过程的整个或者某个阶段中，应用3D和4D信息技术，进行系统设计、协同施工、虚拟建造、工程量计算、造价管理、设施运行的技术和管理手段。在国外，随着BIM在建筑行业日益广泛的应用，越来越多的建设公司将承包商能否提供支持BIM的三维模型纳入验收标准。在国内，BIM技术随着其技术发展也在不断成熟，其软件系统、咨询服务正迎来井喷式的增长，发展前景十分广阔。根据以往项目BIM应用成果统计分析表明，项目应用BIM技术可以在以下几方面获得提升： 减少60%左右的现场返工情况； 施工现场协同效率提升30%左右； 质量安全管理能力加强； 合理工期进度情况下，5%左右工程进度节省； 详细、准确、结构化的工程竣工档案。 2013年1月1日，国务院办公厅发布《绿色建筑行动方案》，明确提出将“推动建筑工业化”列为十大重要任务之一，标志着发展建筑产业化已成为国家共识。在我国，建筑信息化水平低已成为建筑产业化发展的制约因素，如何应用BIM推进建筑产业向更高阶段发展，已经成为现今的一个研究热点。本文以乐歌杭州现代物流暨电子商务产业园装配式工程中的BIM技术应用为例，研究BIM技术在装配式建筑中应用的价值并推动BIM技术在建筑产业化中的应用。 1、工程概况 乐歌杭州现代物流暨电子商务产业园项目由乐凡仓储管理（杭州）有限公司投资建设，建设总建筑面积为204,817平方米，建设用地面积171,497平方米。结构形式为二层混凝土框架结构，一、二层均采用装配式结构施工。装配式混凝土结构主要由原位现浇混凝土柱（采用标准钢模）、先张法预制梁、叠合楼板等组成。 预制混凝土梁于张拉平台上预制，受场地限制，结合项目实际情况综合考虑，本项目张拉台设置于正式道路区域，后期张拉平台将作为正式道路的路基使用。本项目张拉平台设计为20.2m（宽）*261.5m（长），共设置27条预制梁生产线，计划每天进行3条生产线预制梁的制作，9天为一个生产周期，以此形成流水作业。 本项目于2017年3月28日开始施工，并将于2018年12月完工。 2、本项目应用BIM技术的原因 装配式建筑与BIM技术的交汇点：“合成”。装配式建筑中心是“合成”，而BIM技术是“合成”的主线。这条主线串联起设计、生产、施工、装修和管理全过程，作用于设计、建设、运维、拆除的全周期，可以数字化描述各种系统，实现信息化协同设计、可视化装配，工程量信息的交互和节点连接模拟及检验等全新运用，整合建筑全产业链，实现全过程、全方位的信息合成。 本项目混凝土构件数量巨大，且截面尺寸相对单一，全部单体总共包含混凝土柱１３９１根（截面尺寸为８００×８００），４０７５根次梁及框架梁（截面为250×800及250×900），主梁１５９３根（截面尺寸为４００×９００），非常适合构件的量产化及BIM技术的应用。 3、BIM在装配式设计中的作用 3.1提高装配式建筑设计效率 设计装配式建筑过程中，需要协调各专业的设计内容，由于是多专业共同进行，传统的协调会无法满足对各专业更精确，更快速的协同需求，机电对土建的预埋，孔洞要求，机电各专业之间的避让，数量繁多，种类复杂，往往会对后期的实际操作做成困难，由于部分装配式构件是预应力，更加增加了纠错的难度，通过BIM，将各专业整合，运用碰撞的技术手段，在设计阶段将各专业之间的冲突基本解决。同时也可以通过管线综合，在更小的层高前提下保证了对净高的需求。 此外，通过使更多的工程师参与到装配式建筑的设计过程中，根据自己的专业提出建议，减少预制构件生产和建筑施工中的设计变更，从而提高设计效率，减少由于设计原因造成的成本。 3.2 实现预制构件的标准化 BIM在建模设计过程中，各个构件与部件可以通过建立族来完成，并通过比较，选取优的尺寸与模数，不同的建筑采用不同的族来完成标准化设计，使设计过程更加快捷与准确。 3.3 降低设计误差 在设计过程中，对构件的细部进行可视化管理，对钢结构节点的描述，对钢筋的间距都进行三维模拟，对预制构件之间的冲突预先消除，以提高设计的精度。 3.4 加快出图效率，完成BIM模型后，可以按照需要出剖面，立面与平面图，传统上的设计图纸已经成为BIM的副产品。 4、BIM在预制构件生产中的作用 4.1优化整合预制构件生产流程 在预制构件的生产过程中，从BIM从调取构件的尺寸信息与节点，通过信息转化，直接或间接与生产设备对接，实现构件的生产，不用再出加工图，减少了中间环节。 4.2为3D打印技术提供技术接口，为未来的技术提升提供可能，拥有升级的潜力。 5、BIM在施工中的作用 5.1预制构件库存和现场管理 预制构件的储存及调用过程中，需要大量的构件数据，为了减少搜索时间，随时掌握库存的构件数量与种类，为施工及库存节省时间，提高效率，采用BIM，可以方便调用构件型号及尺寸数据。 5.2 提高施工现场管理效率 构件吊装过程中，会出现很多问题需要现场解决，好的方法是通过BIM 的施工模拟，通过模拟施工过程，发现安排缺陷，安全隐患，连接困难等问题以减少损失，同时也可以进行吊装运输道路的交通模拟，发现现场布置，临时道路等有可能对吊装施工造成影响的潜在问题。 5.3施工模拟 施工之前，在模型中引入时间与资源两大元素，对整个项目的建造过程进行动态模拟，从无到有一步步的展现在眼前，从中发现问题，加强预见能力。整个建造过程与进度计划完全吻合，使模拟过程更加真实，具有借鉴意义。 6.1提高运维阶段的设备维护管理水平 在BIM的信息库中存有项目所有构件与设备的参数及资料，一旦需要更换或维修，原有的供应商，生产厂家，联系方式，保质期，相关合同，规格大小都可以方便的调用，同时可以定时的做提醒服务，当养护周期到达时，通过短信、邮件等方式自动提示相关工作人员某设备该进行维保或更换，实现预警管理，而不是等到问题发生再“救火”。 同时设备的维保信息纪录也保存在该设备的开放属性栏中，及时了解之前的设备养护情况，对设备的工作情况进行评估。 6.2加强运维阶段的质量和能耗管理 在建筑物使用过程中，BIM技术可以对能耗进行记录与核算，提出建议，节省能源，达到绿色环保的目的，同时还可以模拟拆除过程，对拆除过程中可利用的材料与物资进行预估。 结语 BIM协同管理平台是项目级的BIM数据库平台，集成所有的BIM模型，如建筑、结构、安装、钢结构等多专业，模型中相关的信息数据全部以关联数据库的方式保存起来，解析、分类、整理更快捷、准确。BIM技术，最大化地集成了项目管理中所需要的各类功能，比如集成了成本管理、进度管理、技术管理、质量安全管理等相关模块，符合中国项目管理的国情与使用习惯。 因此，BIM技术的应用能够为装配式建筑的施工提供很有效的帮助，并能使装配式工程精细化这一特点更容易实现，进而推动建筑产业化的发展，并促进整个建筑及施工行业发展模式的转型。