BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅工程中的應(yīng)用

1、大型居住社區(qū)浦江基地05-02地塊保障房工程來源：筑龍BIM網(wǎng) 上傳人：Christinalyc 發(fā)表時(shí)間：2013年4月12日 瀏覽：167【摘要】2012首屆“龍圖杯”全國(guó)BIM（建筑信息模型）大賽一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目：BIM技術(shù)在預(yù)制裝配式住宅工程中的應(yīng)用。一、項(xiàng)目背景1、項(xiàng)目名稱：大型居住社區(qū)浦江基地05-02地塊保障房工程2、項(xiàng)目類型：居住建筑 3、項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位：上海城建（集團(tuán)）公司 上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院有限公司上海城建（集團(tuán)）公司（以下簡(jiǎn)稱上海城建）成立于1996年，是由原上海市政局所屬的建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工等企業(yè)合制組建而成。經(jīng)過16年的改革與發(fā)展，上海城建形成了以基礎(chǔ)設(shè)施

2、設(shè)計(jì)施工總承包為龍頭、以基礎(chǔ)設(shè)施投資和房地產(chǎn)開發(fā)經(jīng)營(yíng)為依托的三大核心業(yè)務(wù)板塊。上海城建先后承建了一批知名度高、影響力廣泛的大型工程，成為上海市乃至長(zhǎng)江角地區(qū)知名的建筑企業(yè)。在中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)中，上海城建已連續(xù)7年名列市政企業(yè)前茅，在中國(guó)承包商60強(qiáng)中列第13位。上海城建注重科技創(chuàng)新，擁有較為完善的科技創(chuàng)新體系，在科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)方面擁有3家國(guó)家級(jí)企業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)，8家市級(jí)企業(yè)技術(shù)中心，2家市級(jí)工程中心，7家高新技術(shù)企業(yè)，3家院士研究室，2家博士后工作站。年均科技投入占主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的3%以上。至2011年年底上海城建擁有授權(quán)專利350項(xiàng)，其中發(fā)明專利140項(xiàng)。近五年獲得國(guó)家、部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)54項(xiàng)，獲

3、得國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)、魯班獎(jiǎng)、詹天佑大獎(jiǎng)等50余項(xiàng)。依靠多年從事大型市政工程建設(shè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，上海城建在越江隧道、道路橋梁、房地產(chǎn)投資與建設(shè)等領(lǐng)域擁有一批國(guó)際先進(jìn)的核心技術(shù)。上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院有限公司于1979年成立，隸屬于上海城建（集團(tuán)）公司，是國(guó)家建筑行業(yè)中甲級(jí)設(shè)計(jì)單位。具有建筑行業(yè)甲級(jí)、工程總承包甲級(jí)，工程咨詢甲級(jí)以及市政行業(yè)（軌道交通工程）甲級(jí)資質(zhì)。同時(shí)，上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院有限公司是上海市第一批全面質(zhì)量管理達(dá)標(biāo)單位，并通過ISO9001:2008版質(zhì)量體系認(rèn)證。4、相關(guān)軟件應(yīng)用：Autodesk Revit ArchitectureAutodesk Revit Structu

4、reAutodesk Revit MEPAutodesk NavisworksAutodesk InventorAutodesk 123DAutodesk CloudTEKLA StructuresDASSAULT SYSTEMES CATIADASSAULT SYSTEMES DELMIA5、BIM應(yīng)用評(píng)價(jià)與反饋：“城建集團(tuán)擁有預(yù)制裝配式建筑全生命周期的產(chǎn)業(yè)鏈，各環(huán)節(jié)信息溝通顯得尤為重要，BIM在全產(chǎn)業(yè)鏈的管理中起到了非常大的作用，提高了質(zhì)量，節(jié)約了時(shí)間。以信息化推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，是趨勢(shì)，也是挑戰(zhàn)，BIM作為信息化的重要技術(shù)，具有極大的發(fā)展空間?！鄙虾Ｊ械叵驴臻g設(shè)計(jì)研究總院 總經(jīng)理 熊誠(chéng)“

5、BIM的推廣和發(fā)展，需要開發(fā)商和業(yè)主的共同努力，甚至需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的推動(dòng)，因?yàn)锽IM的協(xié)同設(shè)計(jì)能夠極大的減少人力物力成本的投入，同時(shí)能夠?yàn)橄乱徊降墓ぷ鞔蛳聢?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，我相信BIM的未來一定能夠光芒四射?！鄙虾Ｊ械叵驴臻g設(shè)計(jì)研究總院 副總經(jīng)理 王揮“BIM在項(xiàng)目中發(fā)揮了巨大作用：在設(shè)計(jì)階段有效提高了效率，減少了出錯(cuò)率，同時(shí)也驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性。建筑業(yè)一直在期待著向制造業(yè)一樣改變其粗放型的建造管理模式，向精細(xì)化轉(zhuǎn)型，從而實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的低能耗、高效率的發(fā)展目標(biāo)，現(xiàn)在我們認(rèn)為完全可以通過在建筑全生命周期中應(yīng)用BIM技術(shù)得到實(shí)現(xiàn)?！鄙虾Ｊ械叵驴臻g設(shè)計(jì)研究總院 建筑分院院長(zhǎng) 陳解華“未來，BIM軟件是

6、大眾化的產(chǎn)品，工程師能夠在最短的時(shí)間內(nèi)以最小的投入掌握BIM技術(shù)，而且能夠很好的應(yīng)用在實(shí)際過程中。”上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院 建筑分院副院長(zhǎng) 陸眾杰“BIM技術(shù)降低了項(xiàng)目的綜合成本，項(xiàng)目初期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)即使在項(xiàng)目完成很長(zhǎng)時(shí)間之后仍然發(fā)揮作用，比如在協(xié)同設(shè)計(jì)階段，BIM不僅極大的縮短了設(shè)計(jì)周期，而且為工程師后續(xù)的工作提供了極大的便利?！鄙虾Ｊ械叵驴臻g設(shè)計(jì)研究總院 建筑信息化研究中心副主任 辛佐先二、正文：BIM在預(yù)制裝配式住宅中的應(yīng)用大型居住社區(qū)浦江基地05-02地塊保障房工程項(xiàng)目概況大型居住社區(qū)浦江基地05-02地塊保障房工程用地面積20564平方米，總建筑面積51459.82平方米(地上部分

7、44959.79平方米，地下部分6500.03平方米)。根據(jù)建設(shè)單位安排并得到政府主管部門的支持，05-02地塊采用預(yù)制裝配整體式混凝土住宅技術(shù)體系。住宅建筑全部由1418層的高層住宅組成，框剪結(jié)構(gòu)，預(yù)制率50%-70%。項(xiàng)目挑戰(zhàn)及解決方案作為一個(gè)保障房項(xiàng)目，浦江基地05-02地塊項(xiàng)目的挑戰(zhàn)包括：設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工工期緊，質(zhì)量要求高。采用預(yù)制裝配式技術(shù)，要在短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量地完成從設(shè)計(jì)到施工的全部工作，建筑信息的傳遞及協(xié)調(diào)工作尤為重要。主要挑戰(zhàn)有三方面：第一，深化設(shè)計(jì)階段，預(yù)制構(gòu)件相互間的碰撞檢查細(xì)度要精確到鋼筋級(jí)別，在短時(shí)間內(nèi)采用傳統(tǒng)的人員憑借經(jīng)驗(yàn)，觀察二維圖紙識(shí)別已不可能完成。第二，構(gòu)件生產(chǎn)階

8、段，生產(chǎn)廠家對(duì)萬余預(yù)制構(gòu)件的圖紙消化及計(jì)劃、生產(chǎn)、供貨也是一個(gè)挑戰(zhàn)。第三，施工階段的快速準(zhǔn)確的構(gòu)件定位，高質(zhì)量的安裝需要新的技術(shù)支持?；谝陨享?xiàng)目挑戰(zhàn)，上海城建集團(tuán)組建了BIM仿真研究中心，通過BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息化的項(xiàng)目管理。在深化設(shè)計(jì)階段采用了信息粒度達(dá)到鋼筋級(jí)別的碰撞檢查，建立了基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的PC構(gòu)件生產(chǎn)及施工管理系統(tǒng)，研發(fā)了RFID芯片及現(xiàn)場(chǎng)手持設(shè)備。圖1 集團(tuán)BIM應(yīng)用系統(tǒng)圖1、設(shè)計(jì)階段的BIM應(yīng)用概況大型居住社區(qū)浦江基地05-02地塊保障房工程BIM建模（如圖2所示）主要采用Revit系列三維建模軟件平臺(tái)，由不同的設(shè)計(jì)人員為該項(xiàng)目創(chuàng)建建筑、結(jié)構(gòu)、給排水三維信息化模型，建

9、模過程在Autodesk協(xié)同環(huán)境中完成，準(zhǔn)確且高效。圖2 BIM協(xié)同設(shè)計(jì) Revit 系列軟件支持建筑信息數(shù)據(jù)提取與挖掘功能，可快速準(zhǔn)確的輸出各種工程量統(tǒng)計(jì)表，為投資控制和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供便利（如圖3所示）。圖3 基于Revit 模型的數(shù)據(jù)提取與數(shù)據(jù)挖掘在2D環(huán)境下，每一張圖紙都是一個(gè)單獨(dú)的“迷你項(xiàng)目”，先從平面開始繪制，然后畫立面、剖面，再按照項(xiàng)目進(jìn)展更改所有的圖紙。永無休止地修改、再修改成為建筑師繁重冗長(zhǎng)工作的一個(gè)重要原因，占用了大量寶貴的時(shí)間和精力。而BIM技術(shù)改變了這種工作方式。在虛擬建筑中做設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程的核心是模型而不是圖紙，所有的圖紙都直接從模型中生成圖紙成為設(shè)計(jì)的副產(chǎn)品。

10、每一個(gè)視圖都是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)從不同角度的表現(xiàn)。利用虛擬建筑模型，建筑師可以根據(jù)自己的需要在任何時(shí)候生成任意視圖。平面圖、立面圖、剖面圖、3D視圖甚至大樣圖，以及材料統(tǒng)計(jì)、面積計(jì)算、造價(jià)計(jì)算等等都從建筑模型中自動(dòng)生成。事實(shí)上，只是根據(jù)需要從一個(gè)單一的存儲(chǔ)了所有信息的數(shù)據(jù)庫中提取所需的資料，所有的圖紙都是同樣的數(shù)據(jù)信息的不同表達(dá)方式，所有的報(bào)表都是對(duì)相關(guān)信息的歸類和統(tǒng)計(jì)。 運(yùn)用 BIM 技術(shù)創(chuàng)建的虛擬建筑模型中包含著豐富的非圖形數(shù)據(jù)信息，提取模型中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)入各專業(yè)分析模擬軟件中，即可進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能分析、日照分析、風(fēng)流體分析、能耗分析、消防疏散分析等，如圖4所示。圖4 基于Revit

11、 BIM模型的建筑性能分析在深化設(shè)計(jì)階段，BIM完成了PC零件庫、碰撞檢查、動(dòng)態(tài)施工仿真、深化設(shè)計(jì)自動(dòng)化；在該階段通過Revit模型導(dǎo)入到Tekla里，為深化設(shè)計(jì)階段預(yù)留、預(yù)埋打好基礎(chǔ)，并進(jìn)行鋼筋深化的設(shè)計(jì)。首先，由于構(gòu)件是在工廠事先生產(chǎn)好而后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)安裝，從而對(duì)深化設(shè)計(jì)提出了相當(dāng)高的要求，利用Revit的模型導(dǎo)入到Tekla里，把每個(gè)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行智能化的碰撞檢查后，避免了設(shè)計(jì)、構(gòu)件制作以及現(xiàn)場(chǎng)施工矛盾。其次，在深化設(shè)計(jì)階段參數(shù)化鋼筋成為難點(diǎn)，因?yàn)樵趯?duì)BIM模型構(gòu)件進(jìn)行配筋的過程中，會(huì)有大量的重復(fù)工作，無數(shù)條鋼筋無數(shù)次的碰撞檢查，如果傳統(tǒng)方式繪制及檢查將會(huì)失去BIM的意義，但是上海市地下空

12、間設(shè)計(jì)研究總院有限公司經(jīng)過對(duì)軟件的研究后，自行進(jìn)行了軟件的二次開發(fā)，完成了自動(dòng)配筋過程，大大的提高了工作效率，并且利用基于BIM的Autodesk Revit系列軟件在建筑設(shè)計(jì)階段自動(dòng)出圖，節(jié)約了人力成本和縮短了作圖周期。2、構(gòu)件生產(chǎn)階段的BIM應(yīng)用概況BIM能夠支持建筑從設(shè)計(jì)到制造的信息傳遞，將設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的BIM模型供生產(chǎn)階段提取和更新。BIM在構(gòu)件生產(chǎn)階段的顯著優(yōu)勢(shì)在于信息傳遞的準(zhǔn)確性與時(shí)效性強(qiáng)。這使得構(gòu)件生產(chǎn)的精益生產(chǎn)技術(shù)有可能得以真正實(shí)現(xiàn)。以精益建造的理論體系作指導(dǎo)，借助BIM 的信息化平臺(tái)，充分發(fā)揮BIM強(qiáng)大的技術(shù)功能支持與數(shù)據(jù)信息集中化存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，保證項(xiàng)目全生命周期準(zhǔn)確、及時(shí)、有

13、效的信息流，才能實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)的目標(biāo)。在構(gòu)件生產(chǎn)，BIM完成了模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化、生產(chǎn)計(jì)劃管理、構(gòu)件質(zhì)量控制，對(duì)改進(jìn)傳統(tǒng)構(gòu)件生產(chǎn)模式有很好的補(bǔ)充作用。通過RFID芯片將虛擬的BIM模型與現(xiàn)實(shí)中的構(gòu)件聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件生產(chǎn)的集約型管理，同時(shí)也使構(gòu)件有屬于自己的身份證，為把控構(gòu)件的全生命周期提供了重要條件。 圖5 構(gòu)件生產(chǎn)管理系統(tǒng)  圖6 使用手持機(jī)及RFID芯片進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)管理3、構(gòu)件施工吊裝階段的BIM應(yīng)用概況在設(shè)計(jì)3D-BIM模型數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)，通過將施工進(jìn)度數(shù)據(jù)與模型對(duì)象相關(guān)聯(lián)，產(chǎn)生具有時(shí)間屬性的4D模型。借助Navisworks的API,實(shí)現(xiàn)基于WEB的3D環(huán)境工程進(jìn)度管理。圖7 基于WEB的3D環(huán)境工程進(jìn)度管理采用BIM先進(jìn)質(zhì)量技術(shù)方法和管理經(jīng)驗(yàn)，可以降低信息傳遞過程中的衰減，提高施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工過程中的安全管理。利用手持平板電腦及RFID芯片，開發(fā)施工管理系統(tǒng)，可指導(dǎo)施工人員吊裝定位，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件參數(shù)屬性查詢，施工質(zhì)量指標(biāo)提示等，將竣工信息上傳到數(shù)據(jù)庫，做到施工質(zhì)量記錄可追溯。4、BIM技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新點(diǎn)（1）組織結(jié)構(gòu)創(chuàng)新大型居住社區(qū)浦江基地05-02地塊保障房工程有一個(gè)明顯特點(diǎn)，即項(xiàng)目全生命周期均在城建集團(tuán)內(nèi)部單位實(shí)施，基于集團(tuán)全產(chǎn)業(yè)鏈的平臺(tái)，便于應(yīng)用BIM技術(shù)優(yōu)化項(xiàng)目實(shí)施過程。集團(tuán)子公司上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院承擔(dān)了項(xiàng)