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BIM在预制装配式住宅中的应用

来源: BIM中国网

上海城建(集团)公司是经上海市委、市政府批准成立于1996年,是集工程投资、设计、施工及装备制造为一体的综合性大型企业集团,已经连续十年荣列中国500强企业市政企业第一位,进入ENR中国承包商和工程设计企业“双60强”及国际承包商225强。上海城建(集团)公司的三大主营业务,包括设计施工总承包及运营管理、基础设施投资建设、房地产开发均在业内具备强大的竞争力。

上海市地下空间设计研究总院有限公司
上海市地下空间设计研究总院有限公司于1979年成立,隶属于上海城建(集团)公司,是国家建筑行业中甲级设计单位,具有建筑行业甲级、工程总承包甲级,工程咨询甲级以及市政行业(轨道交通工程)甲级资质。同时,上海市地下空间设计研究总院有限公司是上海市第一批全面质量管理达标单位,并通过ISO9001:2008版质量体系认证。

案例:
BIM在预制装配式住宅中的应用——大型居住社区浦江基地05-02地块保障房工程

相关软件及解决方案:
Autodesk Revit Architecture
Autodesk Revit Structure
Autodesk Revit MEP
Autodesk Navisworks
Autodesk Inventor Publisher
Autodesk 123D

客户证言:
上海城建集团拥有预制装配式建筑全生命周期的产业链,各环节信息沟通显得尤为重要,BIM在全产业链的管理中起到了非常大的作用,提高了质量,节约了时间。以信息化推动建筑产业化发展,是趋势也是挑战,BIM作为信息化的重要技术,具有极大的发展空间。

——上海城建(集团)公司副总工程师  叶国强

欧特克产品平台兼容性好,技术领先, 部署相对容易,能在较短时间完成人员培训工作,形成生产力。其软件的价格优势也较为明显,节约了企业BIM应用成本。

——上海城建(集团)公司科技部主任 林家祥

从Autodesk Revit的设计到Autodesk Navisworks的4D施工仿真,信息传递快捷通畅,体现了BIM的价值。欧特克BIM平台拥有广泛的兼容性及开放的API,上海城建集团预制装配式住宅的全生命周期管理系统借助欧特克BIM平台,初步实现了项目基于WEB的建筑全生命周期实时管理。

——上海城建(集团)公司建设管理部总工程师 熊诚

案例正文:

BIM在预制装配式住宅中的应用——大型居住社区浦江基地05-02地块保障房工程

项目概况
大型居住社区浦江基地05-02地块保障房工程用地面积20564平方米,总建筑面积51459.82平方米(地上部分44959.79平方米,地下部分6500.03平方米)。根据建设单位安排并得到政府主管部门的支持,05-02地块采用预制装配整体式混凝土住宅技术体系。住宅建筑全部由14~18层的高层住宅组成,框剪结构,预制率50%-70%。

项目挑战及解决方案
作为一个保障房项目,浦江基地05-02地块项目的挑战包括:设计、生产、施工工期紧、质量要求高。采用预制装配式技术,要在短时间内高质量地完成从设计到施工的全部工作,建筑信息的传递及协调工作尤为重要。主要挑战有三方面:第一,深化设计阶段,预制构件相互间的碰撞检查细度要精确到钢筋级别,在短时间内采用传统的人员凭借经验,观察二维图纸识别已不可能完成。第二,构件生产阶段,生产厂家对万余预制构件的图纸消化及计划、生产、供货也是一个挑战。第三,施工阶段的快速准确的构件定位,高质量的安装需要新的技术支持。

基于以上项目挑战,上海城建集团组建了BIM仿真研究中心,通过BIM技术,实现了信息化的项目管理。在深化设计阶段采用了信息粒度达到钢筋级别的碰撞检查,建立了基于BIM及物联网技术的PC构件生产及施工管理系统,研发了RFID芯片及现场手持设备。

图1 集团BIM应用系统图

图1 集团BIM应用系统图

设计阶段的BIM应用概况
大型居住社区浦江基地05-02地块保障房工程BIM建模主要采用Autodesk Revit系列三维建模软件平台,由不同的设计人员为该项目创建建筑、结构、给排水三维信息化模型,建模过程在Autodesk协同环境中完成,准确且高效。

图2  Autodesk协同设计

图2  Autodesk协同设计

Autodesk Revit系列软件支持建筑信息数据提取与挖掘功能,可快速准确的输出各种工程量统计表,为投资控制和设计优化提供便利。

图3基于Autodesk Revit 模型的数据提取与数据挖掘

图3基于Autodesk Revit 模型的数据提取与数据挖掘

在2D环境下,每一张图纸都是一个单独的“迷你项目”,先从平面开始绘制,然后画立面、剖面,再按照项目进展更改所有的图纸。永无休止地修改、再修改成为建筑师繁重冗长工作的一个重要原因,占用了大量宝贵的时间和精力。而BIM技术改变了这种工作方式。在虚拟建筑中做设计,设计过程的核心是模型而不是图纸,所有的图纸都直接从模型中生成,图纸成为设计的副产品。每一个视图都是同一个数据库中的数据从不同角度的表现。利用虚拟建筑模型,建筑师可以根据自己的需要在任何时候生成任意视图。平面图、立面图、剖面图、3D视图甚至大样图,以及材料统计、面积计算、造价计算等等都从建筑模型中自动生成。事实上,只是根据需要从一个单一的存储了所有信息的数据库中提取所需的资料,所有的图纸都是同样的数据信息的不同表达方式,所有的报表都是对相关信息的归类和统计。

运用 BIM 技术创建的虚拟建筑模型中包含着丰富的非图形数据信息,提取模型中的数据,导入各专业分析模拟软件中,即可进行结构性能分析、日照分析、风流体分析、能耗分析、消防疏散分析等。

构件生产阶段的BIM应用概况
BIM能够支持建筑从设计到制造的信息传递,将设计阶段产生的BIM模型供生产阶段提取和更新。BIM在构件生产阶段的显著优势在于信息传递的准确性与时效性强,这使得构件生产的精益生产技术有可能得以真正实现。以精益建造的理论体系作指导,借助BIM的信息化平台,充分发挥BIM强大的技术功能支持与数据信息集中化存储的优势,保证项目全生命周期准确、及时、有效的信息流,才能实现精益生产的目标。

通过RFID芯片将虚拟的BIM模型与现实中的构件联系起来,实现了构件生产的集约型管理。

图4 构件生产管理系统

图4 构件生产管理系统

图5 使用手持机及RFID芯片进行构件生产管理

图5 使用手持机及RFID芯片进行构件生产管理

构件施工吊装阶段的BIM应用概况
在设计3D-BIM模型数据库的基础上,通过将施工进度数据与模型对象相关联,产生具有时间属性的4D模型。借助Autodesk Navisworks的API,实现基于WEB的3D环境工程进度管理。

图6 基于WEB的3D环境工程进度管理

图6 基于WEB的3D环境工程进度管理

采用BIM先进质量技术方法和管理经验,可以降低信息传递过程中的衰减,提高施工质量,加强施工过程中的安全管理。利用手持平板电脑及RFID芯片,开发施工管理系统,可指导施工人员吊装定位,实现构件参数属性查询,施工质量指标提示等,将竣工信息上传到数据库,做到施工质量记录可追溯。

BIM技术应用创新点
(1)组织结构创新
大型居住社区浦江基地05-02地块保障房工程有一个明显特点,即项目全生命周期均在上海城建集团内部单位实施,基于集团全产业链的平台,便于应用BIM技术优化项目实施过程。集团子公司上海市地下空间设计研究总院承担了项目全过程的BIM总体协调任务,为此上海城建(集团)公司组建了以上海市地下空间设计研究总院设计人员为核心的17人BIM团队,保证了项目的整个生命周期的运行。

(2)技术创新
BIM技术应用该项目设计到施工的各个阶段,除应用BIM软件进行建筑信息管理之外,还拓展应用了大量其他领域的技术,包括虚拟现实技术、数据分析与数据挖掘技术、物联网、三维激光扫描、云计算、移动设备、三维打印等,整合大量技术将BIM技术带到施工现场,是本项目的一项重要实践与创新。

来源:欧特克


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