BIM在預(yù)制裝配式住宅中的應(yīng)用

上海城建（集團(tuán)）公司是經(jīng)上海市委、市政府批準(zhǔn)成立于1996年，是集工程投資、設(shè)計(jì)、施工及裝備制造為一體的綜合性大型企業(yè)集團(tuán)，已經(jīng)連續(xù)十年榮列中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)市政企業(yè)第一位，進(jìn)入ENR中國(guó)承包商和工程設(shè)計(jì)企業(yè)“雙60強(qiáng)”及國(guó)際承包商225強(qiáng)。上海城建（集團(tuán)）公司的三大主營(yíng)業(yè)務(wù)，包括設(shè)計(jì)施工總承包及運(yùn)營(yíng)管理、基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)均在業(yè)內(nèi)具備強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院有限公司
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。

案例：
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

相關(guān)軟件及解決方案：
Autodesk Revit Architecture
Autodesk Revit Structure
Autodesk Revit MEP
Autodesk Navisworks
Autodesk Inventor Publisher
Autodesk 123D

客戶證言：
上海城建集團(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。

——上海城建（集團(tuán)）公司副總工程師  葉國(guó)強(qiáng)

歐特克產(chǎn)品平臺(tái)兼容性好，技術(shù)領(lǐng)先， 部署相對(duì)容易，能在較短時(shí)間完成人員培訓(xùn)工作，形成生產(chǎn)力。其軟件的價(jià)格優(yōu)勢(shì)也較為明顯，節(jié)約了企業(yè)BIM應(yīng)用成本。

——上海城建（集團(tuán)）公司科技部主任 林家祥

從Autodesk Revit的設(shè)計(jì)到Autodesk Navisworks的4D施工仿真，信息傳遞快捷通暢，體現(xiàn)了BIM的價(jià)值。歐特克BIM平臺(tái)擁有廣泛的兼容性及開放的API，上海城建集團(tuán)預(yù)制裝配式住宅的全生命周期管理系統(tǒng)借助歐特克BIM平臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目基于WEB的建筑全生命周期實(shí)時(shí)管理。

——上海城建（集團(tuán)）公司建設(shè)管理部總工程師 熊誠(chéng)

案例正文：

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14~18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)階段，生產(chǎn)廠家對(duì)萬(wàn)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。

基于以上項(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

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建模主要采用Autodesk 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，建模過程在Autodesk協(xié)同環(huán)境中完成，準(zhǔn)確且高效。

圖2  Autodesk協(xié)同設(shè)計(jì)

Autodesk 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。

圖3基于Autodesk 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(wú)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。每一個(gè)視圖都是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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。

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)、有效的信息流，才能實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)的目標(biāo)。

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(lái)，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件生產(chǎn)的集約型管理。

圖4 構(gòu)件生產(chǎn)管理系統(tǒng)

圖5 使用手持機(jī)及RFID芯片進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)管理

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(kù)的基礎(chǔ)上，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Autodesk Navisworks的API，實(shí)現(xiàn)基于WEB的3D環(huán)境工程進(jìn)度管理。

圖6 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(kù)，做到施工質(zhì)量記錄可追溯。

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)目全生命周期均在上海城建集團(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)目全過程的BIM總體協(xié)調(diào)任務(wù)，為此上海城建（集團(tuán)）公司組建了以上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院設(shè)計(jì)人員為核心的17人BIM團(tuán)隊(duì)，保證了項(xiàng)目的整個(gè)生命周期的運(yùn)行。

（2）技術(shù)創(chuàng)新
BIM技術(shù)應(yīng)用該項(xiàng)目設(shè)計(jì)到施工的各個(gè)階段，除應(yīng)用BIM軟件進(jìn)行建筑信息管理之外，還拓展應(yīng)用了大量其他領(lǐng)域的技術(shù)，包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、三維激光掃描、云計(jì)算、移動(dòng)設(shè)備、三維打印等，整合大量技術(shù)將BIM技術(shù)帶到施工現(xiàn)場(chǎng)，是本項(xiàng)目的一項(xiàng)重要實(shí)踐與創(chuàng)新。

來(lái)源：歐特克

下載