裝配式建筑知識分享：裝配式BIM的淺析
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01裝配式建筑概念介紹
裝配式建筑的概念：由預制部品部件在工地裝配而成的建筑，稱為裝配式建筑。按預制構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，如提高砌塊強度或配置鋼筋，還可適當增加層數。2.板材建筑：由預制的大型內外墻板、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構重量，提高勞動生產率，擴大建筑的使用面積和防震能力。(我國現階段普遍采用)3.盒式建筑：從板材建筑的基礎上發展起來的一種裝配式建筑。這種建筑工廠化的程度很高，現場安裝快。工業化程度較高，但投資大，運輸不便，且需用重型吊裝設備，因此，發展受到限制。4.骨架板材建筑：由預制的骨架和板材組成。其承重結構一般有兩種形式:一種是由柱、梁組成承重框架,再擱置樓板和非承重的內外墻板的框架結構體系;另一種是柱子和樓板組成承重的板柱結構體系，內外墻板是非承重的。工業廠房采用較多。5.升板升層建筑：板柱結構體系的一種，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澆筑各層樓板和屋面板，豎立預制鋼筋混凝土柱子，以柱為導桿，用放在柱子上的油壓千斤頂把樓板和屋面板提升到設計高度，加以固定。升層建筑可以加快施工速度，比較適用于場地受限制的地方。
02BIM概念簡介
BIM是BuildingInformationModeling的簡稱(建筑信息模型)是一個從規劃、設計、施工到管理各階段統一協調的過程，是把使用標準的理念轉換成相應數據的操作軟件。有標準對BIM做出四個層面的解釋：(1) 以數位化方法表達一個設施的物理和功能特性。(2) 一個共享的知識資源。(3) 分享跟這個設施相關的信息，在設施的整個生命周期中為所有的對策提供可靠依據的過程。(4) 在建設案件的不同階段中，各參與者經由在信息模型中嵌入、提取、更新和修改信息，以支持與反應各自職責的協同作業。所有定義的文字內容都只強調一樣東西：「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，發揮不了應用的功能，都不能歸類到BIM的領域里。經由BIM技術手段所創建出來的模型，是"建筑信息模型化"這個過程的工作載體它并非只有單獨一個，在建筑生命周期的不同階段中，它可能包含下列的模型：設計模型：建筑、機構、水電風、性能模擬、環境和基礎設施施工模型：將設計模型按照施工步驟進行細分進度模型(4D)：將工程項目按時間進度跟模型中的對象聯結成本模型(5D)：將工程項目成本與時間跟模型中的對象聯結制造模型：使用三維模型替代傳統的圖面制造建筑構件運營模型：用于模擬運營管理、維修保養和中期更新。那么怎樣將BIM信息模型與裝配式結合呢?
03BIM裝配式建筑結合
1. BIM技術在裝配式建筑設計階段的應用BIM技術在裝配式建筑設計階段的應用主要包括BIM模型的建立和圖紙的繪制、建筑施工協同工作及碰撞檢查、建筑項目工程量的統計和造價管理等三大模塊。就建筑施工協同工作及碰撞檢查而言, BIM技術平臺為建筑單位、施工單位、設計單位和監理單位等多方利益主體提供了一個三維設計和模擬、信息溝通交互的科學平臺,將工程項目建造過程中涉及的土建部分、安裝部分和電氣部分等專業的設計模型在同一平臺上進行了交互合并,使備專業工作人員能就平臺模型充分溝通與交流,為各參與方的協同工作奠定了重要基礎。同時,BIM平臺中的碰撞軟件更是為各專業的碰撞檢查提供了機會,能讓各專業人員就工程項目建設過程中的各工序流程進行模擬,對施工碰撞點進行一分析和排查,大程度上解決傳統建筑模式下信息不對稱造成的各專業流程和設計方案的沖突,優化建筑工程項目的施工方案和設計方案,盡可能地減少不必要的設計變更和返工。
2.BIM技術在裝配式構件生產階段的應用BIM技術在裝配式建筑預制構配件生產階段的應用主要包括構配件的生產制作和構配件的運輸管理兩大部分。裝配式建筑是將已預制好的構配件運輸到施工現場,借助相應機械設備和安裝技術將其組裝成為完整的滿足有關使用功能的建筑物。在此過程中,構配件的精確度和安全性直接影響到建筑工程的實際質量, BIM技術平臺的應用在極大程度上提升了建筑工程構配件的生產制造水平。構配件生產商利用BIM平臺上的信息模塊，可在了解構配件預定尺寸、使用目的和材料質地等重要信息的基礎上制定更為科學適宜的構配件生產計劃,切實指導構配件的實際生產過程,并將相關生產信息反饋到BIM信息平臺,及時便捷地實現和施工單位的溝通與交流,為提升建筑構配件生產效益奠定基礎。
3. BIM技術在裝配式建筑的施工階段的應用BIM技術在裝配式建筑施工階段的應用主要包括預制構配件的現場管理、工程項目施工過程的仿真模擬和對施工質量、進度與成本等的控制三大部分。就工程項目施工過程的仿真模擬而言, 裝配式建筑在施工過程中對項目部施工技術水平、施工機械設備精度和安全防護管理水平的要求都比較高,并粗對工程項目施工各參與方配合協調能力的要求也較高,因此, BIM技術的應用,可在施工工作開展前對相應的裝配吊裝過程進行一定的施工模擬,很大程度上優化施工方案和項目施工流程,提升工程項目構配件安裝和準確性和可靠性,為建造高質量裝配式建筑奠定基礎。
4. 裝配式建筑運維階段BIM的應用價值隨著物聯網工程應用范圍的進一步拓寬 ,基于BIM技術平臺的裝配式建筑在運營維護階段取得了可喜的發展。例如,當建筑物發生災時,物業管理人員可借助BIM平臺的信息模塊觸動火災報警信號,準確定位建筑物火災發生的具體位置,及時采取相應的安全防護方案疏散人群,為保證人們的人安全和財產安全做出一定的貢獻。此外,在維修裝配式建筑構配件和設備的過程中,工作人員也可借助BIM模型快速調取相應的構配件信息,及時找到故障的具體位置,進而提升建筑物設備維修管理水平。
04裝配式工藝+BIM應用
1.工廠制作流程：
平面綁扎墻體鋼筋——平面模板——構件標養室——成品構件上架準備運走
2.裝配式板材建筑：安裝步驟：基礎采用現澆混凝土澆筑完成后——放線——墻體鋼筋校正——墻體安裝標高基點調整——預制構件進場——墻體吊裝——墻體校正——安裝墻體臨時支撐——現澆墻體鋼筋綁扎——預留線盒連線——注漿孔灌漿——后澆段墻體支模——安裝疊合板臨時支撐——安裝疊合板——安裝預制陽臺板——安裝焊接陽臺隔板——安裝空調板——現澆樓板支模——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，通過碼積木的方式工作，而BIM則可以模型化所有的構件信息，來進行組裝，就想樂高積木一樣，積木中的每一塊構件都可以得到三維具現，并且提供拼裝教程，拼裝方法。由此，BIM在裝配式中的應用是不可或缺的，能夠讓裝配式工藝更加的嚴謹，完整。
05裝配式建筑未來展望
與歐美等發達國家相比我國裝配式建筑處于初級階段，考慮國情及我國現狀，我國采用的裝配式建筑介于日本和德國等歐美國家之間，80年代推行的預制樓板因國家勞動力過剩現狀及地震檢驗，逐漸廢除樓板預制后采用現澆結構，采用現澆結構已有20多年的歷史，但是由于國民素質的提高，漸漸建筑行業老齡化逐漸提高，建筑工人出現青黃不接的情況，現在采用裝配式建筑勢在必行，但是現行我國住宅產業化發展仍處于初級階段，面臨管理體系落后，建筑體系不完善，建筑成本高和產業工人缺失等的不利局面，需要面臨的問題依舊很多，需要在實踐中不斷完善。建筑產業化是我國建筑行業的一次深刻變革，是建筑行業發展的必然趨勢之一。而裝配式的推行同時也促成BIM板塊業務的增加，形成新的裝配式BIM板塊。利用BIM技術為裝配式建筑服務。
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