BIM技术在预制装配式建筑中的应用

一、住宅产业化推动建筑业可持续展二、绿色、可持续PC理念三、BIM技术住宅产业化中的应用四、住宅产业化发展展望一、住宅产业化推动建筑业可持续发展1、前言中国每年竣工的城乡建筑总面积约20亿m2，其中城镇住宅超过6亿m2，是当今世界最大的建筑市场。与世界发达国家相比，我国住宅建筑存在能源及材料消耗大，施工质量差，建造时间长，环境污染重，工业化程度低等问题，迫切需要采取住宅产业化的手段来提高住宅建设的质量和效益。因此，研发符合住宅产业化要求，建造质量好，节能环保，省工省时的新型预制装配式建筑，已经成为我国推进建筑工业化发展的重要任务。一、住宅产业化推动建筑业可持续发展2、国内住宅建设面临的问题建设规模大，建造效率低2011年全国住宅竣工720余万套，并保持逐年增长的趋势。十二五期间国家计划建设3600万套保障性住房，建设规模创历年之最。我国每年建设工人人均竣工住宅面积仅30多平米，这与持续地推动住宅产业化的发达国家相比，相去甚远，日本人均竣工面积高达110-120平米，施工效率远超我国。一、住宅产业化推动建筑业可持续发展2、国内住宅建设面临的问题人工成本持续上升目前我国典型地区普工（杂工）的工资标准约为每工日100-120元，普通技术工人的工资标准约为每工日150-180元，一些专业技术工人日工资高达

300-400元，一些经济发达地区，一名技术工人月收入可以上万元，建筑工人相关成本呈不断上升之势。许多年轻农民工宁愿进入收入较少的行业，也不愿从事建筑行业。劳动力成本上涨，劳动力短缺，已成为建筑行业必须面对的趋势。工程质量问题层出不穷我国每年近千万套、近十亿平方米的住宅，由没有经过专业培训、缺乏职业

技能的农民工进行手工作业，这种施工生产方式正是“滴、漏、跑、冒、渗”等住宅质量通病的重要原因之一，进而导致了住宅性能不高、资源浪费严重。住宅产业化为住宅建设带来的质量稳定、品质提升、速度提高、节能减排、人工减少、环境改善，污染减少等优点为中国建筑业指明了一条可持续发展的道路。一、住宅产业化推动建筑业可持续发展3、国外住宅产业化大规模发展的原因住宅建设量大，供给不足大批量建设住宅是国外早期发展住宅工业化的主要需求之一。尤其在二战后各国为了缓解大量住宅不足而进行的公共性质的住宅建设时期。2)人工成本问题欧美及日本等发展国家，劳动力短缺，人工昂贵，为降低高昂的劳动力成本，提高建筑过程的机械化和自动化水平，从而推动了住宅产业化的发展3)提升住宅质量的需求西方发达国家针对传统建筑建设质量参差不齐、难以管制，提出了住宅产业化相关构件部品和结构体系的成套技术质量体系，以提高建筑质量4)绿色、环保和可持续发展的趋势产业化建造方式能显著节约能源、水源、材料和垃圾排放。住宅产业化直接带来了水、木材、煤炭等资源消耗的减少，仅能耗一项就比传统施工方式降低20%至30%一、住宅产业化推动建筑业可持续发展4、预制装配式建筑促进产业升级一是可有效促进节能减排三是可带动相关产业发展二是可全面提升建筑品质四是可推动建筑产业升级传统建筑施工现场预制装配式建筑施工现场一、住宅产业化推动建筑业可持续发展二、绿色、可持续PC理念(1)绿色设计：模块化户型设计理念、3D模型节能分析和优化技术结构抗震防水、隔音等专项设计基于3D模型的住宅节能分析和优化标准化模块化

设计理念二、绿色、可持续PC理念(2)绿色制造：高质量构件工厂流水化制造，劳动生产率提高200%二、绿色、可持续PC理念(3)绿色材料：预制夹心保温墙板无毒、防火与建筑物同寿命保温材料封闭在预制墙体内部，可采用A级到B1级保温材料，真正做到保温材料与结构同寿命二、绿色、可持续PC理念按混凝土中再生骨料替代率50—70%计算，仅2012年—2013年便可：★减少建筑垃圾堆放耕地457.6亩★节约天然石材62.7万方★降低碳排放量1956.24吨★节约生产成本5225万元世博会场馆沪上生态家示范应用再生混凝土骨料(3)绿色材料：再生混凝土节约资源、降低能耗2011年再生混凝土产量达到70万方2012年再生混凝土产量90万方2013年将接近120万方再生混凝土加载试验二、绿色、可持续PC理念(4)绿色施工：将传统建筑工地转变成住宅产业工厂的“总装车间”通过绿色高效的施工管理，可以降低劳动强度、提高施工效率，做到三楼结构体吊装、一楼进行管道、设备安装和内部装修，可有效减少建设周期。采用GPS定位+智能全站仪放样技术，具有：★精度高（2mm）★工效高（1/4传统）★无累计误差（绝对值）二、绿色、可持续PC理念三、BIM技术在住宅产业化中的应用浦江基地05-02地块PC住宅项目05-02地块1、浦江基地05-02地块PC项目概况三、BIM技术在住宅产业化中的应用项目组织架构，主要由集团内部子公司组成（1）.项目组织架构城建置业城建设计院城建物资城建市政开发业主设计方案构件预制施工总承包台湾润泰深化设计及施工顾问地下设计院深化设计三、BIM技术在住宅产业化中的应用（2）.项目区位图大型居住社区闵行区浦江镇鲁汇基地三、BIM技术在住宅产业化中的应用浦江基地05-02地块PC住宅项目总平面图占地面积：2.06万平方米

建筑面积：5.24万平方米25号楼26号楼27号楼28号楼29号楼三、BIM技术在住宅产业化中的应用（3）.项目总体平面单位工程名称建筑总面积建筑层数建筑高度结构类型PC率25、26、27、28号楼10442

m218层55.5m框架剪力墙50%29号楼4133

m214层44.3m框架剪力墙70%单位工程名称柱子剪力墙梁楼板阳台外墙楼梯女儿墙预制砼量25~28号楼现浇现浇叠合叠合预制预制预制预制6920m329号楼预制现浇叠合叠合预制预制预制预制935m3浦江基地05-02地块PC住宅项目预制构件总数13868件三、BIM技术在住宅产业化中的应用（4）.项目情况简介浦江基地05-02块PC住宅项目2012年启动，2013年交房三、BIM技术在住宅产业化中的应用建筑业信息化的第二次革命2011年BIM仿真研究中心工作全面启动手绘第一次革命CAD第二次革命BIM三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造2).可视化模型可计量模型综合性模型协同性模型全生命模型计划概念设计详细设计分析文档制造建造过程4D／5D建造过程物流运营维护整修BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造1)、BIM的概念BIM是（Building

Information

Modeling)------建筑信息模型的简称建筑信息模型通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，这里的信息不仅是三维几何形状信息，还有大量的非几何形状信息，如建筑构件的材料、性能、价格、重量、位置、进度等等。1).数字化模型三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用二维CAD图纸能表达的内容BIM模型能包含的内容-长度-宽度-文字描述-三维尺寸-几何性质-材料性质-钢筋详细-预埋件-安装位置-施工时间……BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造1)、BIM的概念三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造2)、BIM的主要功能建筑图纸日照分析效果图能耗分析建筑声学分析结构分析工程算量协同施工管理水暖电设计BIM三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造3)、BIM应用在国外美国2009年统计数据，建筑业300强企业中80%都应用了BIM技术多个州的法律规定在政府投资项目必须用BIM技术英国在2011年6月正式宣布，所有的政府工程在五内年必须使用BIM日本BIM应用已经扩展到全国范围，并上升到政府推进层面2010年国土交通省宣布将在全国各级政府投资工程中推行BIM技术韩国要求2012-2015年500亿韩元以上的建筑项目全部采用4D的BIM管理2016年实现全部公共设施项目采用BIM技术新加坡新加坡建设局将在新加坡建筑行业推广建筑信息模型计划2015年有80%的业者采用BIM技术3)、BIM应用在国外BIM普及率2010年欧洲36%的行业公司2009年北美49%的行业公司BIM应用经验欧洲46%的用户1～3年，54%用户3～5年北美66%的用户1～3年，34%用户3～5年来源：麦格劳希尔公司（McGraw

Hill

Construction）20102.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造4)、BIM应用在国内香港2009年成立香港BIM协会香港房屋署要求在2014年之前实现全港保障性住房建设均采用BIM标准大陆有一定数量的工程项目在不同程度上使用了BIM技术BIM技术在世博会场馆的建设中大量应用中国第一高楼“上海中心”采用了全部的BIM设计BIM被列入“十一五”国家科技支撑计划重点项目国家建筑业信息化化“十二五”规划，BIM被列为核心内容(4)、通过发现和解决冲突，将合同价格降低10%；(5)、项目工期缩短7%，及早实现投资回报。、消除40%预算外更改；、造价估算控制在3%精确度范围内；

(3)、造价估算耗费的时间缩短80%；三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造5)、应用BIM的价值BIM是设计方法的革命借助BIM，我们设计的是三维建筑，储存的是完整的多维数据信息，主要表达方式采用的是三维图形和图像（漫游、动画、仿真与虚拟现实），二维施工图仅是表达方法的一小部分。BIM能够改变行业的生产方式和管理模式解决信息共享问题，使建筑项目信息在规划、设计、建造和运行维护全过程充分共享，无损传递，为建筑从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程。BIM可实现建筑成本节约、设计无差错、减少施工消耗BIM技术应用可有效减少能源和资源消耗。美国斯坦福大学CIFE（整合设施工程中心）根据32个项目总结了使用BIM技术的以下优势：1.设计阶段工程量统计建

设

性筑

备

能设

设

分计

计

析结构设计3.构件生产模具设计自动化生

构产

件计

质划

量管

控理

制4.物流运输厂

运区

发

输堆

货

物放

管

流管

理

管理

理6.物业管理运维管理2.深化设计动态施工仿真PC零件库碰撞检测深化设计自动化5.现场施工现场

现手

场持

施设

工备

管研

理发远程可视化现场堆放管理三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造6)、BIM应用于住宅产业化完成贯穿PC建筑全生命周期的BIM应用技术体系构建结构图水电专业图门明细表面积示意图建筑图专业间协同设计三维数据模型平面施工图导出各类数据三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造7)、BIM在PC建筑设计中的应用日照及采光分析三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造7)、BIM在PC建筑设计中的应用基于BIM的精确日照、采光、能耗分析使PC建筑更加节能1:1精确的包含埋件、钢筋的三维模型PC构件深化设计的自动化出图PC构件钢筋的碰撞检查三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造7)、BIM在PC建筑深化设计中的应用精准的深化设计使得钢筋的浪费减少到最小，并实现PC构件现场无差错安装虚拟施工指导施工组织三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造8)、BIM在PC建筑施工策划中的应用应用虚拟仿真技术，在施工前进行工序模拟，事先排除现场施工隐患。优化施工工序，实现高效管理。运动干涉检查排除现场施工隐患RFID芯片PC工程的BIM中心数据库深化设计阶段BIM数据PC构件生产阶段管理系统4D工程进度监控现场施工阶段管理系统三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造9)、BIM在PC建筑建造全过程管理中的应用（1）BIM数据从深化设计到构件生产的过渡00-01-01-CA-0001-01-10100101PC构件28位编码构件唯一编号包含多种信息主要用于手持机读取也可以人工阅读从深化设计到构件生产--RFID芯片与PC构件唯一编码三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造9)、BIM在PC建筑建造全过程管理中的应用（1）BIM数据从深化设计到构件生产的过渡PC构件生产阶段管理系统深化设计阶段BIM数据4D工程进度监控现场施工阶段管理系统PC工程的BIM中心数据库RFID芯片三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造9)、BIM在PC建筑建造全过程管理中的应用（2）

BIM应用于PC构件生产管理三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造9)、BIM在PC建筑建造全过程管理中的应用（2）

BIM应用于PC构件生产管理生产进度管理钢筋入模浇捣前检查确认构件质量管理成品检查确认PC构件生产阶段管理系统深化设计阶段BIM数据4D工程进度监控现场施工阶段管理系统PC工程的BIM中心数据库RFID芯片三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造9)、基于BIM在PC项目建设全过程管理中的应用（3）

BIM应用于施工阶段现场管理现场安装人员登录墙板安装就位构件进场检查预制柱安装就位三、绿色、可持续理念在住宅产业化中的应用BIM技术贯穿全生命周