建筑设计 bim,BIM建筑|BIM技术—建筑设计行业指尖上的设计革命

大数据、BIM、协同、绿色建筑软件等新技术在催生着又一次建筑行业信息技术的进步,掀起一场新的指尖上的革命。如今,BIM技术已经被实践证明正在成为信息化的核心技术,它将带来建筑设计行业的思维模式及习惯方法的深刻变化,影响到建筑设计、建造和运营的全生命周期。技术提升—迎接绿色建筑的设计时代

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当前,中国的建筑设计行业正处于一个迅猛发展和深刻变革的时期。节能建筑、绿色建筑、低碳城市的理念逐步深入人心,智慧城市已日益成为各地经济结构转型的主打牌。所有这些都给行业带来了巨大发展空间。与此同时,围绕BIM、协同设计和绿色建筑等新技术也正在促进着传统建筑业的改造和升级。

值此建筑设计信息化发展的十年之际,便深刻地展示出了各种信息技术对于建筑设计的深远影响。正如中国建筑科学研究院副院长许杰峰所说:“今天,在实现中国梦的征途中,城市化进程的加快,国民经济的可持续发展等都向我们建筑业提出了新的挑战和机遇。大数据、BIM、协同、绿色建筑软件等新技术在催生着又一次建筑行业信息技术的进步,掀起一场新的指尖上的革命。”

BIM技术—带动设计思维模式的改变

如今,BIM技术已经被实践证明正在成为信息化的核心技术,它将带来建筑设计行业的思维模式及习惯方法的深刻变化,影响到建筑设计、建造和运营的全生命周期。同时,随着高层、大型建筑的发展,建筑结构的设计也面临着新的挑战。对此,中国建筑学会建筑结构分会计算机应用专业委员会主任委员、建研科技股份有限公司设计软件事业部主任杨志勇指出:“BIM这个词现在用得比较宽泛,大家把很多概念都往里面放建筑设计 bim,BIM建筑|BIM技术—建筑设计行业指尖上的设计革命,一说BIM,好像又说得清,又说不清。最早BIM强调的是从二维到三维的模型建模,或者说展示,以及体现一些价值。现在大家(BIM工程师)逐渐认识到,还有一(BIM设计)个很重要的方面,就是建筑信息的流动,这个也是更深层次的,不光是要建一个模型,还要做深入的数据挖掘,然后通过数据和信息的流动以后产生附加价值。此外,就是建筑信息的管理,这个可能就更宽泛了,从设计行业理解就是协同设计。”

而针对大型高层建筑所面临的一系列挑战,深圳大学土木工程学院研究员、深圳大学建筑设计院总工程师傅学怡和北京建筑设计研究院有限公司结构总工程师齐五辉,在第十七届全国工程建设计算机应用大会上所做的高层超高层建筑结构新方法和结构设计中几个问题的探讨报告也很好地诠释了新技术在分析流程、可行性分析等方面的经验和创新,并深入探讨了在复杂地形、地震作用、现代城市等环境下的结构设计。

在这里,“中国尊”这个项目算是成功运用BIM的一次尝试,杨志勇对记者说:“BIM在建筑全生命周期的每一个阶段都能发挥出非常重要的作用。在规划、设计、施工、运维这四大阶段里面,设计与施工之间就有一道鸿沟。即使仅仅局限在设计范围内,三维的数据流动和基于这样的数据流动的三维结合,BIM都是能做到的。‘中国尊’很典型,不仅要改变设计的思维,业主的推动更为重要。”

协同设计—驱动设计的必然动力

协同设计是技术发展和工程建设的必然趋势。一个完整的设计,是由各个专业密切配合完成的,计算机支持的协同设计,是在信息化和数字化时代建筑设计和管理的信息化实现。上海现代建筑设计集团有限公司信息中心总工程师王国俭也在信息化新技术的视野下,对协同设计发展历程和趋势进行了积极的探索。

中国土木工程学会计算机应用分会理事长金新阳曾经谈到,中国建筑行业的信息化建设正处于一个新的历史转折点,要坚持不懈地推动学术资源向自主创新、为生产一线服务倾斜。现代集团在BIM方面的尝试,正在践(BIM建筑)行着用先进的技术为设计一线服务的宗旨。

“对于现代集团来说,从明年开始,所有的审图必须在平台上进行递交,有了这样一个基础建筑设计 bim,然后再在这个基础上部署BIM搭建模型的数据管理与工具的集成应用等,通过网络平台去做协同,在这个平台上建立的协同设计,才是BIM技术真正落地的一种做法。”王国俭坦言。

技术提升—迎接绿色建筑的设计时代

目前考证书的正规网站,我国绿色建筑已进入规模化发展的时代,绿色建筑也已经成为业界关注的焦点。中国建筑科学研究院副院长林海燕也强调:“绿色建筑的根本目的是要在整个生命期保护环境,提供非常好的选择。”以前,国家有很多建筑的系统都不是在一个理想状态下运行的,都没有发挥系统本身应该发挥的作用,很大一个原因就是以前的自动化手段都很弱,而现在的信息化技术则提供了很强的技术支持,特别是BIM技术。“从设计人员怎么设计开始,整个过程都可以看得很清楚,我觉得这个对信息技术,对达到绿色建筑的目的来说,都是非常好的。当然这条路还需要BIM技术本身的不断完善。也许BIM技术一开始的关注点不会在绿色建筑上,但是我想绿色建筑肯定在BIM技术的发展过程当中,不断地接受着挑战。”。

诚然,绿色建筑的一个基本理念就是节约资源、保护环境和可持续发展。现在大部分的绿色建筑,从设计的角度来讲,可能会提供一定的BIM设计的数据,但实际上建筑是在建成之后的运营时间里发挥意义的。林海燕最后告诉记者:“只有当大量的建筑都参与到这个绿色建筑和生态建筑的行为当中,才会在社会学的意义上发挥出实际的意义,而且还需要在技术领域不断提升,才能迎来真正的绿色建筑的设计时代。”

bim 管线综合,装配式|西南地区首个装配整体式框架结构的装配式建筑实践——新兴工业园服务中心

作者单位:中建科技成都有限公司

1、项目介绍

新兴工业园服务中心项目由成都天投科技投资有限公司投资建设,由中国建筑股份有限公司牵头、中建科技成都有限公司实施承接。

本项目为西南地区首个高层装配式框架核心筒结构体系建筑、西南地区首个装配式公共建筑、首个采用EPC模式的装配式建筑项目、首个全过程采用BIM技术的装配式建筑项目。

新兴工业园服务中心总建筑面积约9万平米,其中酒店和公寓采用了装配式结构体系。酒店建筑高度77.6米,从±0.000开始装配bim 管线综合,除核心筒外所有结构构件均为工厂化预制,主要预制构件包括:预制柱、预制梁、预制叠合板、预制楼梯和预制清水混凝土外挂板,建筑内部采用一体化内装的装配式轻质内墙板,整体预制装配率达56%。

公寓采用框架结构,公寓地上建筑面积.07平米,地下1层、地上11层,高度42.90米,部分构件采用预制装配式,构件总类包括叠合板、预制楼梯,预制装配率20%。

集中商业采用框架结构,地下2层、地上5层,地上建筑面积6609.1平米;公交场站1层,高度6米,建筑面积1815.3平米。

本项目所有预制构件均为中建科技成都有限公司构件厂生产。目前项目酒店已施工至10层结构,公寓施工至8层结构,商业结构封顶。

新兴工业园服务中心项目自开工以来,备受社会各界关注,住建部、北京市住建委、四川省“一带一路”促进会、四川省建设厅、四川省土木建筑学会、成都市委、绵阳市住建局、成都市质监站、中建系统各工程局、天投集团等单位领导相继到项目调研、观摩,并对项目取得的成果予以高度肯定,项目并成功举办“中国建筑2016年度质量联席会现场观摩会”、“2017年度成都天府新区装配式建筑观摩会”等重大观摩会。

2、项目前期工作准备

(1)技术准备

1)图纸深化设计

项目施工图设计由中国建筑西南设计研究院完成,深化设计由中建科技成都有限公司完成,深化设计内容主要包括以下几方面:

2)BIM技术应用

中建科技成都有限公司深化设计团队,应用BIM技术对建筑、结构、机电等各类型预制构件族库进行建模;根据本项目的特点,结合生产、施工、安装等各方面条件,通过BIM手段集成到项目深化设计过程中,使深化设计成果能够满足相关要求,同时又方便工厂生产和现场施工,避免由于前后脱节造成的设计失误。

1-1号楼管线综合 1-1号楼模型

深化设计部利用BIM模型对预制构件进行深化设计,目前,预制构件深化设计已全部完成。

3)方案准备

吊装前,根据项目的构件的特点、项目周边道路情况,编写了《构件需求计划》、《PC构件模板及制作加工方案》、《PC构件运输方案》、《塔吊安装施工方案》、《爬架施工方案》、《铝模施工方案》以及《PC工业化吊装施工方案》等方案,并由公司领导审核、审批;其中,针对吊装的设计优化、施工部署、工序穿插安排等对《PC工业化吊装施工方案》、《爬架施工方案》进行了专家论证。

组织专家论证方案

(2)生产准备

根据项目的构件生产计划,组织构件生产所需的人、材、机等资源:1)人:管理人员15人、钢筋工13人、模具工10、混凝土工7人;2)材料:钢筋、模具、砂、石、水泥,灌浆套筒,生产前,对所有材料进行进场验收装配式结构并报验,检验合格后方才投入生产使用;3)机:检查并调试工厂生产设备。

(3)PC吊装准备

1)灌浆料、仪器准备

2)定位钢板、吊具准备

定位钢板:用于固定柱筋位置考证书的正规网站,防止钢筋偏位

吊具:用于吊装过程使用的工具

(4)样板先行

吊装前,项目进行了样板吊装及灌浆,并在吊装成功及灌浆成功后进行了总结,做好前期准备。

(5)场地布置

1)机械选型:根据最重预制构件重量及其位置进行塔吊选型,其中酒店选用2台塔吊,公寓选用3台塔吊;

2)堆场布置:场地周边设置固定吊装点,吊装前期肥槽回填之前除预制柱以外构件均在运输车上进行吊装,预制构件均暂存于构件厂堆场内,肥槽回填后再在吊现场设置构件堆场,分类码放;

3)道路布置:构件运输车重60余吨,道路采用钢板路面,道路宽度6米,转弯半径大于22米。

3、PC吊装施工流程

(1)转换层钢筋定位

(2)预制柱吊装流程

(3)预制柱底灌浆施工

(4)预制叠合梁吊装流程

(5)预制叠合板吊装

4、施工过程中安全、质量管理

(1)安全文明管理

一是对现场的重大危险源特别是构件的吊装全过程进行监控、对现场的高峰作业进行安全旁站,并建立健全相关安全管理台账。

二加强施工现场管理和检查整治力度,每周四EPC总包部项目经理带队、各单位生产或安全负责人参加,对现场进行安全专项检查,将发现的安全问题形成记录单下发相关单位并要求进行整改、复查;同时持续加强对现场的安全巡查力度。

(2)质量管理

在质量管控上,主要采取质量追踪制度,加强质量责任的落实和质量问题的可追溯性:项目完善了施工现场的质量控制体系,建立质量验收标准,每天加强对现场的质量巡查,对发现的质量问题,立即下发整改通知单;每周一进行质量专项检查,同时持续加强对现场的质量巡查,确保工程质量始终处于可控状态。项目健全了从构件生产、运输及吊装过程的验收流程,严格把控每一个环节,确保项目保质保量完成生产目标。

由于项目是西南地区首个装配式整体式框架结构的建筑项目,在国内亦无可借鉴经验,因此项目备受社会各界的关注;成都市建委、天府新区质安站多次到项目检查,就装配式施工过程中遇到的问题,共同探讨解决办法、总结经验,确保了项目顺利的推进。

5、项目亮点

(1)EPC总承包管理

新兴工业园服务中心项目采用了“设计标准化、生产工厂化、现场装配化、主体装饰机电一体化、全过程管理信息化”五化一体的EPC工程总承包管理的模式,能够协调装配式建筑全产业链,有利于提高装配式建筑管理效率、有利于工程建造系统化、有利于工程建造精益化、有利于工程建造成本最低化、有利于技术创新集成化等。

(2)建筑工业化设计

项目为西部地区首个装配式高层框架核心筒结构体系酒店,设计采用装配式框架核心筒结构体系,除核心筒外所有结构构件均为工厂化预制。通过高标准设计控制,目标达到工业化建筑评价标准AA 级。

建筑外立面采用模数化单元式外挂板设计,外挂板总数694块,种类29,最大程度减少模块数量,降低建设成本。

(3)建筑、结构、机电、装修一体化

在项目设计阶段,协同建筑、结构、机电、装修的各专业模数尺寸,避免多专业由于尺寸碰撞导致的二次返工,影响质量;协同建筑、结构、机电、装修的各专业性能要求,保证建筑功能、结构体系、机电布置、装修效果相匹配;协同建筑、结构、机电、装修的各专业接口标准,统筹精准预留预埋bim 管线综合,装配式|西南地区首个装配整体式框架结构的装配式建筑实践——新兴工业园服务中心,保证安装的精准、正确。实现一体化设计。

(4)全装配式围护体系设计技术

装配式框架结构外围护系统与主体结构体系的高效连接设计,形成高适应性、无渗漏、全装配的高性能建筑围护系统设计技术。

中间楼层外挂板节点

外挂板屋面节点

5)BIM全过程应用

6、项目前期典型问题及解决方法

问题1: 前期施工进度较计划,有所滞后。

改进措施:由于新工艺,装配预制部分与现浇部分的衔接部分较复杂,各工序之间穿插作业配合不够紧密(特别是架体搭设、梁柱核心区及板带部分的模板安装),导致劳动力不稳定,从而影响整体进度;现优化各项施工工艺(例如:支撑架体系、改用铝模施工)以确保各工序之间的穿插作业紧密配合、避免各工序之间的间隔时间过长,进而缩短施工周期;

问题2:构件供应不及时、出现质量缺陷等问题。

改进措施:随时跟进工厂生产情况,同时跟进工厂对PC构件的堆场,做好相关记录,将现场的构件吊装顺序进行编号、确定每个吊装的准确时间后,提前联系工厂需进场构件的编号及进场时间,争取达到构件到场直接吊装,缩短吊装时间;规范构件进场的验收流程,寻找构件发生质量缺陷的原因、杜绝有质量缺陷的构件进场。

7、结束语

装配式建筑的建造模式将现场农民工转变为产业工人,改善工人工作环境和条件,提高劳动生产率;住宅产业化的成熟模式必将大量减少现场劳动力,将劳动密集型企业转变为技术密集型企业,并有效地提高建筑工程的技术含量,将粗放型管理转变为集约型管理。提高预制率是住宅产业化追求的目标,住宅产业化的发展可以降低材料、劳动力消耗,提高住宅综合品质,同时达到节能减排的效果。

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