中建北京住宅研究院-BIM在长阳天地产业化案例

中建集团建设发展有限公司,具有建筑行业建筑工程甲级资质、风景园林、城市规划编制乙级资质,被北京市科学技术委员会、北京市财政局等认定为高新技术企业,为北京工业大学(建规学院、建工学院)、北京建筑大学、中国矿业大学产学研合作及实践教学基地。我国经济社会发展已经进入城镇化和工业化时代,作为国民经济支柱产业的建筑业迫切需要产业现代化转型升级。建筑产业现代化是以技术集成型的规模化工厂生产取代劳动密集型的手工生产方式,以工业化制品现场装配取代现场湿作业施工模式,实现住宅部品部件生产的工厂化、施工现场的装配化的绿色建造。可以有效提高劳动生产率,减少原材料和能源的浪费,降低建筑工程成本,实现规模经济效益。不同于传统建筑方式,住宅产业化是用工业化生产方式建造住宅,被形象地比喻为“像造汽车一样造房子”——楼板、楼梯等几乎所有部件在工厂里建造,再运送到工地进行组装,工人们像搭积木一样将建筑部件一层一层搭建起来,一座新房子就建成了。像造汽车一样造房子BIM在长阳天地产业化住宅的全生命期应用中建集团建设发展有限公司BIM技术的兴起,其高效的设计模式,可视化,严格的逻辑思维模式,工程信息,都为产业化住宅在设计和施工运维。建筑面积 9万9千281平方米,位于北京市,属于全产业化住宅。其中预制构、楼板、阳台板、空调板,内外承重90% 。BIM的在产业化住宅长阳天地项目的全生命:我们从Autodesk Revit结构模型出发,利用盈建科模型和pkpm模型的互导,将结构计算信息进行有效的传递。利用软件进行钢筋参数化建模,进行碰撞检查,输出施工图纸。3. 机电设计:电器设备专业基于Autodesk Revit与其他专业进行协同设计,进行管线碰撞检查,同各专业进行实时调整。同时在Autodesk Revit MEP中通过数据驱动的系统建模和设计来优化管道桥架设计,可以最大限度地减少管道桥架系统设计中管道桥架之间、管道桥架与结构构件之间的碰撞。4. 效率对比:在结构设计中,利用软件出图相对传统CAD模式,大幅度的减少了制图的工作量,出图时间由四天缩短为两天。深化设计阶段1. 钢筋深化:深化设计阶段,预制构件间钢筋排布复杂,钢筋建模是我们遇到的最大问题。而当今市面上的BIM软件对于钢筋的支持度却不好,以Autodesk Revit为例 :首先,钢筋布置麻烦,必须在剖面中添加,而且不能将钢筋载入族中,作为嵌套族存在 ,系统钢筋在遇到洞口避让不方便,无法满足深化需求,钢筋尺寸等不符合国内相关规范图集的要求,钢筋明细表统计不能添加钢筋形状图。针对以上种种问题 我们再Autodesk Revit上进行深度二次开发,完成了智能的参数化钢筋族库,使PC模型基于参数驱动生成,同时简化了深化环节,塑造了一套高效的流水线深化模式 。图3预制混凝土外墙和PCF节点我们在Autodesk Revit中对钢筋进行重新搭建,使钢筋尺寸完全符合图集规范要求而且利用直径、保护层等关键参数将弯折角度、弯折长度等来驱动整个钢筋形状,每个钢筋都具有高度的课调性,改变弯折角度、钢筋部分弯折、整体偏移等

。图4智能参数化钢筋在模型中遇到钢筋与构建内预埋件打架,实现一键自动钢筋弯折,并且可以随意改变弯折方向。在模型中进行单根钢筋的布置也十分方便布置钢筋如同画线一样,钢筋自动识别结构层,并自动留出各个面层的保护层厚度。2. 建模流程的优化:为了进一步简化建模流程,常规钢筋都嵌套进结构墙里锁定,并关联相关参数,钢筋跟随墙身尺寸变化而变化,实现整个模型的基于参数化驱动生成。图5参数化设计界面如图,只需要在表中填写尺寸及钢筋信息,Autodesk Revit就可以自动生成相规格的墙板钢筋模型。不只是钢筋,我们还将构建中的线盒、线管、施工预埋件、施工留洞、钢筋套筒等全部参数化,使搭建模型如同搭积木般简单。  3. 精细的碰撞检查:完整模型后,我们又将碰撞检查进行更细致的划分,以确保设计精度和减少施工返修。深化流程的优化与对比:模式的深化设计与传统CAD模式相比,算量时间大大减少,同时减少了依靠人脑进行空间想象的错误。图9流程模式对比图中下半部分是一个BIM工程师深化设计的过程。我们将这种模式流水线化,一个人搭建模型,一个人做深化调整和碰撞,一个人工程量下料单制作和布置图纸与输出。流水线的好处显而易见,每一个人只专注处理某一个阶段的工作,大大提高工作效率及产量,间接地提高了BIM的普及率,基于BIM做深化设计出图不需要员工精通Autodesk Revit。比如其中一人需在Autodesk Revit上搭积木式建模或者布置图纸做标注,培训两小时便可胜任。不仅提高了生产力,也解放了生产力。生产效率提升了4倍,与此同时,因为有了碰撞检查、基于模型的工程量统计,图纸的准确性远远高出了手工深化设计出图。构件管理从预制构件生产开始,我们借助精益建造平台基于物联网和互联网将RFID技术 、BIM模型、 构件管理整合在一起实现信息化、可视化构件管理。图10构件管理流程图在精益建造平台中,我们着力对构件的全生命周期进行管理。在构件的生产阶段,我们就通过图中的手持设备将构件的信息 ,从浇筑、质检、入库、出库这几个阶段扫码录入平台信息库。例如在构件生产时,操作人员在手持设备上,将构件、规格编号等信息填好,在扫描构件中的芯片ID,通过网络上传到平台,管理人员登陆平台后,就可以在浇筑管理的界面中查看构件的各种信息。同样,在质检环节中,操作人员将检查出的问题(如构件边缘有毛刺、构件有裂缝等)通过手持设备传递到平台,供管理人员查看管理。之后构件在入库、出库等环节也遵循同样的操作模式,构件的全部生产信息就可以在平台上查看。图11手持设备界面基于此RFID技术,管理人员可以像网购一样,实时查询构件的物流状态,为构件管理、进度安排做好准备。同时 每个构件的ID还同BIM模型对应构件的全局ID绑定,把BIM中的I 即information 信息补充完善。施工过程中,操作人员将构件的 库存状态、吊装信息、安装情况、成品检验等情况录入并上传,通过平台数据查看。使施工管理人员对项目的整体进度安排有了精确地数据支持。最终,基于构件的信息,形成包含整个生命周期信息的BIM模型成为了最终的竣工模型。同样,业主方登录精益建造平台后,便可查看构建的运维状态,方便之后的运维检修。

中建北京住宅研究院-BIM在长阳天地产业化案例插图

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中建北京住宅研究院-BIM在长阳天地产业化案例插图(4)连梁钢筋节点

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