基于BIM技术的装配式建筑预制装配率控制指标全过程监管研究.pdf

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2023年9月上 53基于BIM技术的装配式建筑预制装配率控制指标全过程监管研究焦雨晗 刘微中通服咨询设计研究院有限公司 江苏 南京 210019摘 要 探明一种基于BIM技术的装配式建筑预制装配率控制指标全过程监管软件的技术路线及实施方式，实现预制装配率指标和“三板”应用指标的自动复核；在设计方案及施工图阶段，为装配式建筑预制构件设计方案提供指标参考依据，确保BIM信息在设计、生产、施工、运维全生命周期的传递与共享，为工厂化生产、装配化施工、智慧化运维奠定基础。关键词 BIM技术；装配式建筑；预制装配率Research on Whole-Process Supervision of Prefabricated Assembly Rate Control Index of Prefabricated Building Based on BIM TechnologyJiao Yu-han,Liu WeiChina Information Consulting and Designing Institute Co.,Ltd.,Nanjing 210019,Jiangsu Province,ChinaAbstract This paper explores the technical route and implementation mode of a whole-process supervision software for prefabricated assembly rate control index of prefabricated buildings based on BIM technology,and realizes the automatic review of prefabricated assembly rate index and“three plates”application index.In the stage of design scheme and construction drawing,it provides index reference for the design scheme of prefabricated components of prefabricated buildings,ensures the transmission and sharing of BIM information in the whole life cycle of design,production,construction,operation and maintenance,and lays the foundation for factory production,assembly construction,and intelligent operation and maintenance.Key words BIM technology;prefabricated buildings;prefabricated assembly rate引言随着现代建筑业的快速发展和可持续发展需求的不断增加，预制装配技术以其高效、环保和经济等优势成为了建筑行业的热点话题。然而，装配式建筑在实际应用中仍面临着一系列的挑战和问题。本论文旨在通过借鉴BIM技术的理念和方法，研究开发一种基于BIM技术的装配式建筑预制装配率控制指标全过程监管软件。1 研究背景建筑业已经成为我国经济的支柱产业，但是随之而来的节能环保、资源紧缺等问题，以及随着劳动力不足，人工成本不断攀升的趋势，迫使建筑业必须进行转型升级，国家开展开始大力扶持发展预制装配式建筑。与传统建造方式相比，预制装配式建筑可以提供高品质的建筑产品，降低建筑能耗、材耗，能够应对即将到来的人力资源成本提高现象，提高劳动生产率，降低施工过程中的环境污染，提升建造速度等，具有良好的社会效益和经济效益。2 研究目的及意义预制装配率是评判装配式建筑的重要指标之一，同时也是政府制定装配式建筑支撑政策的关键指标。现基于BIM的装配式建筑构件信息自动统计及预制装配率计算等BIM信息化功能，可避免手工计算工作的繁琐和不可避免的差错，实现算量的自动化和科学化。通过本项研究，拟探明基于BIM技术的装配式建筑预制装配率控制指标全过程监管软件的技术路线及实施方式，该软件能对接市面上主流BIM软件（Revit），与BIM模型进行数据互通，实现预制装配率指标和“三板”应用指标的自动复核；在设计的方案及施工图阶段，该软件为装配式建筑预制构件设计方案提供指标参考依据，确保BIM信息在设计、生产、施工、运维全生命周期的传递与共享，为工厂化生产、装配化施工、智慧化运维奠定基础1。科学与信息化23年9月上内文0907.indd 532023/9/8 17:33:55 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用54 科学与信息化2023年9月上3 研究方法开发基于BIM技术的装配式建筑预制装配率控制指标全过程监管软件实施，该软件能实现以下目标2：对接建设工程BIM审查管理系统，并进行数据互通，将所有的装配式项目均纳入监管；在施工图报审阶段，通过软件实现预制装配率指标和“三板”应用指标的的自动复核；实现对围护构件及装饰装修构件的智能化审查。实现装配式建筑的竣工复核认定，给装配式建筑的综合评定提供依据。4 研究内容及成果本课题以BIM建筑信息模型为平台，通过软件提取装配式建筑BIM模型中的主体结构构件和围护结构构件用量，从而自动计算装配式建筑预制率3。基于BIM技术的装配式建筑控制指标计算软件，在国家算量扣减规则要求下，针对装配式建筑 BIM模型，自动统计出预制构件的算量，包含预制混凝土叠合梁、预制混凝土柱、预制剪力墙、预制混凝土叠合楼板等。通过对Z1、Z2、Z3部分的计算，自动生成装配式建筑的预制装配率指标。4.1 计算软件整体功能介绍计算软件主要围绕预制装配率计算公式，其中预制装配率依据下列公式计算：式中：Z 预制装配率；Z1 主体结构预制构件的应用占比；Z2 装配式外围护和内隔墙构件的应用占比；Z3 装修和设备管线的应用占比；a1 主体结构的预制装配率计算权重系数，详见表1；a2 装配式外围护和内隔墙构件的预制装配率计算权重系数，详见表1。a3 装修和设备管线的预制装配率计算权重系数，详见表1。表1 预制装配率计算权重系数分项混凝土结构0.50.250.25钢结构、木结构0.40.30.3混合结构0.450.250.3软件将自动提取构件数据，生成Z值。构件需通过构件族类型名称获取，构件检索规则详见表2。表2 构件检索规则构件计算参数判断依据柱体积类型名称包含柱，获取体积承重墙体积类型名称包含剪力墙，获取体积支撑体积类型名称包含支撑，获取体积楼板水平投影面积类型名称包含楼板，获取面积楼梯水平投影面积类型名称包含楼梯阳台板水平投影面积类型名称包含阳台板，获取面积雨篷水平投影面积类型名称包含雨篷，获取面积空调板搁板水平投影面积类型名称包含空调板，获取面积梁水平投影面积获取预制混凝土梁构件梁水平投影面积获取所有的梁类构件外围护面积类型名称包含外围护，获取面积非预制外围护面积类型名称包含外墙，获取面积内隔墙面积类型名称包含内隔墙，获取面积非预制内隔墙面积类型名称包含内墙，获取面积4.2 Z1主体结构预制构件的应用平台中装配式混凝土建筑Z1项依据下列公式计算：对剪力墙结构楼盖：式中：q竖向 主体结构中预制竖向构件体积占比；q水平 主体结构中预制水平构件体积占比；V1竖向 主体结构中预制竖向构件体积之和；V竖向 主体结构中竖向构件总体积；A1板类 主体结构中预制或免模板浇筑的水平板类构件水平投影面积之和；A板类 主体结构中水平板类构件水平投影总面积；A1梁类 主体结构中预制梁类构件水平投影面积之和；A梁类 主体结构中梁类构件水平投影总面积。Z1的计算主要针对结构专业的构件，以下提到的构件，在revit中构件参数应设置为预制构件。软件将自动提取构件参数，生成Z1值。4.3 Z2装配式外围护和内隔墙构件的应用平台中装配式外围护和内隔墙构件项依据下列公式计算：科学与信息化23年9月上内文0907.indd 542023/9/8 17:33:56 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2023年9月上 55式中：A2外围护 装配式外围护构件的墙面面积之和；A外围护 非承重外围护构件的墙面面积之和；A2内隔墙 装配式内隔墙构件的墙面面积之和；A内隔墙 非承重内隔墙构件的墙面面积之和。软件将自动提取构件参数，生成Z2值。4.4 装修和设备管线的应用平台中装修和设备管线项依据下列公式计算：式中：q全装修 满足居住建筑全装修、公共装修公共部位全装修时q全装修取1；q卫生间、厨房 集成卫生间和集成厨房的应用占比；q干式 干式工法楼地面的应用占比；q管线 管线分离的应用占比；Z3参数不由模型得出，根据二维设计图纸的数据，通过弹出窗口手动录入q全装修、q卫生间、厨房、q干式、q管线数值，由Z3公式自动计算出最终结果，详见图1。图1 Z3值5 结束语本研究成果可推广应用到建筑设计院、施工总包企业、政府审查平台中，为装配式建筑的设计、指标统计和指标审查提供高效便捷的工具。目前BIM技术已广泛应用在了各类型建筑的设计、施工、运维全过程中，本研究基于国内通用的BIM软件，在不增加重复建模工作的基础上，直接统计预制装配率等指标，提高BIM技术在装配式建筑中集成应用的价值。参考文献1 江苏省装配式建筑综合评定标准:DB32/T3753-2020.南京:江苏凤凰科学技术出版社,2020.2 郭唯.基于BIM技术的装配式建筑预制构件跟踪管理J.百科论坛电子杂志,2020(15):150.3 谢天圣,陈丽,柳娜,等.基于BIM技术的装配式建筑预制构件跟踪管理J.建筑技术,2020,51(5):534-537.科学与信息化23年9月上内文0907.indd 552023/9/8 17:33:56