僅看中國的住宅建筑業,BIM將會與裝配化一起實現。2017年1月份國務院辦公廳對建筑業的19號文,標志著兩者都已提升到國策層面來推動落地實現。
一、BIM在裝配式建筑的應用
1、 預制件主要應用在:管道設備,曲面幕墻, 模塊化的房間單元(衛生間、廚房、病房等), 鋼結構構件 。
北美數據:未來預制裝配件在醫院建筑里面將會得到最大的應用(14%),酒店及汽車旅館(11%), 物流倉庫(11%) 其它建筑形式(包含數據中心,監獄,電廠及煉油廠)(10%) 。(數據來自McGraw-Hill SmartMarket Report)。
2、 預制裝配隨著BIM和綠建的興起,結合自身的優勢,獲得更廣泛的應用。
而Prefabrication and Modular Building的推廣,又進一步提高了生產的效率。BIM的興起,改變了以往的項目合作模式,施工單位能夠提前介入項目,更早的獲取設計模型,從而更合理的劃分模塊,采購材料,預留足夠時間進行工廠加工。預制裝配的推廣,總包收益最大,減少現場工作量;現場+預制件廠同步施工,節省時間;減少現場熟練工種工作量的需求;提高效率。
而綠建的興起,使大家更關注施工環節的節能措施,無疑加工廠里批量施工,對比現場操作,減少了對環境的影響。
3、加工廠里可以充分機械化,標準化作業。
例如可以用龍門吊將構件放置到合適的角度,進行焊接;并且一個熟練工可以在車間里重復加工類似構件,可以保證質量及效率;但是構件運到現場后,現場操作條件有限,并且氣候環境也會影響施工質量及速度。比方說,加工廠加工可以盡量避免鋼結構里頭疼的仰焊問題:
4 、通過BIM模型可以清楚地分割模塊,從而幫助尋找盡量多的標準預制件,降低費用!
二、BIM與裝配化在中國一起實現
僅看中國的住宅建筑業,BIM將會與裝配化一起實現。2017年1月份國務院辦公廳對建筑業的19號文,標志著兩者都已提升到國策層面來推動落地實現。
1、中國的裝配化之道
建筑零部件的裝配化是建筑工業化的具體表現,國內在1980年代之前的那一輪努力只在標準工業廠房領域實現了,住宅由于各方面原因未能實現,只試點了一批大板房,質量低劣而為人詬病至今。
最近這幾年的這一輪的裝配化主要是針對住宅的,這個已然是龐然大物的建設產業體系了,占據全部建設量的八九成——這個規模也足以做像模像樣的產業級的工業化了。所以,并不是BIM導致了裝配化火起來,而是裝配化本來的發展時機終于到來了。
住宅裝配化采用的主要是PC體系(預制混凝土構件),取材于國內傳統上就已經存在多年的極為成熟的預制混凝土建材工業,在一定程度上提升了用鋼量和產業集中度,又不要太過的提高(因為鋼產量不夠用),以及不要提升太多的造價,從建安費每平方兩千元往上逐漸提升。
這一輪裝配化也提出了“裝配化率”的量化指標,用于衡量各地執行情況。如題圖所示就是一個裝配化率非常高的項目,鎮江的一個回遷房,除了核心筒是現澆之外,每套房都是預制吊裝的,現場還使用了履帶式吊車。一般的3成的裝配化率要求,則以疊合板、墻板和樓梯等土建部件預制為多。
一個疊合板工藝的施工現場,相比于傳統混凝土樓蓋,疊合板代替了模板,承擔了樓板下半部的受力,樓板的上半部和梁柱剪力墻還是澆筑成為一個整體。這相當于從傳統工藝中抽出來半個樓板,送去工廠預制、現場組裝。
由龐大住宅市場來直接催生出來一批新興的裝配化工廠,這些工廠同樣可以加工其他混凝土部件,生產消費循環起來了,進一步擴大產能就不難了(裝配化率也會由政策主導著來不斷提高,現在就已經有2025年規劃來保底了),這就是當代中國特色的工業化之路。
2、 BIM技術成熟
BIM恰好在此時傳入國內,并已具備了足夠的成熟度。至于BIM對裝配化建筑有何好處,相信其他答案都已經表達的很好了——實際上BIM技術是發達國家實現了工業化裝配化之后的產物,這個技術史的順序常會被我們忽略。
我們看國外BIM文獻最常見到的fabrication就是指預制裝配,這才是施工環節的主體,就連施工圖這個詞都是shop d、awing(工廠加工圖),這些都是已然工業化之后的表現,約略成型于20世紀中期,同期正值西方社會進入信息化時代,然后就產生了BIM思想,但軟件工業的成熟是更晚近的事了,一直到最近十來年才算是比較接近地實現了BIM全生命周期的信息化整合。
BIM設計軟件有一個特性非常不同于CAD軟件:一個個選擇構件,搭積木一樣設計。這個搭積木恰恰就是預制裝配化的做法,這種做法一改過去任意修訂CAD圖紙的線條的壞習慣,在BIM軟件里面沒有這類線條,有的只是一個個建筑構件。
BIM與裝配化這兩件事恰好同時到達成熟的時機,于是才會有兩者被同時并舉的政策頻頻出現,以致整個落后的建筑行業都變得很符合“信息化與工業化的兩化融合”的大國策。
3、產業鏈整合
裝配化的難題并非是技術上的,而是資源整合上的,今日之資源整合在很大程度上是要依賴于信息技術的,而BIM就是這一高度整合的信息技術的總體代言人,所以BIM與裝配化將會一起實現,當然僅限于中國的住宅產業。
三、BIM在土建施工中的應用