基于綠色節(jié)材BIM技術(shù)與裝配式住宅結(jié)合的應(yīng)用

(沈陽(yáng)建筑大學(xué) 遼寧 沈陽(yáng) 110168)

一、裝配式建設(shè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

(一)設(shè)計(jì)多樣化

在傳統(tǒng)的住宅建筑設(shè)計(jì)中，開(kāi)間小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件不精細(xì)，空間分割不夠靈活，用于承重的墻體多，耗費(fèi)較多的建筑材料，運(yùn)用裝配式技術(shù)建成的住宅，結(jié)構(gòu)構(gòu)件精準(zhǔn)，空間大并且可以隨住戶的需求隨意分割。而利用BIM技術(shù)，還可以在施工前不斷進(jìn)行虛擬模型的修改，來(lái)滿足客戶的需求，更加的人性化和多樣化。大大節(jié)省了建筑材料。

(二)功能現(xiàn)代化

裝配式住宅功能更加現(xiàn)代化，更加綠色環(huán)保，保溫、隔音等性能更好。例如傳統(tǒng)建筑物，保溫層暴露在主體結(jié)構(gòu)，除去表面的抹灰飾面層，沒(méi)有較多的保護(hù)措施，這種保溫材料比建筑物的壽命要短得多。而裝配式住宅，結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是通過(guò)工廠預(yù)制加工而成，在加工的過(guò)程中，就可以設(shè)置保溫層，對(duì)保溫層的保護(hù)比較注重，可以使房間內(nèi)隔熱、保溫效果更好，而且保溫材料的壽命大大延長(zhǎng)，從而節(jié)省了建筑材料。

(三)制造工廠化

裝配式住宅中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件大部分是工廠預(yù)制機(jī)械化生產(chǎn)的，尺寸精確。況且在生產(chǎn)過(guò)程中，材料的性能都可以隨時(shí)進(jìn)行控制。節(jié)省了建筑材料，減少了浪費(fèi)。

(四)施工裝配化

裝配式住宅中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件是工廠預(yù)制生產(chǎn)的，構(gòu)件運(yùn)來(lái)在現(xiàn)場(chǎng)組裝，進(jìn)度快，節(jié)省了建筑材料的消耗，減少了建筑垃圾的排放，施工成本降低。

作為當(dāng)前住宅的新型建筑技術(shù)，裝配式住宅具有建造周期短，受氣候條件制約小，節(jié)約建筑材料，生產(chǎn)成本較低，提高了建筑質(zhì)量，減少建筑垃圾，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，這與綠色建筑中的“四節(jié)一環(huán)?！币笳梅稀Ｔ诘谑畬脟?guó)際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)上，仇保興指出裝配式住宅是普及綠色建筑的捷徑，值得大力推廣。

二、BIM技術(shù)與裝配式住宅的結(jié)合的優(yōu)勢(shì)

(一)構(gòu)件虛擬模型

運(yùn)用BIM可以建立精致的虛擬模型，在模型中進(jìn)行建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和拆除，有利于做出合理的方案設(shè)計(jì)。其中綠色建筑在施工方面投入較弱，在施工過(guò)程中，造成建筑材料的大規(guī)模浪費(fèi)。利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行合理的施工模擬，有利于在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，以免影響施工進(jìn)程，從而節(jié)省了材料和施工時(shí)間。

(二)可視化修改

傳統(tǒng)的建筑技術(shù)中，設(shè)計(jì)是通過(guò)繪制圖紙進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，分析等，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后在進(jìn)行不斷的修改，大大占用了建筑師的精力和時(shí)間，工作繁重，而且圖紙上的模型是2D的，不夠生動(dòng)立體。有了BIM技術(shù)，可以大大減少設(shè)計(jì)師繁瑣的工作，節(jié)省時(shí)間和精力。通過(guò)BIM技術(shù)建立的虛擬模型，生動(dòng)立體。

(三)可以進(jìn)行碰撞檢查

就如前面提到的，利用BIM技術(shù)可以建成精致的虛擬模型，可以全方位的觀察分析建筑。一方面，可以加深對(duì)建筑的理解；另一方面，虛擬模型能夠精確的鋼筋級(jí)別，所以，可以利用BIM技術(shù)建成的虛擬模型進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)。

裝配式住宅是通過(guò)工廠生產(chǎn)預(yù)制裝配構(gòu)件，然后現(xiàn)場(chǎng)拼裝而成，所以，它的房型一般比較簡(jiǎn)單，一棟裝配式住宅中的房型大多相同，每個(gè)房間可以根據(jù)住戶需求自由變換。而BIM技術(shù)可以比較容易的實(shí)現(xiàn)模塊化和建立構(gòu)件庫(kù)，可以在電腦里進(jìn)行拼裝、變化，這與裝配式住宅的產(chǎn)業(yè)化、工廠化相符合。裝配式住宅生產(chǎn)方式要求實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的、全生命周期的管理，這與BIM技術(shù)所擅長(zhǎng)的全生命周期管理理念想符合，很好地響應(yīng)了綠色建筑在建筑的全壽命周期內(nèi)節(jié)約建材的理念。

三、國(guó)內(nèi)裝配式住宅和BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

裝配式住宅和BIM技術(shù)的發(fā)展在國(guó)內(nèi)發(fā)展暫時(shí)遇到瓶頸，但是，裝配式建筑和BIM技術(shù)潛力巨大，節(jié)能效果很明顯，對(duì)我國(guó)綠色建筑有很大的推動(dòng)作用。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的建筑師會(huì)接受BIM技術(shù)和裝配式住宅，健全建筑體制，完善管理體系，裝配式建筑和BIM技術(shù)會(huì)在未來(lái)大放異彩。

四、案例分析——惠南新市鎮(zhèn)17-11-05、17-11-08地塊23#樓

上海市浦東新區(qū)惠南新市鎮(zhèn)17-11-05,17-11-08地塊23號(hào)樓作為工業(yè)化住宅示范項(xiàng)目，建筑面積為9755.24m2，地面13層，地下1層，總建筑高度37.7m。23號(hào)樓是工業(yè)化裝配式住宅的典型案例，單體的預(yù)制率達(dá)到30%，結(jié)構(gòu)體系是雙面疊合式混凝土剪力墻體系。同時(shí)，工程的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，采用了BIM數(shù)字化技術(shù)，在建筑的全生命周期內(nèi)大量應(yīng)用。

(一)基于全生命周期的可變房型設(shè)計(jì)

在原有的建筑中，結(jié)構(gòu)和承重剪力墻占用了很多沒(méi)必要的公攤面積，而且傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的住宅房型形式就固定下來(lái)了，雖然可以加一些隔墻進(jìn)行空間切割，但室內(nèi)空間不能根據(jù)住戶的需求自由改造無(wú)法在全生命周期中適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。本項(xiàng)目改造優(yōu)化原有的結(jié)構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部無(wú)柱并集中布置豎向管井，從而使建筑內(nèi)部形成可自由分隔的大空間。優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取消了框架柱，使得戶型擁有大跨度空間。

(二)基于信息化的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電的高度集成化設(shè)計(jì)

在本次項(xiàng)目中，運(yùn)用BIM技術(shù)建立精致的虛擬模型，在模型中進(jìn)行建筑規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和拆除，將建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑全生命周期的控制。從方案到施工圖、構(gòu)件深化設(shè)計(jì)圖紙、工廠制作和運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)的裝配的全過(guò)程都可以通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制,包括后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)和可變改造,甚至考慮到建筑日后的拆除，工業(yè)化建筑和信息化技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)建筑物全壽命周期的設(shè)計(jì)和控制。

(三)“四節(jié)一環(huán)保”

構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化，大部分是工廠預(yù)制機(jī)械化生產(chǎn)的，尺寸精確。構(gòu)件運(yùn)來(lái)在現(xiàn)場(chǎng)組裝，進(jìn)度快，節(jié)省了建筑材料的消耗，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了建筑垃圾的排放，施工成本降低。節(jié)材達(dá)到70%。通過(guò)工廠生產(chǎn)預(yù)制裝配構(gòu)件，然后現(xiàn)場(chǎng)拼裝而成，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了施工周期，符合綠色建筑的要求。

目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)建筑方式所暴露的弊端越來(lái)越多，建筑材料耗費(fèi)多，耗費(fèi)的能源多，需要投入大量的勞動(dòng)力，與國(guó)家可持續(xù)反戰(zhàn)的政策相背馳所以國(guó)家大力提倡綠色建筑的發(fā)展。而裝配式住宅滿足綠色建筑的要求，是推廣綠色建筑的捷徑。BIM技術(shù)的與裝配式住宅相結(jié)合，能夠最大限度的節(jié)省建筑材料的浪費(fèi)，節(jié)能做到最大化。從而帶動(dòng)建筑行業(yè)朝著綠色健康的方向發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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