项目五 BIM技术在装配式建筑工程项目中的应用

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学习工具你需要的，都在文旌课堂0装配式混凝土建筑02绪论0304目录0501装配式钢结构建筑装配式建筑工程项目管理BIM技术在装配式建筑工程项目中的应用装配式木结构建筑5

BIM技术在装配式建筑工程项目中的应用5.1认识BIM技术5.2了解BIM技术在装配式建筑工程项目

中的应用项目导读装配式建筑正在加速重构现代建筑业格局，而BIM技术作为建筑业数字化转型的核心工具，通过全生命周期的信息化管理为装配式建筑的创新发展注入了强劲动力。从设计阶段的构件碰撞检查和建筑性能分析，到预制构件生产阶段的加工指导和数字化制造，从施工阶段的施工模拟和施工监理，到运维阶段的实时监测和智能管理，BIM技术优化了工程建设各阶段的工作流程，实现了设计、生产、施工、运维各阶段的无缝衔接和数据共享。本项目主要介绍BIM技术的基本概念和特点、装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势，以及BIM技术在装配式建筑工程项目设计阶段、生产阶段、施工阶段和运维阶段的应用。学习目标知识目标（1）能使用BIM软件。（2）能编制BIM应用策划。（1）弘扬精益求精、追求卓越的工匠精神。（2）培养执着专注、科学严谨的职业素养。技能目标素质目标（1）了解BIM技术的基本概念和特点。（2）掌握装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势。（3）掌握BIM技术在装配式建筑工程项目设计阶段、生产阶段、施工阶段和运维阶段的应用。任务5.1

认识BIM技术任务引入现有甲、乙两个装配式建筑工程项目，在甲项目中，项目团队采用传统的二维平面图传递设计意图，但在后期施工过程中发现多处管线交叉和构造冲突问题，不得不多次返工，最终导致工期延误15天，成本增加约80万元。而在同期建设的乙项目中，项目团队利用BIM软件进行了三维建模、碰撞检查和施工模拟，提前优化了管线综合排布，解决了上百处管线交叉和构造冲突问题，最终成功使工期缩短约40天，成本节约超过100万元。应用BIM技术，不仅能有效避免施工过程中的技术风险，还能显著提升项目综合效益。5.1.1BIM技术概述>1．BIM技术的基本概念走进BIMBIM是在建筑工程项目及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此进行设计、施工、运营的过程和结果的总称。BIM技术是指基于三维建筑模型，集成建筑工程项目设计、施工和运营过程中各种相关信息，数字化表达建筑工程项目的物理和功能特性，支持创建、管理和共享建筑工程项目全生命周期中动态工程项目信息的技术。5.1.1BIM技术概述>1．BIM技术的基本概念三维建筑模型利用BIM技术建立的三维建筑模型特征显示建筑的内外部结构显示建筑的材料、设备等详细信息5.1.1BIM技术概述>2．BIM技术的特点（1）可视化从传统二维平面图转化为三维建筑模型施工图设计施工组织复杂节点构造设备操作机电管线碰撞检查等实现可视化便于沟通设计单位施工单位建设单位（2）一体化数据库信息包含以下内容建筑师的设计信息工程项目全生命周期信息设计建造运营维护使用寿命终结信息动态更新建筑师、工程师、施工人员和管理人员均能清晰地掌握项目各阶段的动态。5.1.1BIM技术概述>2．BIM技术的特点（3）参数化利用BIM技术可进行参数化建模，简单地改变模型中的参数就能建立并分析新模型（4）仿真性实现仿真施工方案模拟优化工程量自动计算精准分析物理性能建筑采光、通风、能耗等大大提高模型的生成和修改速度施工进度推演运维场景仿真为绿色建筑设计和建筑性能优化提供数据支撑5.1.1BIM技术概述>2．BIM技术的特点（5）协调性实现多项协调：设计协调整体进度规划协调成本预算及工程量估算协调多专业碰撞协调运维协调等自动生成协调数据报告（6）优化性利用BIM技术可对设计和施工方案进行智能优化利用施工模拟结果调整施工顺序和资源分配利用成本模拟结果优化材料选型和采购计划示例5.1.1BIM技术概述>2．BIM技术的特点（7）可出图性（8）信息完备性输出建筑、结构、机电等专业的施工图；对各专业进行碰撞检查；输出碰撞检查分析报告和构件加工图。描述工程对象的三维几何信息、拓扑关系和完整的工程项目信息。想一想，建筑业常用的BIM软件有哪些？集思广益5.1.1BIM技术概述>2．BIM技术的特点测一测利用BIM技术描述工程对象的三维几何信息、拓扑关系和完整的工程项目信息是BIM技术的（）特点。A．可视化 B．参数化C．协调性 D．信息完备性D5.1.1BIM技术概述>2．BIM技术的特点5.1.2装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势>1．可实现预制构件的标准化设计装配式建筑构件的几何参数、材质属性等信息可实时存储至云端服务器通过云端服务器协同完成构件尺寸、样式等信息的整合建立标准化构件族库设计师可利用标准化构件族库完成以下工作规范装配式建筑的规格直接调用标准化模型根据项目需求调整标准化模型的尺寸、材质等参数满足不同项目多样化的建造需求（a）预制门（b）预制窗（c）预制柱（d）预制墙（e）预制楼板（f）预制楼梯5.1.2装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势>2．可实现各专业的高效协同装配式建筑涉及的专业和构件种类较多连接节点构造复杂不同系统、不同功能、不同单元等之间的集成易出现错漏和冲突应用BIM技术构建协同工作平台实现多专业模型的协同整合和信息共享开展实时协同设计，提前发现并解决管线碰撞、构造冲突等问题↓有效提高装配式建筑的设计效率5.1.2装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势>3．可实现精细化生产装配式建筑对预制构件的生产精度要求较高应用BIM技术建立数字化模型包含几何尺寸、材料属性、生产工艺等信息的预制构件数字化模型↓指导预制构件生产单位精准生产5.1.2装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势>4．可服务于建筑全生命周期装配式建筑的核心在于建筑构件的模块化拼装，BIM技术作为数字化主线，贯穿建筑设计、构件生产、施工建造、装修运维的全生命周期。BIM技术在装配式建筑全生命周期中的应用创想天地标准化构件族库作为BIM实现参数化驱动和可视化表达的核心数据基础，承载着建筑的全要素信息。请在指导教师的帮助下，学习标准化构件族库的创建方法，然后总结不同标准化构件的创建要点。5.1.2装配式建筑工程项目应用BIM技术的优势>4．可服务于建筑全生命周期任务5.2

了解BIM技术在装配式建筑工程项目中的应用任务引入某施工单位承包了某新建住宅楼项目的建造任务，该住宅楼采用装配式混凝土结构，预计建筑高度为40m，总层数为12层，层高为3m，总工期为15个月。为降低工程造价，缩短工期，该施工单位决定在该项目中应用BIM技术。通过应用BIM技术，该施工单位计划降低工程造价约100万，缩短工期近30天。假如你是该施工单位的负责人，你将如何编制BIM应用策划呢？5.2.1BIM技术在设计阶段的应用制订标准化的设计流程建立标准化构件族库建立可视化的三维建筑模型进行深化设计分析建筑性能5.2.1BIM技术在设计阶段的应用小贴士在设计阶段，利用BIM技术的参数化建模和数据分析功能可实现以下目标：①通过定量分析精准匹配结构体系；②进行优化拆分设计；③修正预制构件内预埋件、预埋物和预留孔洞的设计冲突；④实现连接节点的精准设计，提高生产和施工的便利性；⑤建立全流程可追溯的部品部件编号系统。5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>1．制订标准化的设计流程利用BIM技术可对各专业进行协同管理，将各专业的标准规范与项目的个性化需求深度融合形成标准化设计流程利用BIM技术参数化的特点，对装配式建筑进行平面和立面的标准化设计在满足建筑使用功能的前提下显著提高设计效率减少设计错误保证设计质量5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>2．建立标准化构件族库对常用预制构件进行标准化建模添加参数信息模型材质力学性能生产工艺等建立标准化构件族库提取各类构件将各类构件进行组装建立整体的三维建筑模型设计师根据建筑功能需求梁、柱、楼梯、空调板等5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>3．建立可视化的三维建筑模型二维平面图三维建筑模型BIM技术通过以下形式效果图动画实时漫游虚拟现实等直观展示建筑构件及其参数信息↓方便设计师检查和核验知识拓展

BIM标准化建模主要包括模型建立、模型整合、碰撞检查、构件拆分与优化、模型出图等内容。（1）模型建立。利用BIM技术的建模功能，按照设计图纸和技术规范，分专业建立子模型。（2）模型整合。整合建筑、机电等专业的子模型，形成单层楼的整合模型和整栋建筑的整合模型。（3）碰撞检查。在整合模型的基础上，对预制构件内部、预制构件与机电管线之间、各预制构件之间进行碰撞检查，解决碰撞问题，从而避免施工阶段的返工。（4）构件拆分与优化。根据“少规格、多组合”的原则，对预制构件进行拆分，以优化预制构件的类型、数量等。（5）模型出图。在构件拆分与优化的基础上，生成二维施工详图、三维可视化图、材料明细表、构件深化设计图等。5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>3．建立可视化的三维建筑模型5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>4．进行深化设计利用BIM技术可建立包含精细化构件信息和施工参数的深化设计模型开展全面碰撞检查，包括：安装节点构造专业管线与预留预埋布局施工工艺流程等验证构件安装的可行性通过深化设计模型可实现的功能5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>4．进行深化设计装配式混凝土结构深化设计的典型流程示例在装配式混凝土结构深化设计中，利用BIM技术可实现节点设计，以及预制构件的平面布置、拆分和设计。装配式建筑的深化设计主要包括：装配式混凝土结构深化设计钢结构深化设计机电深化设计等5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>5．分析建筑性能利用BIM技术可对建筑性能进行分析。室外风环境模拟分析自然采光模拟分析建筑环境噪声模拟分析热环境模拟分析室内自然通风模拟分析建筑性能分析测一测装配式建筑的建筑性能分析不包括（）。A．室外风环境模拟分析 B．自然采光模拟分析C．车流量模拟分析 D．建筑环境噪声模拟分析C5.2.1BIM技术在设计阶段的应用>5．分析建筑性能5.2.2BIM技术在生产阶段的应用生产预制混凝土构件加工钢结构构件加工机电产品5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>1．生产预制混凝土构件利用BIM技术生产预制混凝土构件的典型流程5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>1．生产预制混凝土构件利用BIM技术生产预制混凝土构件的典型流程①基于以下资料创建预制混凝土构件生产模型深化设计模型生产确认函变更确认函、（专项）生产策划等模型包含：生产信息构件属性信息构件加工图信息工序工艺信息质检信息运输控制信息生产责任主体信息等5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>1．生产预制混凝土构件利用BIM技术生产预制混凝土构件的典型流程②通过提取生产料单和编制排产计划生成资源配置计划、加工图等根据所生成的资料生产预制混凝土构件5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>1．生产预制混凝土构件利用BIM技术生产预制混凝土构件的典型流程③在构件生产和质量验收阶段生成构件生产的进度、成本、质量追溯等信息。小贴士在生产阶段，应利用BIM技术建立预制混凝土构件编码体系和生产管理编码体系。其中，预制混凝土构件编码体系应包括构件类型码、识别码、材料属性编码、几何信息编码等，并与预制混凝土构件生产模型数据一致；生产管理编码体系应包括合同编码、工位编码、设备机站编码、人员编码等。5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>1．生产预制混凝土构件5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>2．加工钢结构构件利用BIM技术加工钢结构构件的典型流程5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>2．加工钢结构构件利用BIM技术加工钢结构构件的典型流程①基于以下资料创建钢结构构件加工模型深化设计模型加工确认函变更确认函设计文件等基于（专项）加工方案和技术标准规范完成钢结构构件加工模型细部处理5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>2．加工钢结构构件利用BIM技术加工钢结构构件的典型流程②基于材料采购计划提取模型工程量基于加工厂设备加工能力、各任务工期及资源计划、加工厂排产计划完成

加工制造模型批次划分基于工艺指导书编制工艺文件5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>2．加工钢结构构件利用BIM技术加工钢结构构件的典型流程③在构件生产和质量验收阶段生成构件生产的进度、成本、质量追溯等信息。5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>3．加工机电产品创建机电产品加工模型机电产品加工模型细部处理产品模块评价提取模型工程量机电产品加工模型批次划分编制工艺文件机电产品加工实施质量验收机电产品入库等基于BIM技术的机电产品加工流程在加工机电产品时，可利用3D实时扫描技术，通过虚拟拼装、仿真模拟等方式，测量机电产品的加工误差，调整机电产品的精度，实现各机电产品的无缝对接。想一想，BIM技术在预制构件的存放和运输阶段有哪些应用？集思广益5.2.2BIM技术在生产阶段的应用>3．加工机电产品5.2.3BIM技术在施工阶段的应用BIM技术在施工阶段的应用施工模拟施工监理施工组织模拟施工工艺模拟监理控制监理管理5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟1）施工组织模拟施工组织模拟是指对施工成本、进度、质量安全等的综合模拟。利用BIM技术进行施工组织模拟的典型流程5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟1）施工组织模拟利用BIM技术进行施工组织模拟的典型流程①基于以下资料创建施工组织模型上游模型施工图施工组织设计文件等施工组织模型包含：施工图设计模型元素深化设计模型元素场地布置模型元素周边环境模型元素等施工图设计模型、深化设计模型等5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟1）施工组织模拟利用BIM技术进行施工组织模拟的典型流程②将施工组织信息与施工组织模型关联起来输出施工进度计划、资源配置计划等工序安排资源配置平面布置等5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟1）施工组织模拟利用BIM技术进行施工组织模拟的典型流程③根据输出计划指导模拟视频、说明文档等成果的制作完成方案交底小贴士在施工组织模拟前，应制订工程项目初步实施计划，确定施工顺序和时间安排。在施工组织模拟过程中，应及时记录工序安排、资源配置、平面布置等存在的问题，并形成施工组织模拟分析报告等指导文件。在施工组织模拟完成后，应根据模拟成果对工序安排、资源配置、平面布置等进行协调和优化，并将相关信息更新到模型中。5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟2）施工工艺模拟“BIM+”复杂施工工艺模拟土方工程模板工程临时支撑工程大型设备及构件安装工程复杂节点工程垂直运输工程脚手架工程预制构件拼装工程等工程名称优化内容土方工程根据开挖量、开挖顺序、开挖机械数量安排、土方运输车辆运输能力、基坑支护类型等因素，优化土方工程施工工艺模板工程优化模板的数量和类型，优化支撑系统的数量、类型和间距，优化模板支设流程和定位，优化结构预埋件定位临时支撑工程优化临时支撑的位置、数量、类型和尺寸大型设备及构件安装工程根据梁、柱、板、墙、障碍物等因素，优化大型设备及构件进场时间、构件吊装运输路径、预留孔洞等复杂节点工程优化各构件尺寸，优化各构件之间的连接方式和空间要求，优化节点施工顺序垂直运输工程根据运输需求、垂直运输机械的运输能力等因素，结合施工进度优化垂直运输组织计划脚手架工程根据脚手架组合形式、搭设顺序、安全网架设方式、连墙件搭设方式、场地障碍物分布情况、卸料平台与脚手架关系等因素，优化脚手架方案预制构件拼装工程根据连接件定位、拼装部件之间的连接方式、拼装工作空间要求、拼装顺序等因素，优化预制构件加工精度5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>1．施工模拟2）施工工艺模拟各工程施工工艺模拟的优化内容5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>2．施工监理1）监理控制施工安装阶段监理单位可利用BIM技术将监理控制中的质量控制、造价控制、进度控制、工程变更控制等的过程记录附加或关联到相应的施工过程模型中；将竣工验收监理记录附加或关联到竣工验收模型中。施工准备阶段监理单位可利用BIM技术协助建设单位开展模型会审和设计交底；将模型会审记录和设计交底记录附加或关联到相应的模型中。5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>2．施工监理2）监理管理合同管理基于深化设计模型或施工过程模型，将合同管理文件附加或关联到相应的模型中。安全管理基于深化设计模型或施工过程模型，将安全管理文件附加或关联到相应的模型中。信息管理基于深化设计模型或施工过程模型，将信息管理文件附加或关联到相应的模型中。安全检查报告各工序的安全隐患信息发现安全问题时的具体描述等合同分析结论合同履行的监督记录索赔相关文件记录等工程项目信息与信息流要求工程项目资料格式规定工程项目管理流程规定监理文件档案资料等在装配式建筑中，BIM技术贯穿工程项目的每一个阶段。在设计阶段，设计单位利用BIM技术实现毫米级精准建模，对构件细节反复推演优化，确保设计方案可行。在生产阶段，预制构件生产单位利用BIM技术为预制构件提供精确的数字化指令，确保每道生产工序都按规范完成，实现预制构件的标准化、精细化生产。在施工阶段，施工单位利用BIM技术对吊装、拼接等工艺进行数百次模拟验证，全面排查潜在风险，以严谨的工作态度追求施工方案的最优解。这种对工程细节的极致追求不仅体现了新时代建设者们以匠心铸就品质、以科技践行使命的责任担当，还彰显了“中国智造”精益求精、追求卓越的精神内核。匠心筑梦5.2.3BIM技术在施工阶段的应用>2．施工监理5.2.4BIM技术在运维阶段的应用实现施工阶段与运维阶段的无缝衔接；在运维阶段实时监测装配式建筑的使用情况和财务等方面的信息，为运维工作提供技术支持。利用BIM技术空间管理设备管理资产管理能耗管理物业管理对建筑空间的特点、用途等进行规划分析，合理整合建筑空间。对建筑不同功能分区和楼层的空间使用状态、收益、成本、租赁情况等进行统一管理。提高空间利用率显著提高建筑空间的投资回报率5.2.4BIM技术在运维阶段的应用实现施工阶段与运维阶段的无缝衔接；在运维阶段实时监测装配式建筑的使用情况和财务等方面的信息，为运维工作提供技术支持。利用BIM技术空间管理设备管理资产管理能耗管理物业管理将设备参数、安装图纸、使用手册等资料进行数字化存储与分类管理。基于BIM技术的设备运维管理系统可对设备运行中存在的故障隐患进行预警。方便管理人员和维修人员快速查看节省维修时间、减少维修费用5.2.4BIM技术在运维阶段的应用实现施工阶段与运维阶段的无缝衔接；在运维阶段实时监测装配式建筑的使用情况和财务等方面的信息，为运维工作提供技术支持。利用BIM技术空间管理设备管理资产管理能耗管理物业管理基于BIM技术的资产管理系统可分类存储资产信息，并完成以下工作：①计算、分析和总结资产信息；②处理固定资产的新增、删除、修改、转移、借用、归还等工作；③管理资产的损耗与折旧；④生成各种资产报表，方便管