BIM技术在预制装配式建筑中的应用

上海城建住宅产业化推动建筑业可持续发展-BIM技术在预制装配式建筑中的应用-上海城建（集团）公司----------段创峰----------上海城建上海城建（集团）公司经上海市委、市政府批准成立于1996年，是集工程投资、设计、施工及装备制造为一体的综合性大型企业集团。1家国家住宅产业化基地1家国家级企业技术中心1家国家级工程技术中心5家市级企业技术中心3家市级企业工程中心3家市级专项技术学科研究中心7家高新技术企业3家院士研究室2家博士后工作站企业概况集团连续10年荣列中国500强企业市政企业第一位，进入ENR中国承包商和工程设计企业“双60强”及国际承包商225强。2011年综合营业额430亿。上海城建一、设计施工总承包及运营管理集团设计施工总承包业务由4家甲级设计院和2家特级、5家一级施工企业组成二、基础设施投资建设集团与四大商行签定了近千亿元综合授信协议，财务信用评级高举地方建筑企业最好水平三、房地产开发集团具有房地产开发一级资质，每年的房产开发业务总额近100亿，承担330万保障房建设三大主营业务企业概况上海城建企业概况集团五大住宅板块开发建筑设计投资开发设计材料部品物业管理工程总承包投资开发设计部品检测施工物业“全产业链”住宅产业化集团模式在材料部品制造方面：集团拥有近20年PC构件出口制造经验，是国内最早通过日本PC质量认证和美国PCI认证的专业PC工厂，是目前上海市最大的PC构件出口加工和国内配套供应的专业化制造工厂，在上海地区PC构件市场占有率近50％，产品出口日本、美国。材料装修设备安装上海城建住宅产业化优势上海城建企业概况国家住宅产业化基地2011年10月27日通过了住建部组织的“国家住宅产业化基地的考察及论证会”2011年11月27日收到了国家住建部下发的“同意函”上海城建企业概况国家住宅产业化基地1号试验楼2号试验楼试点工程上海城建•报告内容：一、住宅产业化推动建筑业可持续发展二、上海城建绿色、可持续PC理念三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用四、住宅产业化发展展望上海城建一、住宅产业化推动建筑业可持续发展上海城建1、前言中国每年竣工的城乡建筑总面积约20亿m2，其中城镇住宅超过6亿m2，是当今世界最大的建筑市场。与世界发达国家相比，我国住宅建筑存在能源及材料消耗大，施工质量差，建造时间长，环境污染重，工业化程度低等问题，迫切需要采取住宅产业化的手段来提高住宅建设的质量和效益。因此，研发符合住宅产业化要求，建造质量好，节能环保，省工省时的新型预制装配式建筑，已经成为我国推进建筑工业化发展的重要任务。一、住宅产业化推动建筑业可持续发展上海城建建设规模大，建造效率低–2011年全国住宅竣工720余万套，并保持逐年增长的趋势。十二五期间国家计划建设3600万套保障性住房，建设规模创历年之最。–我国每年建设工人人均竣工住宅面积仅30多平米，这与持续地推动住宅产业化的发达国家相比，相去甚远，日本人均竣工面积高达110-120平米，施工效率远超我国。2、国内住宅建设面临的问题一、住宅产业化推动建筑业可持续发展上海城建人工成本持续上升目前我国典型地区普工（杂工）的工资标准约为每工日100-120元，普通技术工人的工资标准约为每工日150-180元，一些专业技术工人日工资高达300-400元，一些经济发达地区，一名技术工人月收入可以上万元，建筑工人相关成本呈不断上升之势。许多年轻农民工宁愿进入收入较少的行业，也不愿从事建筑行业。劳动力成本上涨，劳动力短缺，已成为建筑行业必须面对的趋势。工程质量问题层出不穷我国每年近千万套、近十亿平方米的住宅，由没有经过专业培训、缺乏职业技能的农民工进行手工作业，这种施工生产方式正是“滴、漏、跑、冒、渗”等住宅质量通病的重要原因之一，进而导致了住宅性能不高、资源浪费严重。2、国内住宅建设面临的问题住宅产业化为住宅建设带来的质量稳定、品质提升、速度提高、节能减排、人工减少、环境改善，污染减少等优点为中国建筑业指明了一条可持续发展的道路。一、住宅产业化推动建筑业可持续发展上海城建3、国外住宅产业化大规模发展的原因1)住宅建设量大，供给不足•大批量建设住宅是国外早期发展住宅工业化的主要需求之一。尤其在二战后各国为了缓解大量住宅不足而进行的公共性质的住宅建设时期。2)人工成本问题•欧美及日本等发展国家，劳动力短缺，人工昂贵，为降低高昂的劳动力成本，提高建筑过程的机械化和自动化水平，从而推动了住宅产业化的发展3)提升住宅质量的需求•西方发达国家针对传统建筑建设质量参差不齐、难以管制，提出了住宅产业化相关构件部品和结构体系的成套技术质量体系，以提高建筑质量4)绿色、环保和可持续发展的趋势•产业化建造方式能显著节约能源、水源、材料和垃圾排放。住宅产业化直接带来了水、木材、煤炭等资源消耗的减少，仅能耗一项就比传统施工方式降低20%至30%一、住宅产业化推动建筑业可持续发展上海城建4、预制装配式建筑促进产业升级一是可有效促进节能减排二是可全面提升建筑品质三是可带动相关产业发展四是可推动建筑产业升级传统建筑施工现场预制装配式建筑施工现场一、住宅产业化推动建筑业可持续发展上海城建二、上海城建绿色、可持续PC理念上海城建(1)绿色设计：模块化户型设计理念、3D模型节能分析和优化技术结构抗震防水、隔音等专项设计基于3D模型的住宅节能分析和优化标准化模块化设计理念二、上海城建绿色、可持续PC理念上海城建(2)绿色制造：高质量构件工厂流水化制造，劳动生产率提高200%二、上海城建绿色、可持续PC理念上海城建(3)绿色材料：预制夹心保温墙板无毒、防火与建筑物同寿命保温材料封闭在预制墙体内部，可采用A级到B1级保温材料，真正做到保温材料与结构同寿命二、上海城建绿色、可持续PC理念上海城建2011年再生混凝土产量达到70万方2012年再生混凝土产量90万方2013年将接近120万方按混凝土中再生骨料替代率50—70%计算，仅2012年—2013年便可：★减少建筑垃圾堆放耕地457.6亩★节约天然石材62.7万方★降低碳排放量1956.24吨★节约生产成本5225万元世博会场馆沪上生态家示范应用再生混凝土骨料(3)绿色材料：再生混凝土节约资源、降低能耗再生混凝土加载试验二、上海城建绿色、可持续PC理念上海城建(4)绿色施工：将传统建筑工地转变成住宅产业工厂的“总装车间”通过绿色高效的施工管理，可以降低劳动强度、提高施工效率，做到三楼结构体吊装、一楼进行管道、设备安装和内部装修，可有效减少建设周期。采用GPS定位+智能全站仪放样技术，具有：★精度高（2mm）★工效高（1/4传统）★无累计误差（绝对值）二、上海城建绿色、可持续PC理念上海城建三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用上海城建上海城建浦江基地05-02地块PC住宅项目05-02地块1、浦江基地05-02地块PC项目概况三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用上海城建项目组织架构，主要由集团内部子公司组成（1）.项目组织架构城建置业城建设计院城建物资城建市政开发业主设计方案构件预制施工总承包台湾润泰深化设计及施工顾问地下设计院深化设计三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用上海城建（2）.项目区位图大型居住社区闵行区浦江镇鲁汇基地三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用上海城建浦江基地05-02地块PC住宅项目总平面图占地面积：2.06万平方米建筑面积：5.24万平方米25号楼26号楼27号楼28号楼29号楼三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用（3）.项目总体平面上海城建单位工程名称建筑总面积建筑层数建筑高度结构类型PC率25、26、27、28号楼10442m218层55.5m框架剪力墙50%29号楼4133m214层44.3m框架剪力墙70%单位工程名称柱子剪力墙梁楼板阳台外墙楼梯女儿墙预制砼量25~28号楼现浇现浇叠合叠合预制预制预制预制6920m329号楼预制现浇叠合叠合预制预制预制预制935m3浦江基地05-02地块PC住宅项目预制构件总数13868件三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用（4）.项目情况简介上海城建上海城建浦江基地05-02块PC住宅项目2012年启动，2013年交房三、BIM技术在上海城建住宅产业化中的应用上海城建建筑业信息化的第二次革命2011年上海城建BIM仿真研究中心工作全面启动手绘第一次革命CAD第二次革命BIM三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造上海城建1)、BIM的概念BIM是（BuildingInformationModeling)------建筑信息模型的简称建筑信息模型通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，这里的信息不仅是三维几何形状信息，还有大量的非几何形状信息，如建筑构件的材料、性能、价格、重量、位置、进度等等。1).数字化模型2).可视化模型3).可计量模型4).综合性模型5).协同性模型6).全生命模型计划概念设计详细设计分析文档制造建造过程4D／5D建造过程物流运营维护整修2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用上海城建二维CAD图纸能表达的内容BIM模型能包含的内容-长度-宽度-文字描述-三维尺寸-几何性质-材料性质-钢筋详细-预埋件-安装位置-施工时间……2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造1)、BIM的概念三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用上海城建2)、BIM的主要功能三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造建筑图纸日照分析效果图能耗分析建筑声学分析结构分析工程算量协同施工管理水暖电设计BIM上海城建3)、BIM应用在国外三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造美国•2009年统计数据，建筑业300强企业中80%都应用了BIM技术•多个州的法律规定在政府投资项目必须用BIM技术英国•在2011年6月正式宣布，所有的政府工程在五内年必须使用BIM日本•BIM应用已经扩展到全国范围，并上升到政府推进层面•2010年国土交通省宣布将在全国各级政府投资工程中推行BIM技术韩国•要求2012-2015年500亿韩元以上的建筑项目全部采用4D的BIM管理•2016年实现全部公共设施项目采用BIM技术新加坡•新加坡建设局将在新加坡建筑行业推广建筑信息模型•计划2015年有80%的业者采用BIM技术上海城建3)、BIM应用在国外BIM普及率2010年欧洲36%的行业公司2009年北美49%的行业公司BIM应用经验欧洲46%的用户1～3年，54%用户3～5年北美66%的用户1～3年，34%用户3～5年来源：麦格劳希尔公司（McGrawHillConstruction）20102.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用上海城建4)、BIM应用在国内香港•2009年成立香港BIM协会•香港房屋署要求在2014年之前实现全港保障性住房建设均采用BIM标准大陆•有一定数量的工程项目在不同程度上使用了BIM技术•BIM技术在世博会场馆的建设中大量应用•中国第一高楼“上海中心”采用了全部的BIM设计•BIM被列入“十一五”国家科技支撑计划重点项目•国家建筑业信息化化“十二五”规划，BIM被列为核心内容三、绿色、可持续理念在上海城建住宅产业化中的应用2.BIM技术贯穿全生命周期管理引领智慧建造上海城建5)、应用BIM的价值–BIM是设计方法的革命借助BIM，我们设计的是三维建筑，储存的是完整的多维数据信息，主要表达方式采用的是三维图形和图像（漫游、动画、仿真与虚拟现实），二维施工图仅是表达方法的一小部分。–BIM能够改变行业的生产方式和管理模式解决信息共享问题，使建筑项目信息在规划、设计、建造和运行维护全过程充分共享，无损传递，为建筑从概念到拆除的全生命周期中的所有决策