装配式住宅bim运用

第一篇：装配式住宅bim运用

建造装配式住宅-推进住宅建设工业化

建造装配式住宅

——推进住宅建设工业化

目前，我国住宅建筑行业所面临的主要问题是，生产效率低，资源浪费严重，标准化程度不高，质量难以有效控制。解决上述问题的有效途径之一就是改革现有住宅生产模式，走住宅生产产业化的道路。

住宅产业化的核心是住宅生产工业化，住宅生产工业化的本质是：住宅生产标准化，生产过程机械化，建设管理规范化，建设过程集成化，技术生产科研一体化。住宅生产工业化在美国、日本和新加坡等工业发达国家已有近50 年的发展历史，其住宅建设工业化的程度也达到了相当高的水平，一栋住宅有一半用预制构件组装完成，预制构件率最高达到80%以上。我国的住宅工业化研究起步比较晚，到现在不过十年左右的时间，但由于受整个社会经济发展水平的限制和市场不成熟，企业不成熟、没有形成规模，产业集中度不高等方面因素的影响，一直以来成效不太大。

随着城市化进程的推进，整个房地产行业面临着住宅需求量大、建筑质量有待提高、劳动力成本日益昂贵以及粗放型的生产方式亟需转变的现实。高品质住房需求和落后的生产方式的矛盾还十分突出，传统的住宅建造方式对住宅产业化的制约和影响日益突显。因而，改革住宅建造方式，推进住宅建设工业化，进而实现住宅产业化是非常必要的。

住宅产业化包含三个方面，一是住宅建筑的标准化，二是住宅建造的工业化，三是住宅生产与经营的商品化。住宅建造的工业化是住宅产业化的核心，而发展装配式住宅又是实现住宅工业化的关键。住宅作为最终的建筑产品主要由主体结构、建筑装修、建筑设备三大部分构成。建筑装修、建筑设备一定要依附于主体结构，脱离主体结构都只能视为单项技术和产品。我们现在的生产方式是粗放的，其根本原因还是主体结构技术。所以，住宅产业核心技术在于主体结构。不从住宅生产方式入手，不研究解决主体结构技术，住宅工业化就难以实现。沈阳卫德住宅工业化科技有限公司具有高度的战略眼光和社会责任感，一直致力于住宅产业化的推进。

住宅工业化关系到全社会住宅产业乃至建筑行业的生产方式改变的问题，政策的导向作用毋庸置疑。要充分发挥政府的指导作用，研究、建立或完善有关技术经济政策;针对装配式工业化建筑的特点，建立推广装配式建筑体系的构配件工业化生产、专业化施工安装的管理体系;建立设计研究、构配件生产、安装施工队伍的培训体系。要在全行业、全社会推广住宅工业化，最根本的动力还在于为数众多的中小型企业。房地产行业是资金密集型行业，一般情况下作为一个具备技术实力、方向对路、从建筑业起家的中小型企业，难免捉襟见肘，面临诸多困境。政府首先应给予优惠的土地租售政策;其次，提供银行贷款的便利;再次，适当地税费优惠;最后，给予更多的鼓励扶持，包括金融制度创新，管理方法创新，传统监管办法、审批程序的调整等。当前，我国正在大规模地推进保障性住房建设，保障性住房主要是政府投资建设，具有户型面积小、建筑设计简单的特点，非常易于标准化和工业化生产。利用这个时机，在保障性住房建设中大力推行住宅建筑工业化，不仅能够保证住房质量，提高效率，降低成本，节能降耗，而且会加快促进我国住宅建筑工业化的发展和住宅产业化目标的实现。要以企业为中心，形成一套完整的建筑产业链，建立“研究—设计—预制—施工”一体化的专业化房屋工厂模式，带动一批传统建筑企业向专业化房屋工厂企业的转型，长期从事住宅工业化的设计与施工业务，进而推动我国住宅产业化整体水平的提升。

住宅产业化是不可阻挡的大趋势，是社会发展的必然。住宅建造的工业化是住宅产业化的核心，而发展装配式住宅又是实现住宅工业化的关键。应从住宅生产方式入手，研究解决住宅主体结构技术，促进住宅工业化，进而实现住宅产业化。

第二篇：装配式住宅防水处理（范文模版）

预制装配式建筑外墙防水构造及施工要点

打印来源：预制建筑网 作者：张喆

预制装配式建筑技术(简称PC建筑技术，即英文Prefabricated Concrete预制混凝土的简称)是一种以预制装配式混凝土结构为主要构件，经装配、连接而成的新兴的绿色环保节能型建筑技术，也是住宅产业化的核心技术。

预制外墙板是目前国内PC建筑中运用最多的一种形式，预制外墙板表面平整度好，整体精度高，同时又可以将建筑物的外窗以及外立面的保温及装饰层直接在工厂预制完成，获得了很多开发商的青睐。

由于预制外墙是分块进行拼装的，不可避免地会遇到连接接缝的防水处理问题，因此我们必须高度重视预制外墙防水节点的处理工作。本文将对现有的几种预制外墙板防水技术进行分析介绍，同时对预制外墙板防水施工中需要重视和注意的一些问题进行探讨。

一、预制建筑防水的设计理念

建筑物的防水工程一直是建筑施工中非常重要的一个环节，因为防水效果的好坏直接影响到建筑物今后的使用功能是否完善，经常漏水的房屋是无法满足用户居住和使用的需求的。

我们知道水的流动性非常强而且是无孔不入的，因此传统建筑防水最主要的设计理念就是堵水，堵住一切水流可以进入室内的通道以起到防水的效果。这一理念用在传统现浇结构的建筑上还是能达到理想的效果的，但是对于预制装配式建筑来说其效果可能就不那么理想了。

预制装配式建筑就是将建筑物的结构体如：墙板、柱、梁、楼板、楼梯等按一定的规格分拆后在工厂中先进行生产预制，然后运输到现场进行拼装。由于是现场拼装的构配件，会留下大量的拼装接缝，这些接缝很容易成为水流渗透的通道，因此预制装配式建筑在防水上其实是有一定先天弱点的。此外有些预制装配式建筑为了抵抗地震力的影响，其外墙板设计成为一种可在一定范围内活动的外墙，墙板可活动更加增加了墙板接缝防水的难度。

鉴于以上因素，预制装配式建筑防水的设计理念就必须进行调整，我们认为对于预制装配式建筑的防水，导水优于堵水、排水优于防水，简单说就是要在设计时就考虑可能有一定的水流会突破外侧防水层，通过设计合理的排水路径将这部分突破而入的水引导到排水构造中，将其排出室外，避免其进一步渗透到室内。

此外利用水流受重力作用自然垂流的原理，设计时将墙板接缝设计成内高外低的企口形状，结合一定的减压空腔设计防止水流通过毛细作用倒爬进入室内，除了混凝土构造防水措施之外，使用橡胶止水带和多组分耐候防水胶完善整个预制墙板的防水体系才能真正做到滴水不漏。

二、预制外墙板接缝防水处理的几种形式介绍

目前在实际运用中普遍采用的预制外墙板接缝防水形式主要有一下几种：

1.内浇外挂的预制外墙板(即PCF板)主要采用外侧排水空腔及打胶，内侧依赖现浇部分混凝土自防水的接缝防水形式。

这种外墙板接缝防水形式是目前运用最多的一种形式，它的好处是施工比较简易速度快，缺点是防水质量难以控制，空腔堵塞情况时有发生，一旦内侧混凝土发生开裂直接导致墙板防水失败。

2.外挂式预制外墙板采用的封闭式线防水形式。

这种墙板防水形式主要有3道防水措施，最外侧采用高弹力的耐候防水硅胶，中间部分为物理空腔形成的减压空间，内侧使用预嵌在混凝土中的防水橡胶条上下互相压紧来起到防水效果，在墙面之间的十字接头处在橡胶止水带之外再增加一道聚氨酯防水，其主要作用是利用聚氨酯良好的弹性封堵橡胶止水带相互错动可能产生的细微缝隙，对于防水要求特别高的房间或建筑，可以在橡胶止水带内侧全面施工聚氨酯防水，以增强防水的可靠性。每隔3层左右的距离在外墙防水硅胶上设一处排水管，可有效地将渗入减压空间的雨水引导到室外。

封闭式线防水的防水构造采用了内外三道防水，疏堵相结合的办法，其防水构造是非常完善的，因此防水效果也非常好，缺点是施工时精度要求非常高，墙板错位不能大于5mm否则无法压紧止水橡胶条，采用的耐候防水胶的性能要求比较高，不仅要有高弹性耐老化，同时使用寿命要求不低于20年，成本比较高，结构胶施工时的质量要求比较高，必须由专业富有经验的施工团队来负责操作。

3.外挂式预制外墙板还有一种接缝防水形式称为开放式线防水。

这种防水形式与封闭式线防水在内侧的两道防水措施即企口型的减压空间以及内侧的压密式的防水橡胶条是基本相同的，但是在墙板外侧的防水措施上，开放式线防水不采用打胶的形式，而是采用一端预埋在墙板内，另一端伸出墙板外的幕帘状橡胶条上下相互搭接来起到防水作用，同时外侧的橡胶条间隔一定距离设置不锈钢导气槽，同时起到平衡内外气压和排水的作用。

开放式线防水形式最外侧的防水采用了预埋的橡胶条，产品质量更容易控制和检验，施工时工人无需在墙板外侧打胶，省去了脚手架或者吊篮等施工措施，更加安全简便，缺点是对产品保护要求较高，预埋橡胶条一旦损坏更换困难，耐候性的橡胶止水条成本也比较高。开放式线防水是目前外墙防水接缝处理形式中最为先进的形式，但其是一项由国外公司研发的专利技术，受专利使用费用的影响，目前国内使用这项技术的项目还非常少。

三、预制外墙板接缝防水处理的施工要点

目前预制外墙板接缝的防水处理技术在工艺上还是比较复杂的，因此在施工时也有比较大的施工难度，在实际施工时我们应根据不同的外墙板接缝设计要求制定有针对性的施工方案和措施。具体的我们在施工时应注重以下几个施工要点：

1.墙板施工前做好产品的质量检查

预制墙板的加工精度和混凝土养护质量直接影响墙板的安装精度和防水情况，墙板安装前必须认真复核墙板的几何尺寸和平整度情况，检查墙板表面以及预埋窗框周围的混凝土是否密实，是否存在贯通裂缝，混凝土质量不合格的墙板严禁使用。

此外我们还需要认真检查墙板周边的预埋橡胶条的安装质量，检查橡胶条是否预嵌牢固，转角部位是否有破损的情况，是否有混凝土浆液漏进橡胶条内部造成橡胶条变硬失去弹性，橡胶条必须严格检查确保无瑕疵，有质量问题必须更换后方可进行吊装。

2.墙板施工时严格控制安装精度墙板吊装前认真做好测量放线工作。

不仅要放基准线，还要把墙板的位置线都放出来以便于吊装时墙板定位。墙板精度调整一般分为粗调和精调两步，粗调是按控制线为标准使墙板就位脱钩，精调要求将墙板轴线位置和垂直度偏差调整到规范允许偏差范围内，实际施工时一般要求不超过5mm。

3.墙板接缝防水施工时严格按工艺流程操作，做好每道工序的质量检查。

墙板接缝外侧打胶要严格按照设计流程来进行，基底层和预留空腔内必须使用高压空气清理干净。打胶前背衬深度要认真检查，打胶厚度必须符合设计要求，打胶部位的墙板要用底涂处理增强胶与混凝土墙板之间的粘结力，打胶中断时要留好施工缝，施工缝内高外低，互相搭接不能少于5cm。

墙板内侧的连接铁件和十字接缝部位使用打聚氨酯密封处理，由于铁件部位没有橡胶止水条，施工聚氨酯前要认真做好铁件的除锈和防锈工作，聚氨酯要施打严密不留任何缝隙，施工完毕后要进行泼水试验确保无渗漏后才能密封盖板。

4.施工完毕后进行防水效果试验及时妥善有效处理渗漏问题。

墙板防水施工完毕后应及时进行淋水试验以检验防水的有效性，淋水的重点是墙板十字接缝处、预制墙板与现浇结构连接处以及窗框部位，淋水时宜使用消防水龙带对试验部位进行喷淋，外部检查打胶部位是否有脱胶现象，排水管是否排水顺畅，内侧仔细观察是否有水印，水迹。发现有局部渗漏部位必须认真做好记录查找原因及时处理，必要时可在墙板内侧加设一道聚氨酯防水提高防渗漏安全系数。

四、总结

预制装配式建筑是目前建筑行业正在大力推广的新型技术，从技术层面上来讲，通过采取一系列的改良措施其外墙防水性能已经能够得到有效保障，现场施工人员应熟练掌握预制外墙防水施工要领，严格按相关规范流程进行操作，把好防水质量关，只有这样才能确保预制墙体防水的万无一失，使预制装配式住宅产品能够获得广大用户的认同和市场的认可。

作者：张喆，单位：上海城建市政工程(集团)有限公司

第三篇：浙江3年将建200条装配式住宅生产线

近日，浙江省住房城乡建设厅召开全省绿色建筑与建筑工业化论坛暨省绿建协建筑工业化分会成立大会。这是自去年10月1日在全国率先推行住宅全装修以来，该省加快实现建筑业深化改革、促进绿色建筑、实现建筑大省和建筑强省转变总体目标的新举措。

此次大会的主题为“绿色建筑与建筑工业化”，重点围绕建筑工业化面临的挑战、发展中存在的问题，探讨建筑工业化的发展趋势、科研开发、标准制定、设计方案、营造方法、监督管理和案例分析，全面推行住宅全装修，真正让绿色建筑与建筑工业化在浙江省普及推广。

近年来，浙江省建筑产业持续快速发展，产业规模位居全国前列。“但从总体上看，建筑产业仍存在建设周期较长、资源能源消耗比较高、对环境影响比较大以及生产效率、科技含量、标准化程度偏低等问题。”浙江省绿色建筑与建筑节能行业协会相关负责人表示，出路就在于推进绿色建筑和建筑工业化。

会上，浙江省住房城乡建设厅相关负责人、省内外相关专家对浙江省建筑工业化政策和住宅全装修政策进行了解读，并就装配式内装助推住宅产业转型升级、装配式建筑EPC实践、建筑工业化全产业链服务、建筑产业现代化解决方案等进行了专题报告和学术交流。尤其是住宅装修工业化助推新建住宅全装修和装配式混凝土构件钢筋套筒灌浆连接质量控制关键技术更具指导性。

浙江省住房城乡建设厅相关负责人表示，3年内，浙江省内外将建设各100条装配式住宅工业化生产线，加大政策、财政、金融支持力度，推行工程总承包，助推建筑工业化健康有序和快速发展。

第四篇：案例解析典型装配整体式剪力墙住宅施工要点

2017-07-04预制建筑网

来源：国家建筑标准设计(ID：gh_b5f5a6f90796) 作者：李浩

一、基于套筒灌浆体系装配式剪力墙体系概述

装配整体式剪力墙结构体系为主的住宅工程，无论按预制率或装配率要求进行设计，对施工来说都只是带来工程量的变化，进而直接影响施工组织方案的策划，“因地制宜、因时制宜”的施工组织变得尤为重要。

在施工组织过程中，装配式建筑的质量究竟受到哪些因素的影响。

本文以几个实际项目为例，将其相关工艺、问题与工程数据进行比较，对装配整体式剪力墙住宅施工要点进行简要分析。

装配整体式剪力墙结构体系最重要的节点是竖向构件及其连接，较为常用节点连接工艺有浆锚搭接、约束箍筋浆锚连接、套筒灌浆连接，虽然技术和各厂家的产品均有不同特点，但是对施工组织并没有影响。

水平结构也一样，虽然叠合构件包括有肋的、无肋的、预应力的、非预应力的，仅仅改变的是模板工程的投入量，或者说是模架支撑量，不同的连接方式对施工组织设计来讲并没有本质的差别，见图

1、图2。

装配整体式剪力墙建筑的特点就像用构件拼成一个房子，不同的构件在预制范围

中有一定比例，如图3案例所示。

以预制率为55%的装配式剪力墙结构为例，地上结构55%混凝土用量转移到构件加工厂进行作业，减少现场施工量;现场施工内容转移到构件深化设计、构件安装工艺及质量控制、精细化工器具使用，这三方面是装配撞体式剪力墙住宅施工的重要组成部分，见图4。

图4 装配式剪力墙体系施工特点

二、深化设计与现场施工关联

装配式住宅工程为什么要做深化设计?

深化设计的主要目的就是整合所有专业图纸信息，并融合现场施工、构件生产阶段的施工措施，使构件在各阶段使用过程中顺利进行，减少或者杜绝可能出现的设计变更。

在实际工程中，我们参与了很多的深化设计，选择深化设计的主要原因包括以下几个方面(见图5)：

图5 施工方参与深化设计的原因

目前存在一个误区：将深化设计等同为“拆分构件”。深化设计是综合设计，以图3结构为例，为了实现55%的工程量在现场很便捷的施工而完成的综合设计。

这种综合设计的必要性在于：传统设计习惯了专业分割模式，因为建筑、结构、机电、精装修等各个专业的信息在各个专业的图纸上，而一个预制构件的所有信息需要综合，信息之间有可能发生碰撞与冲突，此外还有很多信息在设计图纸中是不覆盖的，例如：不同施工单位的模架信息，需要预留预埋的时候是不一致。

在施工之前，需要把以上所有信息都综合在一张图纸上，就是最终完成的深化图纸。图6所示是一个比较复杂的三维图，这是一个预制外墙带飘窗的设计，要含有装饰排砖做法，这个在原设计图纸上通常是找不到的。结构专业的钢筋、连接件的尺寸、定位，要让制作加工的人一目了然。

此外，所有吊装预埋点会因施工企业选择的支撑体系等不同导致深化图纸改变，如支撑、窗框等，见图7。综合设计、生产与施工信息的图纸才是我们最需要的图纸，是一个完整信息的表达。

图6 深化设计工作内容—饰面砖预制外墙深化设计图案例

图7 预制外墙板配筋图案例

深化设计图信息的缺失或不确定都会给后续施工环节带来无穷的麻烦。综合精装修、现场施工、构件加工等诸多问题，这么多信息结合到一起就会出现冲突和碰撞。

因此，深化设计过程就需要分两步走：

第一，要把所有会在工程现场出现的信息整合，见图8; 第二，就是解决所有信息可能发生的冲突与碰撞，见图9。

信息化的解决手段，可以做到让我们在正式施工之前把所有可能出现的问题通过软件模拟进行解决，进而保证装配整体式剪力墙预制构件深化设计可以顺畅完成。

图8 深化设计信息整合

图9 解决所有信息可能发生的冲突与碰撞

那么，深化设计的图纸量到底有多大呢?某工程案例，两种户型，图纸量如下表：

出现这么多图纸的原因包括：由于镜像关系图纸量增加了一倍;标准层和顶层的不同，例如顶层的施工塔吊要附着定位，有电梯就需要施工预埋等等，这样就会出现大量有差异的图纸，导致图纸量翻倍。

虽然有人说施工深化设计图纸就是含金量不高的辛苦活，但是如果不花心思认真做好，生产与施工现场就完全无法顺利进行下去。

深化设计工作如果存在后期变更将会带来大量的图纸调整工作。设计得再好也会有临时想改变的设计意向，然而，设计变更对深化设计工作量的影响是成倍增加的。

以建筑改变面砖的排布或颜色为例，如图10所示，直接导致首层、标准层、奇数偶数层、屋面的机房层等都要修改，最终导致施工深化设计图修改了10多张;如果机电要增加一个线盒，设计变更只需要修改两张图，而对深化设计图纸而言，每张墙板图都要增加，模具图也会增加，深化设计图纸发生十倍工作量的变化，造成了施工不顺畅。

图10 排砖图的变化引起的图纸量变化

图11 新增加线盒、管线引起的图纸量变化

三、装配式剪力墙结构工艺节点

装配式建筑的施工工期是值得关注的问题，例如有的装配式建筑施工7天一层，有的5天一层，这就是资源投入带来的影响，不同的资源投入对工期影响会很大，是有规律可循的。

常见的工期有两种：六天一层和七天一层，对于住宅而言，就是整体现浇和分体现浇两种情况，其工期对比分析见图12。

图12 整体、分体浇筑施工工期对比

第二，对比传统顶板满堂架(碗扣架)支撑，预制顶板选用独立支撑施工更加方便快捷，操作简单，材料用料极少，减少人工、增加工效，每层提效0.5天(支模+拆模)。

考虑到传统的现浇墙体浇筑并拆模后，再支设顶板并浇筑，将占有大约2~3天。如果采用铝模快拆体系，配合叠合板实现墙顶一次性支模和浇筑，可以省去拆除墙模的间歇时间，进一步提升工效，每层提效1天。

因此，施工问题绝不是一成不变的，它一定是随着你的资源投入与组织时刻变化着的，重点是目标是什么。六天一层的工期，是我们目前认为是资源投入和劳动力组织比较均衡的一种做法，见图13。但是,如果有多流水工作段的时候，吊装工使用就安排得更为合理，这就是一个标准的工期。

图13 装配整体式剪力墙结构住宅施工流水6天/层

施工另一个重要关注内容就是质量，影响的因素有以下六个方面：

第一，构件的加工精度，会对施工质量造成比较大的影响;

第二，安装定位插筋，目前，我国的国标和地标中，对预留钢筋定位验收不明确，亟待解决，图14(a)中的表格是施工单位自制表格，用这个表至少可以预先了解钢筋的伸出长度和位置、分仓方式;

第三，灌浆及基层处理，分仓方式需要在吊装之前检查确认，直接影响灌浆问题的好坏，灌浆料是否合格、报告和现场复试是否合格需要现场试验确认(见图15)，这个管控应作为施工现场的核心;

第四，安装标高控制和垂直度，吊装时候的垂直度会把不确定性往后传递;

第五，节点模板支设;

第六，节点混凝土浇筑，目前节点区混凝土多少会出现开裂问题，一直没有很好的解决。

(a)构件连接基础面检查记录表

(b)定位钢板示例1

(c)定位钢板示例2 图14 插筋定位措施

(c)灌浆口封堵

图15 预制墙板灌浆及流动性检测

分享两点施工经验，做预制构件的深化设计时可以实现很多工厂化设计，例如窗框定型定尺及窗洞口上下鹰嘴预留(图16)、墙板与模板连接部位增加企口(图17)，就是为了解决现场不好做的部分在工厂完成，这两点非常重要，既不会增加造价，又不会影响工厂化制作工期，对装配式建筑又是尤为重要。

图17 构件与模板连接部位增加企口

装配式建筑施工现场实现工具化和标准化，才能真正体现装配式建筑的意义，如图18。

图18 装配式剪力墙结构施工精细化工具展示

四、效益分析

本章以实际工程为案例进行分析

(1)做装配式一定是节省人工的。本项目支撑体系用工66人，如图19所示，55%的工作量在工厂完成，现场钢筋工、架子工、模板工用工量都有很大下降，且下降幅度超过预判，单层下降了30%。

本工程用独立支撑，2工/日，如果用碗扣架支撑，12工/日，相差80%，但租赁费很高，装配式费用的增量都被此项抵消，如图20。

图19 单层施工日对比

图20 效益展示-支撑体系用工

(2)以外架体系为例，仅以外围护工程对比，用工减少了70%，如图21。

图21 效益展示-外架体系施工

但是，装配式建筑的总成本如何，目前仍无法统一定论，以一个真实案例测算：一个现浇施工的建筑，机械成本占20%，人工成本占80%;一个装配式建筑，构件厂成本占30%，产业化工人成本占30%，机械成本占30%，现场精细化工具成本占10%，如图22。

图22 效益分析及对比

由此可见，一个装配式建筑比一个传统现浇施工的建筑机械化程度提高了整整一倍， 30%的成本投入在高水准的工厂化生产，现场的机械化和精细工具化加起来达到40%，等同于70%的工厂化、机械化、工具化生产占了装配式建筑70%的成本，这就大大减少了施工中对人员的依赖，成本花在了我们认为应该导向的地方，将施工模式由粗放型转化为集约型，这就是我个人对我们目前推进装配式建筑工作最大的体会，这就是装配建筑的最大社会效益。

建筑革新最前沿!在这里了解装配式建筑：

国内又一个高端商品房项目采用装配式技术!预制装配率超60%，多个创新点值得借鉴!

看了丹麦这些项目，才发现装配式建筑有这么多不为人知的“一面”…(94张高清大图)

万科操盘装配式混凝土住宅项目经验，解决行业痛点，太全面了!

在意大利，装配式建筑已成为精工细作的艺术!看完哑口无言...(80张高清大图+视频)

德国人买房子就像逛超市，大开眼界...

第五篇：【BIM机电】昆明新机场机电安装4D管理与BIM应用

一、工程背景

1、工程名称：昆明新机场(昆明长水国际机场)航站楼

2、工程类型：机场航站楼、机电设备工程

3、工程设计单位：北京建筑设计研究院

北京建筑设计研究院1979年开始实行事业单位企业化管理，1992年开始享有对外经营权，成为改革开放后最早进入国际建筑市场的国内著名设计企业之一。1998年通过ISO9001质量管理体系认证。

4、工程周期：2009年5月 ——2012年5月

5、相关软件应用：

Autodesk Revit Architecture Autodesk Revit MEP GIServer 基于BIM的昆明新机场航站楼机电工程4D系统【自主研发】 基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备信息管理平台【自主研发】 机场机电设备安装工程综合施工技术知识管理平台【自主研发】

6、BIM应用评价与反馈：

“本课题所研发的4D施工管理系统能适应机电安装工程的实际需求，可实现多层次的4D模拟和动态管理，辅助施工方案优化，为多参与方的协作和交流提供可视化的集成管理平台;知识管理平台则为用户管理和查询工程资料与专业知识提供了网络化的平台，极大地提高了机电工程施工管理水平和效率。该系统适用于大型、复杂建筑机电工程的施工管理，可促进工程项目的信息化管理，建议进一步推广应用。”北京城建集团昆明新机场机电设备安装项目部经理颜钢文 本课题所研发的信息管理平台能实现机场航站楼机电设备运营管理智能化,实现机电设备运行的全过程信息支持、多维信息管理以及动态的实时信息查询，为机电设备运行及管理提供科学的信息化管理手段。通过使用系统可以极大提高工作效率和管理水平，节省资源，降低成本的目的，具有很大的社会、经济效益。——昆明新机场航站楼运营总监向雪松

二、正文

基于BIM的昆明新机场机电设备安装4D管理系统与信息管理 工程概况：

昆明新机场总建筑面积435400m2,由南侧主楼(A区)、南侧东西两翼指廊(E、F区)、中央指廊(B区)和北侧Y形指廊(C、H、G区)七大区组成，地上三层(局部四层)、地下三层。机电安装工程总包北京城建集团和分包中国八局共同负责消防水、暖通、给排水和电气等分部工程施工，而弱电、智能建筑、行李系统和电梯等分部工程由709研究所、中船重工昆船公司等多个单位承包。

图1 昆明新机场航站楼工程鸟瞰图

BIM的应用简介：

本项目针对机场机电设备安装和运行管理的实际需求，首次将先进的BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)和4D(4 Dimension)技术应用于机场机电安装及运行管理中，开发并应用基于BIM的昆明新机场机电设备安装4D 管理系统(4D-BIM 系统)。通过建立基于BIM的机电设备4D信息模型，支持机电设备安装和运行的数据共享和集成管理，实现机场航站楼机电设备安装工程施工进度的4D动态管理以及施工过程模拟的4D可视化，为机电设备安装、运行及管理提供科学的信息化管理手段。在该项目中BIM具体包括BIM建模、BIM在施工管理中应用和BIM在运维信息管理中应用三个方面。 另外，鉴于机电设备安装工程庞大、复杂、局部区域设备集中等特点，本项目创造性提出基于BIM的多层次4D模型，其结构如图 2所示，包括宏观4D模型、微观4D模型、系统示意图模型和轴线模型四个层次。不同层次的4D信息模型是根据不同需求从整体BIM中提取的4D模型，用于实现不同层次的4D施工模拟和管理。其中，宏观4D模型由简化的整体3D模型和整体进度关联形成，支持整个机电设备安装工程的宏观4D施工模拟。其3D模型应在施工图设计时建立，并可采用三维轴线表示小尺寸管道(轴线模型)，支持基于轴线的管道渲染。微观4D模型由局部、详细的3D模型及相应的详细进度计划组成，用于展现机电设备集中部位的管道及设备布置状况和施工过程，支持动态的施工管理。其3D模型应在深化设计阶段建立，且只需针对复杂、重点的部位建立详细3D模型，从而在满足实际需求情况下节省大量建模工作。系统示意图模型由某一机电系统的示意图几何模型和该机电系统的整体进度计划关联形成，可展现单个机电设备系统的整体布局和设备逻辑关系，在宏观模拟时辅助机电系统的逻辑关系展示。

图2 基于BIM的机电设备安装工程多层次4D模型 系统简介：

1、基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备安装4D管理系统

本项目结合基于多层次4D模型的动态施工管理技术，在清华大学已有4D-GCPSU系统进行了二次开发，实现了基于BIM的昆明新机场航站楼机电安装4D管理系统，如图3所示。其系统架构如图4所示，包括数据库、数据接口、图形平台、模型管理平台、4D信息模型、4D微观管理模型以及4D宏观管理模块。该系统是基于网络的4D管理系统，4D信息模型集中存储在中央数据库，同时各个应用端会保存本地数据备份，从而支持协同工作的同时，减少网络传输，提供系统性能。具体包括BIM模型导入、进度计划导入、4D模型创建、3D模型浏览、信息查询、4D施工过程模拟、4D施工进度管理、施工文档管理等功能。

2、基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备安装4D管理系统。

如图5所示，基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备安装4D管理系统是清华大学与昆明新机场建设指挥部等参与单位共同研发，以BIM数据库为基础，实现基于GIS和Web的航站楼的运维管理及多维信息查询，具体包括物业信息管理、机电信息管理、流程信息管理、库存信息管理、报修与维护管理、系统管理。

图3 基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备安装4D管理系统

图4 基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备安装4D管理系统架构

图5 基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备安装4D管理系统

BIM建模：

1、宏观建筑模型：

包括墙、楼板、门窗、楼梯等构件，为展示机电设备布局提供空间参考。

图6 建筑BIM模型

2、宏观机电设备系统模型：

包括室内给排水系统、供电干线、通风空调等机电系统的管线和设备，譬如室内给排水模型包括污水排水管、废水排水管、生活热水给水管、生活热水回水管、集水坑、排污泵等构件。

图7 宏观机电BIM模型

3、精细模型：

建立了值机岛、罗盘箱、走廊顶部等局部的详细模型。譬如值机岛模型包括钢结构、风管、桥架、线槽、消防水管、地板、配电柜、水炮、摄像机等20多类构件。

图8 值机岛详细BIM模型

图9 走廊顶部详细机电BIM模型 基于BIM的多层次4D施工管理：

基于多层次BIM和4D模型，本项目实现了航站楼机电设备安装工程的多层次 4D施工过程模拟和管理：

1、宏观4D施工模拟

如图10所示，应用多层次4D技术实现排水系统宏观4D模型和系统示意图4D模型的同步模拟，弥补3D视图难以展现辅助MEP系统逻辑结构的不足。模拟中，3D视图中应用颜色和可见性等方式展示4D施工过程，系统示意图视图则用颜色在MEP系统示意图中同步标识各部分的当前施工状态。3D视图中，建筑模型只作为空间位置参考，根据需要适时显示，且设为半透明，以免遮挡MEP构件。

图10 A区排水系统宏观及系统示意图施工模拟

2、值机岛精细4D施工模拟

值机岛的机电体系包括强电、通风、消防、弱电、航显和行李等十多个专业，是航站楼中机电系统最复杂和最集中的区域，涉及土建总包、装饰装修、机电总包、消防总包、弱电总包和行李总包6家单位，实际施工中面临多专业交叉作业、操作空间有限和成品保护等挑战;且施工方一直未协调一致，建立统一的进度计划。因此在BIM应用过程中，各单位负责人首先以4D系统为平台，通过4D施工过程模拟、前置任务分析等功能分析施工方案中存在的工作面冲突、工序搭接不合理等问题，当场协商和调整进度计划。图11展示了通过4D模拟发现的值机岛中罗盘箱原始施工方案存在的问题，并用对比鲜明的不同颜色表示各施工单位正在施工的构件。最终，通过反复的模拟、交流和优化，形成较为合理的值机岛施工进度计划，共包括67个工序。但由于工期紧张，仍存在多专业同步施工，因此各施工单位通过微观4D施工过程模拟挖掘实际施工可能存在的施工空间冲突、成品破坏等问题，协商解决方案;这些信息均附加到4D模型中。在实际施工中，施工人员便可基于微观4D模型，合理安排施工过程，避免施工冲突、破坏成品等问题，保障工程顺利进行。单个值机岛的4D模拟如图12所示，6种不同的颜色表示6个施工单位正在施工的构件，并标出了各阶段施工中需注意的问题。鉴于昆明新机场航站楼共有8个值机岛，机电系统几乎一样，因此建立的进度计划和4D模型可直接用于指导其他值机岛的施工。

图11 罗盘箱施工模拟与优化

图12 值机岛施工过程模拟与分析

3、宏观4D施工管理

通过4D模型中计划进度与实际进度的对比，可以分析当前工作的进展状况，了解落后的任务，并有针对性地进行进度控制，如图13所示。也可用图形表现进度进展状况，如图所示，绿色表示提取完成，蓝色表示按时完成，黄色表示滞后完成。该方式可让用户一目了然地了解整体工作进展状况，快速掌握进度滞后的区域，实现重点的进度监控。用户也可查询任意选中施工单元的所有前置任务及其是否完成、计划开始时间、计划结束时间、负责单位和注意事项等信息。图14展示的是对排水系统管道施工任务的前置任务分析。并可按负责单位对前置任务过滤以及导出Excel报表，如图15所示，辅助施工方与其他单位交流。如图16所示，进度变更分析功能可以帮助用户分析当某一任务延后后，对其他任务或整体进度的影响情况。展示的是压力排水管道严密性试验滞后一天对其他任务的影响情况，可见会导致重力排水管道严密性试验滞后完成，从而导致B3排水系统安装总体滞后。

图13 进度对比分析

图14 前置任务分析

图15 导出前置任务

图16 进度变更分析

4、精细4D施工管理

基于建立的精细4D模型，可进行进度对比分析，了解工程实际进展情况。图17展示了当“吊顶安装”滞后后，对其他任务的影响情况，分析发现对烟感设备的安装和地板的时候有影响，但不会影响总工期。图18展示了地板安装任务的所有前置任务，可辅助装修总包了解由弱电总包负责的综合布线、机电总包负责的称重台安装等工作是否完成，避免窝工、返工等问题发生。用户还可以将任意一天需要完成的工作，及其前置任务完成情况等信息导出到Excel报表，用于多参与方之间的交流，图19展示了2011年6月26日4D进度的Excel报表。

图17 进度变更分析

图18 前置任务分析

图19 导出4D进度状态

基于BIM的昆明新机场航站楼机电设备信息管理：

1、昆明新机场航站楼物业信息管理应用

在系统中可以很方便的对房间、柜台、商铺等的分配和物业数据进行维护，而且可以根据用户的不同需求进行各种数据的统计和分析，并且导出用户需要的Excel表，方便用户进行各种文档存档等工作。在系统中用地图显示整个机场的情况，使用户能够直观的了解机场的整体布局是否合理，房间的使用和分配是否满足旅客的需求，通过各种数据的统计和分析以及结合地图的展示，可以为机场的整体运营提供更好的支持。具体如图20所示。

图20 房间管理及其信息查询

2、昆明新机场航站楼机电信息管理应用

机电信息管理系统把各个专业的管道布线都非常直观的在地图中显示出来，而且对各专业的上下级逻辑关系都能清楚的展现出来，这样就能方便的让维修工人快速、方便的查看到整个机电的逻辑关系和管道布线，及时做出正确的判断，避免给机场的正常运营带来不便。

在运营过程中，可能会出现某个配电间出现故障，需要在这个配电间的上级进行断电，这时就必须知道这个配电间的上级是谁，并且需要知道断电会对哪些区域或者设备有影响，会不会影响机场的正常运营，甚至在维修过程中有可能需要知道从配电间上级到配电间的桥架走向。

在系统中，不仅可以查找到各级别的上下级关系，还能直观的看到相互之间的桥架走向，帮助用户更快、更好的了解整个电气干线的走向及逻辑关系。具体如图21所示。

图21 TA1逻辑结构查询及其信息管理

3、昆明新机场航站楼流程信息管理应用

在系统中输入旅客所在位置，及输入登机口编号，就能查询出这位旅客从值机岛到登机口的路径信息，及值机岛与登机口的距离信息和人的正常步伐可能需要的时间信息，这样旅客就能根据这些信息判断出自己的登机时间是否充足等，如图22所示。

图22 登机流程展示

4、昆明新机场航站楼库存信息管理应用

库存信息管理系统不仅可以查找到机场航站区内的仓库位置，而且能很方便的查找到所需物品所在的仓库，及物品的数量和对应的一些相关信息，比如规格、尺寸等，这样就能让用户更快的了解到所需物品的信息。

机场运营过程中可能会根据实际需要对仓库的位置进行更改，仓库信息功能就是动态的对仓库进行管理。仓库有可能会分为机电专用的仓库和物业专用的仓库，在仓库信息功能中对仓库进行设置来对其他功能提供数据支持。

5、昆明新机场航站楼报修与维护信息管理应用

在系统中可以很容易的查看最近3个月时间内报修的总体数量;如查看最近3个月维修组维修人员接单数量的比较;再如最近3个月内，报修单整体的完成情况、无需维修、正在维修中的各自百分比等。月度保修信息统计入图23所示。

图23 月度报修信息统计 创新点：

1) 首次提出基于BIM的多层次4D模型，支持用户根据实际需求建立不同粒度的BIM模型，可极大地缩减建模工作量，促进BIM技术在大型、复杂机电设备安装工程中的应用。 2) 首次将BIM技术应用于机场机电设备安装工程，基于多层次 BIM模型实现宏观和微观4D动态施工管理，为中、高层管理者监控整体机电设备安装工程的施工过程提供了可视化的平台，也可辅助现场管理者和工程师针对机电设备集中区域实现微观4D施工过程模拟、施工方案优化和动态施工管理。

3) 首次将BIM模型直接应用于运维管理，实现施工阶段与运维管理的信息共享。将BIM与GIS技术相结合，所开发的基于BIM的昆明新机场航站楼运营管理系统和应用，有效提高了运维管理水平和效率，为BIM技术在运营阶段的应用提供了新的方法、技术和系统。 结语：

本项目针对机电安装工程特点，建立BIM模型，开发了相应的基于BIM的4D施工管理系统和运维管理平台，并结合实际解决了一系列机电安装工程动态施工管理和运维管理技术。通过实际应用表明，BIM和4D技术可有效辅助机电设备工程的施工过程模拟和动态管理，为多参与方的协作提供平台，可显著提升施工效率和管理水平;基于BIM和GIS的运维管理技术可充分共享施工阶段建立的BIM模型，实时查询和监控多维运维管理信息，支持航站楼日常运维中的物业管理、机电管理、流程管理、库存管理以及报修与维护等工作，有效提高了管理水平和效率，为相关决策提供了有力支持。