CN113863681A - 一种基于bim的工厂化制造房中房施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，属于房建施工技术领域，包括以下步骤：步骤一，测量放线，绘制房中房的整体设计图纸。步骤二，基于BIM技术，根据设计图纸进行房中房三维建模。步骤三，根据房中房三维建模及时发现设计图纸错漏，进一步优化房中房三维建模。步骤四，根据房中房三维建模，将设计图纸数据导入专用数控加工设备，完成房中房中各构件一次性加工成型。步骤五，将加工好的各构件运至施工现场。步骤六，整平地面。步骤七，按照设计图纸编号将各构件进行组装，形成整体的房中房结构。本发明解决建筑施工的施工界限不明确的问题、除主体结构外，无法实现全装配施工的问题、上下楼层间的噪音大，噪音污染严重，影响居住质量的问题。
Description
技术领域
本发明属于房建施工技术领域，具体涉及一种基于BIM的工厂化制造房中房施工方法。
背景技术
传统的房建施工结构包括以下几种，且各自的缺点为：
1，传统砌体隔墙系统：
砌体工程是指在建筑工程中使用普通黏土砖、承重黏土空心砖、蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、各种中小型砌块和石材等材料进行砌筑的工程；包括砌砖、石、砌块及轻质墙板等内容。
缺点：目前，砌体块隔墙还是靠人工砌筑，墙体垂直度平整度难以控制，虽然经抹灰后墙体垂直度、平整度有所改善，但仍然达不到精装修要求的精度。另外每个房间的开间尺寸，由于砌体及抹灰形成的施工偏差，造成每个房间都不一样，这对BIM化批量加工内装部件带来了极大的麻烦，往往弄巧成拙，特别是收边收口、板块分格，施工模数均难以控制。即达不到装配式施工便捷的目的，装饰效果也差强人意。
2，传统轻钢龙骨石膏板系统：
包括隔墙系统和吊顶系统。
传统轻钢龙骨石膏板隔墙系统：轻钢龙骨隔墙系统由天地龙骨，竖龙骨、和穿心龙骨组成，具有重量轻、强度较高、耐火性好、通用性强且安装简单的特点，有防震、防尘、隔音、吸音、恒温的功效，有工期短、施工简便、不易变形等优点。
缺点：一是，所用隔墙轻钢龙骨只是半成品材料，现场需要什么尺寸的龙骨，都是现场人工切割配做，加工精度难以保证。二是，龙骨结构本身不是独立结构，上下依靠膨胀螺栓固定在地面和顶面结构上，由于打孔定位偏差和现场人工切割偏差，造成隔墙本身垂直度、平整度难以保证。三是，由于打孔较多对原结构破坏较大。四是，材料型号多且连接方式不是固定连接方式，整体结构性能差，五是房间开间尺寸由于打孔定位偏差，造成开间尺寸精度难以保证，很难满足后期装饰BIM化装配式施工的要求。五是，由于隔墙是连接到顶面结构的，与消防、机电安装、暖通管道交叉碰撞非常严重，一来对隔墙本身结构造成影响，二来造成大量人力物力的浪费。
传统轻钢龙骨石膏板吊顶系统：轻钢龙骨吊顶系统由主龙骨、副龙骨、边龙骨、主吊挂、次吊挂、吊杆、拉爆等组成。具有重量轻、强度较高、耐火性好，结构安全可靠，抗冲击性能好，抗震性能良好，可提高隔热、隔声效果。缺点：一是，所用吊顶轻钢龙骨只是半成品材料，现场需要什么尺寸的龙骨，都是现场人工切割配做，加工精度难以保证。二是，龙骨结构本身不是独立结构，需要吊杆、主挂件等部件将主龙骨、副龙骨、副吊挂形成的吊顶龙骨系统吊装起来，且吊点多（平均1米左右横向和竖向都要配一根吊杆）；对原结构破坏很大。三是，配件多、材料型号多，制作、安装非常麻烦，装配精度低。四是，遇到大型设备、大型风管等特殊情况还需要做转换层，施工相当麻烦，且吊顶结构会产生不均匀沉降，造成石膏板变形开裂等质量问题。
3，轻钢别墅建造系统：质量很轻，稳定性好的，有非常好的抗震抗风性能好；轻钢材料还可以循环利用，绿色环保。
轻钢别墅的建造速度是普通建筑的7--8倍，基本不牵扯用水问题，是干性施工。轻钢别墅的重量只有传统砌体隔墙的三分之一到八分之一（砌体快干密度为300kg/m3至800kg/m3,而保温隔热岩棉的密度一般为80kg/m3至150kg/m3 ，室内隔音隔热岩棉密度一般为60kg/m3至80kg/m3），质量很轻。它的稳定性却是极好的，且钢结构的房屋有非常好的抗震性能。轻钢材料还可以循环利用，绿色环保。另外轻钢建筑寿命能达到70年以上。
轻钢别墅建造系统，最早起源于欧洲，其中芬兰、瑞典的轻钢结构最为发达，轻钢结构住宅预制构件达95%，技术条件成熟。
4，活动板房系统：活动板房采用重钢框架加以复合保温彩钢板而形成的一种快速建造临时性办公、居住用房。
5，集装箱房系统：集装箱房是利用集装箱的结构原理，加以改造而形成的一种临时性办公、居住用房。
上述各种房结构的建造中，存在下述问题：
1，建筑施工的施工界限不明确的问题。
2，除主体结构外，无法实现全装配施工的问题。
3，上下楼层间的噪音大，噪音污染严重，影响居住质量的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，以解决上述背景技术中的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，包括以下步骤：
步骤一，进行现场测量放线，绘制房中房的整体设计图纸。
步骤二，基于BIM技术，根据设计图纸进行房中房三维建模。
步骤三，根据房中房三维建模及时发现设计图纸错漏，进一步优化房中房三维建模，完成房中房三维建模设计。
房中房三维建模中包括隔墙三维建模部分、隔墙装饰面层三维建模部分、顶面三维建模部分，顶面装饰面层三维建模部分。
步骤四，根据房中房三维建模，将设计图纸数据导入专用数控加工设备，完成房中房中各构件一次性加工成型。
根据隔墙三维建模部分，完成隔墙中天龙骨、地龙骨、竖龙骨、水平加强龙骨、斜撑龙骨的一次性加工成型。
根据装饰面层三维建模部分，完成装饰面层中隔墙基层板、隔墙面层块料板的一次性加工成型。
根据顶面三维建模部分，完成横向龙骨、纵向龙骨的一次性加工成型。
根据顶面装饰面层三维建模部分，完成顶面基层板、顶面面层块料板的一次性加工成型。
步骤五，将加工好的各构件运至施工现场。
步骤六，整平地面。
步骤七，按照设计图纸编号将各构件进行组装，形成一个整体的房中房结构。
进一步优选的，根据步骤三中隔墙三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的天龙骨、地龙骨、竖龙骨、水平加强龙骨、斜撑龙骨、门洞口支撑龙骨进行现场拼装，完成隔墙施工，具体步骤如下：
a，首先将竖龙骨的一端通过连接件与天龙骨或地龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正。
b，然后再将每根竖龙骨穿入水平加强龙骨，并用连接件进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正。
c，再次将竖龙骨的另一端通过连接件与地龙骨或天龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正。
d，另外将斜撑龙骨通过连接件与对应的竖龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正。
e，最后用连接件将转角加固件连接到隔墙结构单元板块四角部，并全面校正。
f，待所有龙骨均校正后，依次拧紧所有连接件，使其成为一个高强度、刚性的隔墙结构单元板块。
g，将四个面的隔墙结构单元板块分别组装完毕后，再用连接件进行拼装并及时校正，完成隔墙施工。
进一步优选的，根据步骤三中隔墙装饰面层三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的隔墙基层板、隔墙面层块料板连接至隔墙上，完成隔墙装饰面层施工，具体步骤如下：
a，将加工好的隔墙基层板用固定件牢固地固定在隔墙一侧，然后将保温和吸音材料塞填到隔墙的龙骨间隙内，塞填密实、均匀。
b，待所有隐蔽工程验收完毕后进行隔墙另一侧的隔墙基层板封装，并用固定件牢固固定。
c，将隔墙面层块料板通过固定件固定在隔墙两侧的隔墙基层板外侧。
进一步优选的，若有电线线管安装时，在组装隔墙结构单元板块过程中，塞填保温和吸音材料前，可以随时将电线线管插入天龙骨、地龙骨及水平加强龙骨的线管孔里，并加以固定，同时检查电线线管贯通情况。
进一步优选的，根据步骤三中顶面三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的横向龙骨、纵向龙骨进行现场拼装，完成顶面施工，具体步骤如下：
a，均匀间隔布设纵向龙骨。
b，将横向龙骨通过连接件均匀间隔连接在纵向龙骨之间，形成矩形平面架体。
进一步优选的，根据步骤三中顶面装饰面层三维建模部分，将步骤四中一次性成型的顶面基层板、顶面面层块料板连接至顶面，完成顶面装饰面层施工，具体如下：
a，将加工好的顶面基层板用固定件牢固地固定在顶面两侧。
b，将顶面面层块料板通过固定件固定在顶面两侧的顶面基层板外侧。
进一步优选的，顶面上方设有转换层，转换层上方设有消防管道。
进一步优选的，顶面上方设有转换层，转换层上方设有空调管道。
与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：
1，本发明整个建筑施工的施工界限更加明确，土建单位只做主体结构（即框架结构）部分，内装单位采用全屋轻钢龙骨结构进行二次结构施工、全屋装饰施工、二次机电施工；机电安装、暖通、消防单位进行一次机电、暖通设备及消防管道施工，幕墙单位负责外立面幕墙施工；改变了过去那种二次结构由土建施工，而造成的土建与内装专业、土建与机电专业、土建与消防专业频繁交叉碰撞的现象。
2，本发明能够实现整个建筑除结构以外的全装配式施工；目前，幕墙、一次机电安装、暖通、消防加工已经实现了百分之百的工厂化生产，内装通过轻钢龙骨房中房技术除地面及粉刷以外，工厂化率也将会达到百分之百。
3，本发明由于顶面、墙体不再与原结构顶相连，对上下楼层的噪音传播起到了很好地阻隔作用，减少噪音污染。
附图说明
图1是本发明基于BIM的工厂化制造房中房的纵剖图。
图2是本发明基于BIM的工厂化制造房中房的纵剖图（带有空调管道、消防管道）。
图3 是本发明基于BIM的工厂化制造房中房的平剖图。
附图标记：1—天龙骨、2—地龙骨、3—竖龙骨、4—水平加强龙骨、5—斜撑龙骨、6—隔墙基层板、7—隔墙面层块料板、8—横向龙骨、9—纵向龙骨、10—顶面基层板、11—顶面面层块料板、12—连接件、13—转角加固件、14—固定件。
具体实施方式
参见图1至3所示，本发明一种基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，步骤为：
步骤一，进行现场测量放线，绘制房中房的整体设计图纸。
步骤二，基于BIM技术，根据设计图纸进行房中房三维建模。
步骤三，根据房中房三维建模及时发现设计图纸错漏，进一步优化房中房三维建模，完成房中房三维建模设计。
房中房三维建模中包括隔墙三维建模部分、隔墙装饰面层三维建模部分、顶面三维建模部分，顶面装饰面层三维建模部分。
步骤四，根据房中房三维建模，将设计图纸数据导入专用数控加工设备，完成房中房中各构件一次性加工成型。
各种可按照设计要求加工为成品构件，包括龙骨长度、宽度、沉头冲孔样式、折边样式、横竖龙骨交叉开口样式及位置等，均一次性加工成型，特别是冲孔间距精度非常高，正负误差0.3毫米；为整个房中房结构的组装精度打下了基础，提供了可靠的保证。
根据隔墙三维建模部分，完成隔墙中天龙骨、地龙骨、竖龙骨、水平加强龙骨、斜撑龙骨的一次性加工成型。
根据隔墙装饰面层三维建模部分，完成隔墙装饰面层中隔墙基层板、隔墙面层块料板的一次性加工成型。
根据顶面三维建模部分，完成横向龙骨、纵向龙骨的一次性加工成型。
根据顶面装饰面层三维建模部分，完成顶面基层板、顶面面层块料板的一次性加工成型。
步骤五，将加工好的各构件运至施工现场。
步骤六，整平地面：施工前对地面进行整平，甚至可以将地面工程全部做完，比如瓷砖铺贴，石材铺贴，水泥自流平地面等，均可先行施工。
步骤七，按照设计图纸编号将各构件进行组装，形成一体房中房结构，具体施工如下：
房中房结构拼装时，要进行精确定位，将组装好的房中房每一个结构单元板块按照定位点坐标进行定位固定，并用连接件、固定件组成一个整体；因为构件均为数控设备加工而成，精度非常高，因此组装精度也非常高；为后期装饰面层安装提供了有利条件。
根据步骤三中隔墙三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的天龙骨、地龙骨、竖龙骨、水平加强龙骨、斜撑龙骨、门洞口支撑龙骨进行现场拼装，完成隔墙施工，具体步骤如下：
a，首先将竖龙骨的一端通过连接件22与天龙骨或地龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
b，然后再将每根竖龙骨15穿入水平加强龙骨17，并用连接件22进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
c，再就是将竖龙骨的另一端通过连接件22与地龙骨或天龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
d，另外将斜撑龙骨16通过连接件22与对应的竖龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
e，最后用连接件22将转角加固件23连接到隔墙结构单元板块四角部，并全面校正；
f，待所有龙骨均校正后，依次拧紧所有连接件22，使其成为一个高强度、刚性的隔墙结构单元板块；
g，将四个面的隔墙结构单元板块分别组装完毕后，再用连接件22进行拼装并及时校正，完成隔墙施工。
根据步骤三中隔墙装饰面层三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的隔墙基层板、隔墙面层块料板连接至隔墙上，完成隔墙装饰面层施工，具体步骤如下：
a，将加工好的隔墙基层板用固定件24牢固地固定在隔墙一侧，然后将保温和吸音材料20塞填到隔墙的龙骨间隙内，塞填密实、均匀；
b，待所有隐蔽工程验收完毕后进行隔墙另一侧的隔墙基层板21封装，并用固定件牢固固定；
c，将隔墙面层块料板通过固定件固定在隔墙两侧的隔墙基层板外侧。
若有电线线管安装时，在组装隔墙结构单元板块过程中，塞填保温和吸音材料20前，可以随时将电线线管插入天龙骨、地龙骨及水平加强龙骨17的线管孔里，并加以固定，检查电线线管贯通情况。
根据步骤三中顶面三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的横向龙骨、纵向龙骨进行现场拼装，完成顶面施工，具体步骤如下：
a，均匀间隔布设纵向龙骨；
b，将横向龙骨通过连接件均匀间隔连接在纵向龙骨之间，形成矩形平面架体。
根据步骤三中顶面装饰面层三维建模部分，将步骤四中一次性成型的顶面封板连接至顶面，完成顶面装饰面层施工，具体如下：
a，将加工好的顶面基层板用固定件24牢固地固定在顶面两侧；
b，将顶面面层块料板通过固定件固定在顶面两侧的顶面基层板外侧。
顶面施工和顶面装饰面层施工中，具体分为下述两大类：
第一类，针对平面顶面施工可采取本事实例所述的龙骨+顶面封板方式，比如一般办公室，酒店客房，家庭卧室等，但超大面积的要根据实际情况加装适量的吊杆，比如面积超过50平方米的办公室。
第二类，针对有造型的顶面采取四周600mm内采用本事实例所述的龙骨+顶面封板方式，而造型部分宜采用GRG构件或木构件进行施工，用传统的吊杆安装方式进行安装，比如大会议室，大厅等。
上述中隔墙装饰面层和顶面装饰面层材料复杂，施工工艺也是千差万别，但大体可分为三类，本实施例采用第一类，实际施工时也可采用第二类或第三类：
a，第一类是块状类板材，例如木饰面、软硬包、金属板等。
针对块状类材料装饰采取完全BIM施工工艺，工厂根据最初的隔墙装饰面层三维建模部分和顶面装饰面层三维建模部分按照基层板、面层块料板进行统一下料加工，下料时一定要充分设计好基层板、面层块料板各自的加工公差，充分设计好各部件的装配模数及调整范围，以满足装饰效果的要求。
b，第二类是喷涂类材料，例如乳胶漆、油漆等。
针对喷涂类面层装饰，可采取腻子喷涂机器人和乳胶漆喷涂机器人进行施工。
c，第三类是裱糊类材料，例如壁纸、壁布等。
针对裱糊类面层装饰，目前只能采取人工处理。
顶面上方设有转换层，转换层上方设有消防管道。
顶面上方设有转换层，转换层上方设有空调管道。
上述中，连接件为不锈钢拉铆钉或自攻丝；固定件为自攻丝；转角加固件为与龙骨等厚的直角三角形镀锌铁皮；隔墙基层板、顶面基层板均为石膏板或硅酸钙板或阻燃板或水泥压力板；保温和吸音材料为玻璃岩棉。
本发明具有以下特点：
一是，整个建筑施工的施工界限更加明确，土建单位只做主体结构（框架结构）部分，内装单位采用全屋轻钢龙骨结构进行二次结构施工、全屋装饰施工、二次机电施工；机电安装、暖通、消防单位进行一次机电、暖通设备及消防管道施工，幕墙单位负责外立面幕墙施工；改变了过去那种二次结构由土建施工，而造成的土建与内装专业、土建与机电专业、土建与消防专业频繁交叉碰撞的现象。
二是，能够实现整个建筑除结构以外的全装配式施工；目前，幕墙、一次机电安装、暖通、消防加工已经实现了百分之百的工厂化生产，内装通过轻钢龙骨房中房技术除地面及粉刷以外，工厂化率也将会达到百分之百。
三是，另外由于顶面、墙体不再与原结构顶相连，对上下楼层的噪音传播起到了很好地阻隔作用，减少噪音污染。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，进行现场测量放线，绘制房中房的整体设计图纸；
步骤二，基于BIM技术，根据设计图纸进行房中房三维建模；
步骤三，根据房中房三维建模及时发现设计图纸错漏，进一步优化房中房三维建模，完成房中房三维建模设计；
房中房三维建模中包括隔墙三维建模部分、隔墙装饰面层三维建模部分、顶面三维建模部分，顶面装饰面层三维建模部分；
步骤四，根据房中房三维建模，将设计图纸数据导入专用数控加工设备，完成房中房中各构件一次性加工成型；
根据隔墙三维建模部分，完成隔墙中天龙骨（1）、地龙骨（2）、竖龙骨（3）、水平加强龙骨（4）、斜撑龙骨（5）的一次性加工成型；
根据装饰面层三维建模部分，完成装饰面层中隔墙基层板（6）、隔墙面层块料板（7）的一次性加工成型；
根据顶面三维建模部分，完成横向龙骨（8）、纵向龙骨（9）的一次性加工成型；
根据顶面装饰面层三维建模部分，完成顶面基层板（10）、顶面面层块料板（11）的一次性加工成型；
步骤五，将加工好的各构件运至施工现场；
步骤六，整平地面；
步骤七，按照设计图纸编号将各构件进行组装，形成一个整体的房中房结构。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：根据步骤三中隔墙三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的天龙骨、地龙骨、竖龙骨、水平加强龙骨、斜撑龙骨、门洞口支撑龙骨进行现场拼装，完成隔墙施工，具体步骤如下：
a，首先将竖龙骨的一端通过连接件（12）与天龙骨或地龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
b，然后再将每根竖龙骨穿入水平加强龙骨，并用连接件进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
c，再次将竖龙骨的另一端通过连接件与地龙骨或天龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
d，另外将斜撑龙骨通过连接件与对应的竖龙骨进行连接，连接时不要一次性全部连接死，以便调平调正；
e，最后用连接件将转角加固件（13）连接到隔墙结构单元板块四角部，并全面校正；
f，待所有龙骨均校正后，依次拧紧所有连接件，使其成为一个高强度、刚性的隔墙结构单元板块；
g，将四个面的隔墙结构单元板块分别组装完毕后，再用连接件进行拼装并及时校正，完成隔墙施工。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：根据步骤三中隔墙装饰面层三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的隔墙基层板、隔墙面层块料板连接至隔墙上，完成隔墙装饰面层施工，具体步骤如下：
a，将加工好的隔墙基层板用固定件（14）牢固地固定在隔墙一侧，然后将保温和吸音材料塞填到隔墙的龙骨间隙内，塞填密实、均匀；
b，待所有隐蔽工程验收完毕后进行隔墙另一侧的隔墙基层板封装，并用固定件牢固固定；
c，将隔墙面层块料板通过固定件固定在隔墙两侧的隔墙基层板外侧。
4.根据权利要求3所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：若有电线线管安装时，在组装隔墙结构单元板块过程中，塞填保温和吸音材料前，可以随时将电线线管插入天龙骨、地龙骨及水平加强龙骨的线管孔里，并加以固定，同时检查电线线管贯通情况。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：根据步骤三中顶面三维建模部分，将步骤四中一次加工成型的横向龙骨、纵向龙骨进行现场拼装，完成顶面施工，具体步骤如下：
a，均匀间隔布设纵向龙骨；
b，将横向龙骨通过连接件均匀间隔连接在纵向龙骨之间，形成矩形平面架体。
6.根据权利要求5所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：根据步骤三中顶面装饰面层三维建模部分，将步骤四中一次性成型的顶面基层板、顶面面层块料板连接至顶面，完成顶面装饰面层施工，具体如下：
a，将加工好的顶面基层板用固定件牢固地固定在顶面两侧；
b，将顶面面层块料板通过固定件固定在顶面两侧的顶面基层板外侧。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：顶面上方设有转换层（15），转换层上方设有消防管道（16）。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的基于BIM的工厂化制造房中房施工方法，其特征在于：顶面上方设有转换层，转换层上方设有空调管道（17）。
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