過去十年，建築行業開始創新以提高效率、增加利潤并實現時間框架的确定性。 預制構件在建築中越來越多的出現就是創新的一個方面，預制服務在美國、英國、加拿大和澳大利亞的項目中越來越受歡迎。 在工廠位置組裝結構的多個組件并将這些組件運輸到現場位置，或預制結構，也稱為模塊化結構或制造和組裝設計 (DfMA)，已被認為是一種有效的方式來減少成本，有助于及時完成項目，并減少健康和安全事故。

　　組件的預制結構允許工程和其他工作以更少的現場資源更快地進行，因為現場開始看起來更像是一個使用預制元件的裝配位置。 預制組件是使用一系列軟件設計的，這些軟件專門用于創建 MEP (M&E) 預制模塊以及結構和建築設計的建築物和建築組件。 我們結合 BIM（建築信息模型）技術，研究了建築中一些不同類型的預制件以及支持預制件的軟件。

　　衆所周知，預制建築服務或制造和裝配設計 (DfMA) 或模塊化建築服務通常被認為适用于标準用途的完整單元。 但模塊化建設涉及的遠不止于此。 它涉及範圍廣泛的子組件和預制構件，例如消防樓梯、電梯、管道、供暖和制冷以及符合 ADA 标準的空間，它們可以在場外制造并運輸到工地。 可以預制建築物的更複雜的元素，例如帶有面闆的立面。 即使是在整個項目中重複出現的子組件，例如醫療機構的病房、浴室、教室和教育機構的科學實驗室，也适用于預制過程。 預制構件種類繁多，可大緻分為 3 類：結構、建築和工程相關。 本文将更詳細地探讨這些 DfMA 元素中的每一個。

　　1、結構預制 DfMA 的選項在結構設計空間中幾乎是無窮無盡的。 高大的塔樓或大型大廳，甚至承重牆以及 L 形擋土牆都是可以預制的結構的組成部分。 承重牆通常是建築物的外牆，甚至可以是公寓之間的牆，它增強了結構的剛度，現在可以在場外制造并運送到現場。 在預制模具中澆鑄單元，放置在網格圖案中，用于地闆/屋頂。 其他通常預制的元素，無論是作為整個單元還是作為現場組裝的幾個組件，包括：

　　将梁和地闆荷載傳遞到基礎和梁的柱子橫梁（單個開口上的簡單橫梁或框架中看到的更複雜的橫梁）大梁混凝土腰部（将柱子連接到梁）由混凝土制成的樓梯混凝土牆闆空心闆樓闆混凝土架露台街區頻道托梁鋼架 對于使用鋼框架的結構，可以在沒有柱子、梁和混凝土的情況下建造多層。 這些鋼架是根據直接連接到 CNC（計算機數控）機器的計算機模型設計和制造的，确保了安裝的高精度和速度。

　　适用于住宅結構，預制箱元件技術涉及一個過程，在該過程中，結構在現場與準備組裝的箱單元組裝在一起。 這種箱形元件通常包括承重框架、牆壁、地闆和屋頂，以及窗戶、HVAC 和電氣設備及配件。

　　2、建築預制 當然，許多建造的結構元素也被認為是建築元素，為此創建的細節包括建築設計和場外制造的建築規範要求。 建築中常用的預制構件包括：

　　建築圍護結構和覆層樓梯内部承重牆，較輕的隔闆開放式、封閉式面闆系統浴室，廚房，帶電氣和管道系統牆壁元素屋頂元素天花闆元素窗戶、門、通風設備石膏闆組件木結構牆元素地闆用木材、水泥、石膏和其他材料制成的面闆隔音闆3、工程預制 技術先進、設計精良的預制、鋼筋和預應力構件也被用于項目的工程構件中。 工程中使用的預制組件涉及幾個單獨的元素，例如：

　　包含暖通空調、管道系統、電氣托盤/梯子/籃子、灑水裝置和排水裝置的單支柱走廊模塊包含從廠區到樓層的建築服務的單支柱立管模塊包含用于機房和能源中心的機械設備的成套設備 模塊化工藝件是一個框架内的系統，易于運輸。 單個模塊包含工藝系統，并且可以組裝多個流程模塊以創建整個便攜式設備，有時稱為“盒子中的系統”。 多件工藝系統可能由協調的原材料件、公用事業件和加工單元組成。 多個件可實現并行施工。

　　廠房、機械室或鍋爐房是結構中專用于機械設備和相關電氣設備的房間或區域，所有這些都可以預制。 機房通常包含以下内容：

　　空氣處理器鍋爐冷卻器熱交換器熱水器和水箱水泵（用于生活、加熱/冷卻和消防用水）主要分配管道和閥門灑水器分配管道和泵備用發電機電梯機械HVAC（供暖、通風和空調）設備 模塊化天花闆和立管系統由用于存儲、處理和規劃的建築組件組成。 這些系統使現場組裝建築服務解決方案變得更快、更容易。

　　預制組件可用作工廠橇、機房以及天花闆和立管模塊，因為它們已經考慮了模塊的所有懸挂和附件，因此不需要機庫和現場安裝單獨服務。 通常，這些模塊是在 3D BIM 協調階段創建的，在此階段，早期規劃将允許更有效的布局。

　　4、軟件 建築、結構和 MEP (M&E) 服務的預制用于高效和有效的預制過程。 使用的一些更流行的軟件解決方案包括：

　　AutoCAD、Revit、Inventor、FabricationMEP

　　建築預制的首選軟件是 Revit、AutoCAD 和 Inventor。 他們提供：

　　詳細的 3D 模型，以及用于立管、走廊和機房的準确模塊和線軸圖紙，以加快建築服務安裝。預制鋼結構的精确 3D 模型和相關圖紙。特定區域的綜合 3D 模型和詳細制造圖紙，例如酒店浴室隔間或醫院浴室隔間、外牆闆、多用途機架、病房頂牆，以降低成本和加快安裝 在施工期間，SDS/2、IDAT Precast 和 Autodesk Fabrication 是支持為預制生成精确結構和 MEP 3D 模型的相關軟件選項。 此外，Autodesk 的 Revit 軟件可與 Autodesk Inventor 的制造功能高效協作，以交付預制模塊。

　　Inventor 的預制模型将任何更改與建築設計和計算機數字控制 (CNC) 組件進行通信。 對于每種類型的預制模塊，單個 Revit 組将定義規程部分。 所有學科模型都必須具有元素，以便模塊在幾何上分離。 這個文件可以作為一個完整的模塊進行預制。 對于項目中的每種類型的預制模塊，都存在一個唯一的模塊模型。 任何模塊組/組件都可以更新、更改、替換或删除，同時審核、接受或拒絕每個偏差。

　　至此，就可以在Revit中産生一個用于預制模塊繪圖和分析的BIM工作流。 然後它可以監視更改。 通過記錄模塊的預制參數，可以對數據進行統計、分析和翻譯。 使用參數值，可以創建過濾器和特定于模塊的視圖，從而促進不同項目團隊之間的協調。

　　在 AutoCAD 中，會顯示預制構件類型的示意圖和相關部分的尺寸值。 然後它可以生成已定義元素的 3D 繪圖，并指定元素參數。

　　Autodesk 的 Fabrication CADmep™、Fabrication ESTmep™ 和 Fabrication CAMduct™ 軟件有助于細化和建造更好的建築。 BIM 360 Team、Revit 和 Fabrication 工具可以從任何地方交流、查看、标記和審查項目設計文件，并與擴展的設計團隊保持聯系。

　　5、SEMA 憑借複雜的數據和宏技術，SEMA 軟件可以适應公司的特定需求。 SEMA 支持預制建築，操作簡單，可以快速高效地将構件放置在屋頂、天花闆或牆壁中。

　　SEMA 具有廣泛的編輯功能和不斷更新的 3D 圖像以仔細檢查結構。 快速創建包含客戶輸入的布局和圖紙。 提供了靈活的宏，專門用于樓梯。

　　SEMA 還提供多角度的 3D 可視化。 物體的“周圍環境”，例如牆壁、窗戶、天花闆或家具，可以通過逼真的演示來查看，并且可以使用各種用于可視化的有用 3D 物體。 此外，還可以導入 3D 對象。 光影測量有助于物體的視覺真實性。

　　未完成狀态的對象的尺寸可用于在短短幾分鐘内計算數字，用于建築報價。 可以計算出精确到毫米的詳細裝配點，例如固定支架系統的參考點。 SEMA 提供廣泛的緊固件、支架、端頭類型、榫頭、斜接接頭、層狀連接器、銷釘和帶螺栓的鋼連接件庫。

　　6、Solidworks 易于使用，易于适應可能難以創建的新興組件，包括弧形樓梯，Solidworks 是 Dassault Systèmes 的一部分，對于設計高端組件非常有效。 它通過各種數據和技術交流輸入提高生産力，并提供仿真技術來幫助驗證設計。 Solidworks 可自動執行預制零件的訂購、配置、設計和生産。 它具有實體建模、運動、模拟、工具箱、TolAnalyst、Circute Works、PhotoView 360、ScanTo3D、電子繪圖和 DWG 編輯器。 Solidworks 開發了其他軟件産品以支持 3D CAD、仿真、産品數據管理、技術交流、電氣設計和 3D 體驗。 甚至可以使用集成的自動化制造成本工具來估算新産品的成本，從而節省時間并提高設計師和工程師的工作效率。

　　7、CATIA CATIA 和 DELMIA 應用程序向客戶展示了如何組裝建築物的組件。 對于 3D 模型，雖然所有部分都被表示出來，但構造的複雜性可能并不明顯。 DELMIA 詳細說明了構建的順序和過程，一步一步地進行。

　　總而言之，BIM（建築信息模型）技術在建築行業中的日益普及支持了模塊化建築的成功。 BIM 環境鼓勵協作過程，整合建築、工程和施工學科。 BIM 将時間和 3D 數據無縫鍊接，從而準确預測涉及工廠生産到現場組裝的時間表，從而支持預制。 自動化設備實際上消除了車間繪圖階段，一些制造商可以制造用于現場組裝的模塊。 模型非常詳細，并與生産的其他方面相結合。 在設計過程中檢測到沖突，從而顯着節省時間和費用。 其設計階段和協調階段整合了各個環節，使裝配式建造成為可能。 作為 BIM 流程的一部分，可以在場外制造一些建築服務的關鍵模塊，例如機房、水管、浴室等。 這節省了時間，因為許多重要的測試，例如壓力測試和氣密性測試，都是在工廠完成的。

　　對每個産品進行的這一系列測試意味着最終的質量接近理想，并且在産品到達現場之前發現了沖突和其他問題。 可以計算加熱和冷卻負荷、HVAC 管道尺寸和管道尺寸。 同時，由于模組和元器件在工廠生産，大大減少了現場勞動力。 此外，BIM 允許進行建築服務分析，并幫助計算建築在施工後如何運作的明智估計。 擁有模型意味着可以在流程的早期将節能技術納入設計。 該模型還将告知客戶他們建議的費用。

　　即使可以輕松獲得方便的軟件選項，一些公司仍傾向于開發自己的制造軟件，因為勞動力短缺、利潤下降、時間緊迫、質量控制實施不力、惡劣天氣的結果、複雜的組件和安全問題。 但是，對于許多建築公司而言，預制過程的前進方向仍然是使用當前可用的高效軟件的選擇或尋找具有這樣做的專業知識和經驗的合作夥伴。

　　原文鍊接：http://www.bimant.com/blog/prefab-n-dfma-softwares/

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