قدرت پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان توسط مدلسازی اطلاعاتی BIM را دست کم نگیرید!

پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان و مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM

با استفاده از این تکنولوژی می ­توان کاهش نیروی کار، کاهش زمان ساخت و ساز و نیز افزایش دقت و کیفیت را در صنایع پیش ساخته به ارمغان آورد. با فراگیر شدن این تکنولوژی، صنایع پیش­ساخته در حال هماهنگ کردن نرم­افزارهای خود با آن بوده به صورتی که بسیاری از ماشین های CNC )Compute Numerical Control) امروزی قابلیت هماهنگ شدن با مدل هایBIM و تولید محصولات خود را دارا هستند. پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان طراحی و ساخت سازه های پیش ساخته و پیچیده بتنی و فلزی ،دیوار های پیش ساخته، تجهیزات الکتریکی و مکانیکی پیش ساخته نمونه ای از کاربرد های این تکنولوژی می باشد.

تحولات کیفی و کمی احداث سرپناه و فضای مناسب مسکونی با تحولات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی مناطق مختلف، همبستگی داشته و از یکدیگرقابل تفکیک نیست. علاوه بر آن، ذوق و هنر و تکنولوژی، از عوامل موثر در تولید کمی و کیفی مسکن بوده است و با توجه به رشد جمعیت و نیاز روزافزون به مسکن و مهاجرت به شهرها، تحولات بنیادین و عمیق در این صنعت به وجود آمده است.

در این حین یک روش ساختمان­ سازی نوین تحت عنوان پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان (Perfabricating)، به سرعت جایگاه خود را در صنعت ساختمان باز کرد و دامنه ی آن چنان گسترده شد که در حال حاضر در برخی کشورها بیش از ۷۰ درصد ساختمان سازی با استفاده از این روش می باشد.

پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان اولین بار تحت عنوان بتن پیش­ تنیده (Prestressed Concrete) در سال ۱۸۸۶ در کشور امریکا مورد توجه قرار گرفت و عیوب و نواقص آن نیم قرن بعد برطرف شد. گرچه پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان از اهرام مصر، معابد رومی و یونان و کاخ های ساسانی و هخامنشی آغاز شد، ولی توسعه صنعتی آن پس از انقلاب صنعتی و اختراع بتن و فولاد و پیدایش فنون جدید ساختمانی بوده است. نخستین مکان های پیش سازی و بتنی در انگلستان ایجاد شد که از آن می توان به ساخت مدارس توسط کنسرسیوم CLASP وSCOLLA  وSEAC  اشاره کرد. به طور کلی، توسعه ی پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان در اروپا پس از جنگ جهانی دوم بوده است که برنامه های بازسازی مناطق آسیب دیده مورد توجه قرار گرفت. دامنه ی استفاده از این صنعت در برخی کشور ها چنان بوده که به کلی جایگزین صنعت ساختمان سازی به شیوه سنتی شده است.

امروزه سال­هاست که این روش نوین در کشورهای اروپایی و پیشرفته دنیا مورد استفاده قرار می گیرد و با آزمایش­های فنی و تجربه ­های قابل­ قبولی که به دست آمده، جایگاه خود را استحکام بخشیده است. قطعات پیش­ساخته علاوه بر استفاده در ساختمان های مسکونی، در احداث سالن­های صنعتی، پل­ها و سایر موارد مورد استفاده قرار می ­گیرند. صنایع ساختمانی پیش ساخته و سیستم­های پیشرفته، سرعت فوق­العاده ای را در اجرای برنامه­های ساختمانی به وجود می آورند.

در مورد تاریچه ی پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان ، باید اشاره کرد که تولید ساختمان یا ساختمان­ سازی در داخل کشور به دو روش انجام میگیرد:

1. روش سنتی
2. روش صنعتی

روش سنتی ساختمان­ سازی شامل روش­های متداول و مرسوم ساخت و ساز در کشور می­باشد که در ساختمان­های بتن مسلح شامل مراحل خاکبرداری و اجرای فونداسیون، ستون، تیر، سقف، قالب­ بندی و بتن­ ریزی می­باشد که هر کدام از مراحل، بسته به عوامل مختلف زمان زیادی لازم دارند و در مورد ساختمان­هایی با اسکلت فولادی مراحل خاکبرداری و اجرای فونداسیون و برپایی اسکلت و جوشکاری آن، خود مستلزم صرف زمان طولانی می­باشد.

علاوه بر مسائل فوق نحوه اجرای اسکلت بتنی و فولادی در کارگاه مشکلات خاص خود را دارد. در سازه ­های بتنی مهمترین مساله ساخت بتن و طرح اختلاط آن و نحوه بتن­­ ریزی و عمل­ آوری بتن می­باشد و در مورد اسکلت فولادی، جوشکاری اتصالات از اهمیت ویژه­ای برخوردار است که توسط کارگران نیمه ماهر صورت می­گیرد.

روش­های نوین ساختمان سازی که روش­های تولید صنعتی نامیده می ­شوند تا حد بسیار مطلوبی نقاط ضعف روش­های سنتی را می ­پوشاند. از جمله مزایای روش صنعتی عبارتند از:

1. استفاده بهینه از مصالح و در برخی موارد امکان بازیافت مصالح
2. افزایش سرعت و کاهش نازک­ کاری های غیر ضروری
3. کنترل کیفیت بالا
4. ایمنی بیشتر
5. صرفه جویی در مصرف انرژی
6. کاهش نیروی انسانی
7. مقاومت بهتر در برابر زلزله

روش­های صنعتی در ایران بیشتر شامل سازه ­های بتنی می ­باشد و در سه مورد مطرح می­ شوند:

1. بتن ریزی درجا
2. بتن ریزی در کارخانه(پیش ساخته)
3. ترکیبی از دو روش فوق

پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان

حال به مزایایی که در ارتباط با سازه ­های پیش ­ساخته و نیمه پیش­ ساخته بتنی و فولادی و امکاناتی که برخی از نرم ­افزارهای مورد استفاده در BIM برای اجرای سریع، موفق و با کیفیت پروژه ­های ساختمانی که با استفاده از فن ­آوری­های مدل­سازی اطلاعات ساختمان طراحی و اجرا می­ شوند می­ پردازیم.

مزایای مرتبط با انجام کار در یک محیط کاری کنترل­ شده: کار در یک محیط کنترل شده انجام می­ شود. جایی که ابزار، فضای کاری و توالی ساخت از پیش تعیین شده است. در نتیجه می­ توان قابلیت پیش­ ساختگی را تا جایی برد که حتی تمام لایه های نازک کاری را به صورت کامل اجرا کرده و زمان اجرای پرژه را در مرحله ی نازک کاری کاهش داد. این ویژگی باعث افزایش ایمنی و نظم اجرایی بیشتری در محل سایت پروژه می شود، به طوری که استفاده از تجهیزاتی مانند نردبان ها، بالابر ها و دیگر تجهیزات در سایت، محدود و کار به شیوه خط مونتاژ انجام شود.

اجتناب از تاخیر ناشی از شرایط نامساعد جوی: مکان تولید و ساخت قطعات پیش­ ساخته اغلب مسقف و محصور شده است،که اجرای کار را در هر شرایط نامساعد هوایی ممکن می­سازد، که این خود یکی از دلایل رونق گرفتن این شیوه ی ساختمان­ سازی در مناطق سردسیر شده است.

افزایش سرعت مونتاژ قطعات در سایت: هر چند که تولید و ساخت قطعات با استفاده از تکنولوژی های جدید ساخت و عمل آوری بتن را سرعت داد، ولی می توان گفت زمان بیشتری را در مونتاژ قطعات در محل نصب صرفه جویی کرد.

تاقبل از استفاده از BIM و نرم ­افزارهای مورد استفاده در آن، قطعات پیش ­ساخته با استفاده از CAD هماهنگ و قطعه­ قطعه شده، که در تجسم کامل نحوه ساخت این سازه­ های سه ­بعدی دارای محدودیت­ هایی بود، ولی پس از ظهور BIM و نرم افزارهای مورد استفاده در آن مانند Tekla Structures که این امکان را می­ دهد برای پیکربندی باردهی(حمل قطعات)، نقشه ­های ساختی، اسمبل­ کردن و حتی در مواردی که سازه ی مورد نظر از نوع فولادی است، برنامه برش را نیز جهت ماشین CNC  ارائه می دهد، این رویه به طور کلی تغییر کرد و می­ توان گفت که پویایی بالایی را به فازهای طراحی و ساخت این سازه ها بدهد.

مراحل پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان بر اساس BIM به شرح ذیل است:

1. طراحی کلی ساختمان توسط تیم طراحی که مانند ساختمان­ های رایج انجام می ­شود و برای متخصصان پیش­ ساز برای تهیه طرح پیش­ ساختگی ارسال می شود.
2. سپس قطعات ساختمان به تکه های قابل ساخت و البته با قابلیت حمل با رعایت محدودیت­ های ترافیکی تقسیم می شود
3. در نهایت سازه­ای که به صورت پیش­ ساخته تبدیل شده است، برای تصمیم گیری نهایی و تامین تجهیزات و مصالح مورد نیاز به واحد طراحی ارجاع داده می شود
4. قطعه­ های پیش ­ساخته بر اساس دستورالعمل هایی که معمولا بر اساس زمان­ بندی اجرای پروژه تهیه می شود، بر روی خط مونتاژ قرار می گیرد و تولید می شود
5. پس از ساخت قطعات، آنها را بسته بندی، شمارش و نام­گذاری کرده و براساس برنامه مدون به سایت ارسال می شود
6. قطعات در سایت نصب می شود

در مقالات بعدی به دیگر خصوصیات نرم افزار تکلااستراکچر و قابلیت تعامل آن با سایر نرم افزارها مانند Autodesk Revit، Archicad و … برای استفاده در فرآیند BIM پرداخته می شود.

پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان,پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان,پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان

نویسنده: ابوالفضل نوایی

شیدا یوسفی

پایه یک طراحی، نظارت و اجرا

اولین نویسنده کتب آموزش نرم افزارهای BIM در کشور

تدریس نرم افزارهای پایه BIM , و تخصصی معماری و

دارنده گواهینامه بین المللی از شرکت اتودسک