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.
تصویر (1)، پیش ساخته سازی
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 70 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 1886 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 تاریخچه ی پیش ساخته سازی در صنعت ساختمان، باید اشاره کرد که تولید ساختمان یاساختمان سازی در داخل کشور به دو روش انجام میگیرد:
1- روش سنتی
2- روش صنعتی
تصویر (2)، پیش ساخته سازی
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.
روش های ساختمان سازی روشهای تولید صنعتی نامیده می شوند تا حد بسیار مطلوبی نقاط ضعف روشهای سنتی را می پوشاند. از جمله مزایای روش صنعتی عبارتند از:
- استفاده بهینه از مصالح و در برخی موارد امکان بازیافت مصالح
- افزایش سرعت و کاهش نازک کاری های غیر ضروری
- کنترل کیفیت بالا
- ایمنی بیشتر
- صرفه جویی در مصرف انرژی
- کاهش نیروی انسانی
- مقاومت بهتر در برابر زلزله
روشهای صنعتی در ایران بیشتر شامل سازه های بتنی می باشد و در سه مورد مطرح می شوند:
- بتن ریزی درجا
- بتن ریزی در کارخانه(پیش ساخته)
- ترکیبی از دو روش فوق
تصویر (3)، پیش ساخته سازی
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:
- 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.
- سپس قطعات ساختمان به تکه های قابل ساخت و البته با قابلیت حمل با رعایت محدودیت های ترافیکی تقسیم می شود
- 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
- 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
- پس از ساخت قطعات، آنها را بسته بندی، شمارش و نامگذاری کرده و براساس برنامه مدون به سایت ارسال می شود
- قطعات در سایت نصب می شود.
