科技讓建造更智慧

日前，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)通知，批準(zhǔn)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《裝配式標(biāo)準(zhǔn)》）為國家標(biāo)準(zhǔn)，自2018年2月1日起實施。原國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)化建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》同時廢止。

裝配式建筑代表新一輪建筑業(yè)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方向，既是傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型與建造方式的重大變革，也是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要舉措，更是新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的有力支撐。近年來，我國在積極探索發(fā)展裝配式建筑過程中，在技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的頂層設(shè)計的支撐保障方面遇到了一些亟待解決的難題。在具體建造過程中，傳統(tǒng)二維設(shè)計方式也難以滿足預(yù)制構(gòu)件三維構(gòu)造的要求，設(shè)計效率低下，錯誤多、修改繁瑣。而傳統(tǒng)生產(chǎn)線采用二維圖紙進(jìn)行加工，存在圖紙可視性差，誤差大，不能與系統(tǒng)集成等問題，生產(chǎn)管理難以做到透明化、智能化，在現(xiàn)場施工時也容易遇到構(gòu)件信息丟失、構(gòu)件安裝效率低下等問題。

BIM技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使我國工程建設(shè)逐步向工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化方向發(fā)展，促使工程建設(shè)各階段、各專業(yè)主體之間在更高層面上充分共享資源，有效地避免各專業(yè)、各行業(yè)間協(xié)調(diào)不暢問題，有效地解決了設(shè)計與施工脫節(jié)、部品與建造技術(shù)脫節(jié)的問題，極大地提高了工程建設(shè)的精細(xì)化程度、生產(chǎn)效率和工程質(zhì)量。

以中建深港新城項目為例，該項目位于武漢市陽邏經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，總建筑面積約8萬平方米，由6棟住宅樓組成。項目承擔(dān)單位為中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司（以下簡稱中建三局一公司）。項目采用預(yù)制墻體、PCF板、疊合梁板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺等構(gòu)件，預(yù)制率和裝配率分別達(dá)到了53%和78%。

中建深港新城項目在建造過程中充分利用BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動技術(shù)、智能監(jiān)測等信息化手段，在深化設(shè)計、生產(chǎn)管理、施工管理三個方面實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用。信息化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)計與生產(chǎn)無縫銜接，提高生產(chǎn)效率、降低損耗，并且在現(xiàn)場采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其他BIM手段，從數(shù)據(jù)收集到數(shù)據(jù)應(yīng)用方面都給予了項目很大的支持，消除信息孤島，提高了整體工作效率。

“互聯(lián)網(wǎng)+”深化設(shè)計

首先是基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同深化設(shè)計。項目采用Allplan軟件進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計，在二維圖紙中進(jìn)行拆分設(shè)計，實現(xiàn)三維和二維圖形關(guān)聯(lián)、同步修改，使得深化設(shè)計流程更加精細(xì)化和具體化，提高了工作效率?？膳可缮a(chǎn)圖紙，自動統(tǒng)計工程量，提高設(shè)計人員工作效率，深化設(shè)計可達(dá)到可視化；同時可以進(jìn)行碰撞檢查，實時顯示圖紙中管線和鋼筋碰撞問題，在設(shè)計階段即可解決施工關(guān)系沖突問題。

和傳統(tǒng)設(shè)計相比，Allplan軟件可以實現(xiàn)跨地區(qū)、跨專業(yè)的設(shè)計，不同的設(shè)計者可以在不同的設(shè)計文件里工作，互不干涉，同一項目的所有設(shè)計文件可以根據(jù)自己需要有選擇地查看，并且通過預(yù)先設(shè)置設(shè)計參數(shù)，在同一項目下工作時，諸如標(biāo)注、文字、布筋規(guī)則是完全統(tǒng)一的，設(shè)計人員能夠直接使用統(tǒng)一向?qū)募驇煳募瑢崿F(xiàn)真正的協(xié)調(diào)設(shè)計。

基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同深化設(shè)計流程分為編制采標(biāo)目錄——預(yù)支構(gòu)件平面布置圖設(shè)計——審核預(yù)制構(gòu)件詳圖設(shè)計——審核——確認(rèn)——洽談——修改——歸檔9個步驟。

Allplan分為單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版，單機(jī)版用戶可以自定義目錄配置、標(biāo)準(zhǔn)等。網(wǎng)絡(luò)版安裝的用戶分關(guān)鍵用戶和一般用戶，關(guān)鍵用戶可以設(shè)置權(quán)限，把其他用戶設(shè)置為管理員或者受限用戶。網(wǎng)絡(luò)版可以實現(xiàn)項目控制，由項目負(fù)責(zé)人為項目參與者的工作任務(wù)分工分配權(quán)限，控制參與者在服務(wù)器上讀寫、修改設(shè)計文件等操作權(quán)限，從而實現(xiàn)參與人員各司其責(zé)、協(xié)同工作、保證設(shè)計的唯一性和可追溯性等。

在項目實施過程中，由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)設(shè)置公司圖框、標(biāo)簽、料表和圖紙布局目錄、定義常用預(yù)埋件目錄和通用配筋公式的設(shè)定以及創(chuàng)建項目、創(chuàng)建標(biāo)高，分配制圖文件權(quán)限、建立向?qū)У裙ぷ?。Allplan軟件的自動配筋、疊合板的拆分規(guī)則、鋼筋埋件統(tǒng)計、出圖布局等都需要預(yù)先設(shè)置好工廠目錄，同時公司通用的預(yù)埋件、有一定標(biāo)準(zhǔn)化程度的典型構(gòu)件均可以放入向?qū)募蜃鍘靸?nèi)。深化設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以直接調(diào)用，設(shè)計人員僅僅做深化設(shè)計，不用再額外創(chuàng)建相關(guān)的構(gòu)件族，大大減輕了工作量。

中建深港新城項目根據(jù)設(shè)計院給定的圖紙，按圖創(chuàng)建模型，在建模過程中，結(jié)構(gòu)墻、建筑墻、樓板、陽臺樓梯等非標(biāo)件均分開建模，每層的結(jié)構(gòu)分出若干制圖文件，便于查看，建模過程中對各文件以及模型中的單個構(gòu)件均應(yīng)按照既定的命名規(guī)則命名，便于后期的用量統(tǒng)計。

在拆分設(shè)計過程中，軟件可以按照給定的參數(shù)對疊合板構(gòu)件進(jìn)行自動設(shè)計，墻類構(gòu)件需根據(jù)實際情況做拆分，拆分過程應(yīng)重點考慮工程生產(chǎn)模具的尺寸模數(shù)，在綜合考慮保證結(jié)構(gòu)受力性能和生產(chǎn)的前提下，減少非標(biāo)構(gòu)件的數(shù)量。 拆分完成后，根據(jù)生產(chǎn)、安裝的需要，每塊預(yù)制構(gòu)件還需細(xì)部調(diào)整，例如企口、窗洞口、預(yù)留洞口等的設(shè)置，完成細(xì)部設(shè)置后，需要結(jié)合構(gòu)件的受力要求，對其進(jìn)行手動或自動配筋以及添加預(yù)埋件，相關(guān)預(yù)埋件直接從庫文件中調(diào)取。

在繪制二維圖紙的過程中，軟件自動根據(jù)二維圖紙轉(zhuǎn)變出三維模型，在三維模型中對構(gòu)件進(jìn)行進(jìn)一步的審核，發(fā)現(xiàn)碰撞等問題，軟件根據(jù)設(shè)計模型直接批量出圖，縮短了設(shè)計周期，提高了工作效率。

“互聯(lián)網(wǎng)+”生產(chǎn)管理

其次是基于互聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)管理。中建深港新城項目應(yīng)用裝配式構(gòu)件信息管理系統(tǒng)（PCIS），通過編碼建立構(gòu)件的唯一身份，利用RFID射頻技術(shù)，在預(yù)制構(gòu)件中埋入芯片卡，使用手持終端描述卡片，信息系統(tǒng)實時反應(yīng)項目所有預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸、安裝信息，實現(xiàn)項目的總體把控，實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)、物流到安裝全過程的協(xié)調(diào)部署和跟蹤管理?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的生產(chǎn)管理流程分為構(gòu)件編碼——構(gòu)件信息的錄入——信息錄入RFID射頻卡——安排生產(chǎn)計劃——過程信息錄入——綜合平臺信息同步6個步驟。

商務(wù)部門根據(jù)生產(chǎn)圖紙錄入工程量、采購信息等，系統(tǒng)為每一塊預(yù)制件自動分配唯一的編碼。構(gòu)件廠管理人員可以在系統(tǒng)上直接安排生產(chǎn)時間和生產(chǎn)模臺，所有構(gòu)件數(shù)據(jù)均可導(dǎo)出，方便查看統(tǒng)計。

生產(chǎn)人員使用專用打印機(jī)批量打印構(gòu)件標(biāo)識和編碼到RFID射頻卡上，在預(yù)制構(gòu)件澆筑混凝土前埋入芯片卡，芯片卡將存儲PC構(gòu)件的身份信息（ID）。

項目相關(guān)人員可以使用手持掃描終端掃描芯片卡，查看對應(yīng)構(gòu)件所有前置環(huán)節(jié)的操作人、操作時間，在確認(rèn)當(dāng)前工序后，確認(rèn)信息會傳回服務(wù)器。各階段掃描，信息系統(tǒng)會實時反應(yīng)項目所有預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸、安裝信息。質(zhì)檢人員也可以對構(gòu)件進(jìn)行檢查，并將檢查結(jié)果輸入手持終端，數(shù)據(jù)會同步到系統(tǒng)中。信息系統(tǒng)會實時反應(yīng)項目所有預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)、運輸、安裝信息，實現(xiàn)項目的總體把控。

“互聯(lián)網(wǎng)+”施工管理

第三是基于互聯(lián)網(wǎng)的施工現(xiàn)場管理。中建深港新城項目采用多種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的管理系統(tǒng)進(jìn)行施工現(xiàn)場的管理，其中主要包括：商品混凝土智能管理系統(tǒng)、噪聲揚塵自動監(jiān)測系統(tǒng)、基于BIM的智能放樣系統(tǒng)、基于3D激光掃描的非接觸式實測實量、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、綜合管理信息系統(tǒng)、施工項目現(xiàn)場管理系統(tǒng)、LED電子顯示屏BIM模擬現(xiàn)場施工進(jìn)度、互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)交底，通過對互聯(lián)網(wǎng)信息化的管理，有效提高作業(yè)水平、施工質(zhì)量和管理效率。

以商品混凝土智能管理系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)是公司自主研發(fā)的基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的管理系統(tǒng)，混凝土運輸人員持授權(quán)卡在相應(yīng)刷卡區(qū)刷卡，系統(tǒng)自動抓拍車牌號、混凝土標(biāo)號、運送量并自動生成統(tǒng)計報表。系統(tǒng)采用智能識別設(shè)備對混凝土運送進(jìn)行自動識別管理，提高了工作效率，實現(xiàn)了對工程混凝土的實時量化管理。

噪聲揚塵自動監(jiān)測系統(tǒng)則依托自動化監(jiān)測終端，針對不同環(huán)境的噪聲揚塵進(jìn)行連續(xù)自動監(jiān)測，并通過互聯(lián)網(wǎng)實時傳輸數(shù)據(jù)，動態(tài)反映施工現(xiàn)場噪聲揚塵污染情況。對項目的“四節(jié)一環(huán)?！睂嵤┣闆r進(jìn)行公示，供管理人員對項目綠色施工進(jìn)行管控。

此外，中建深港新城項目還應(yīng)用基于BIM的智能放樣系統(tǒng)，可在智能移動平板上瀏覽BIM模型，進(jìn)行三維展示，全方位便捷提取特征點進(jìn)行放樣。智能移動平板通過無線網(wǎng)絡(luò)連接到自動智能型全站儀，向全站儀發(fā)送指令和特征點坐標(biāo)，遙控操作，并且動態(tài)讀取全站儀的測量結(jié)果。通過全站儀導(dǎo)向光、自動跟蹤測量、放樣軟件圖形、文字、語音等多種提示，智能幫助作業(yè)人員快捷準(zhǔn)確地完成放樣和測量。

項目采用三維激光掃描儀進(jìn)行非接觸式實測實量，可以快速獲取施工現(xiàn)場的空間點云數(shù)據(jù)，對比BIM模型，利用軟件快速檢查施工結(jié)果與設(shè)計的偏差，對其作出客觀評價。在本工程中主要用于預(yù)制構(gòu)件驗收、結(jié)構(gòu)實測實量等。驗收時采用3D激光掃描對其進(jìn)行掃描實測，獲得真實的數(shù)據(jù)，對比BIM模型，檢查施工質(zhì)量，做到全面和精確的智能化驗收。

中建深港新城項目安裝遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在各個塔吊上布置監(jiān)控器，掌握現(xiàn)場實時動態(tài)。并在入口處安裝門禁系統(tǒng)，根據(jù)刷卡信息可動態(tài)統(tǒng)計現(xiàn)場施工人員，通過該系統(tǒng)能夠?qū)崟r了解現(xiàn)場各區(qū)域、各工種施工情況。

項目利用公司信息化平臺，整合相關(guān)施工信息，動態(tài)調(diào)整現(xiàn)場施工組織部署和計劃，合理配置資源，有效保證施工總進(jìn)度。項目前期通過綜合管理信息系統(tǒng)對技術(shù)、工期、質(zhì)量及安全等進(jìn)行策劃，過程中采用手持終端，通過施工項目現(xiàn)場管理系統(tǒng)對現(xiàn)場進(jìn)度、質(zhì)量、安全等進(jìn)行實時管理。項目同時采用公司自主研發(fā)的“綜合管理信息系統(tǒng)”“施工項目現(xiàn)場管理系統(tǒng)”，實現(xiàn)公司對項目的遠(yuǎn)程信息化監(jiān)管，實實在在地做到方案先行，杜絕安全隱患的滋生。

中建深港新城項目同時采用BIM技術(shù)對裝配式結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工模擬，在BIM模型中用特定顏色直觀反映構(gòu)件吊裝等施工狀態(tài)，將模擬結(jié)果通過LED電子顯示屏同步顯示，實時反映施工現(xiàn)場的進(jìn)度情況，從而有效地控制預(yù)制構(gòu)件的安裝。

針對項目的重點工藝，如預(yù)制構(gòu)件驗收、預(yù)制墻體吊裝、注漿工程、外掛架安裝、疊合梁、板吊裝、預(yù)制樓梯吊裝、預(yù)制陽臺吊裝等工藝，結(jié)合BIM技術(shù)制作工藝卡，建立二維碼信息庫，將二維碼張貼在現(xiàn)場對應(yīng)區(qū)域，供管理人員和作業(yè)人員使用手機(jī)隨時掃描查閱。 同時，將公司開發(fā)的單機(jī)版APP裝在手機(jī)等手持終端中，現(xiàn)場裝有藍(lán)牙，檢查人員到達(dá)藍(lán)牙信號范圍，系統(tǒng)自動記錄所在位置，檢查人員將檢查結(jié)果輸入手持終端，簽發(fā)整改單，數(shù)據(jù)會同步到系統(tǒng)中，同時整改責(zé)任人收到信息提示。

利用BIM施工模擬功能還可將各項重點施工工藝在手持終端或觸摸顯示屏上進(jìn)行動態(tài)展示，方便對管理人員和作業(yè)人員進(jìn)行重點工藝交底，進(jìn)一步加深對關(guān)鍵節(jié)點的理解，做到互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)交底。這種做法打破了傳統(tǒng)在現(xiàn)場占用大片空間進(jìn)行工序展示的單一做法。

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化掀起劃時代革命

中建深港新城項目由于現(xiàn)場采用模塊化施工，多個專業(yè)可以同步推進(jìn)，相比傳統(tǒng)施工，建造效率最高可提高50%，人均勞動率提高35倍，建造時間卻節(jié)省了三成，最快可達(dá)4天一層樓，工期整體縮短23%。與傳統(tǒng)施工方式相比，工業(yè)化住宅生產(chǎn)可節(jié)約鋼管架體93%，節(jié)約木材76%，節(jié)約用水53%，噪音值降低25%，實時PM2.5減少36%，減少施工垃圾80%，污水排放減少64%，綠色經(jīng)濟(jì)、社會效應(yīng)十分明顯。

由于項目采用BIM協(xié)同設(shè)計，能提供三維可視化的設(shè)計方式，在設(shè)計階段就能模擬生產(chǎn)施工過程，提高了效率，避免了設(shè)計和施工脫節(jié)的問題。在生產(chǎn)管理方面，基本實現(xiàn)了協(xié)同化、信息化施工管理，建立了基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理平臺，將管理效率提高了30%。在現(xiàn)場施工管理方面，采用基于互聯(lián)網(wǎng)的施工檢測、管理系統(tǒng)，使施工效率提高30%，質(zhì)量優(yōu)良率提高40%，基本杜絕了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的開裂、漏水、脫落等質(zhì)量缺陷。項目采用基于物聯(lián)網(wǎng)的安全管理系統(tǒng)，使勞務(wù)管理效率提高50%，流動人口管理實時化，有效杜絕了安全隱患。