智慧建造 繪制未來藍圖

文｜本刊編輯部

在2016年9月14日召開的國務院常務會議上，國務院總理李克強強調了“大力發展裝配式建筑，推動產業結構調整升級”。會議認為，按照推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的要求，大力發展鋼結構、混凝土等裝配式建筑，具有發展節能環保新產業、提高建筑安全水平、推動化解過剩產能等一舉多得之效。會議決定，以京津冀、長三角、珠三角城市群和常住人口超過300萬的其他城市為重點，加快提高裝配式建筑占新建建筑面積的比例。

目前，我國正在積極推廣裝配式建筑的應用，提出力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%，并將京津冀列為重點推進地區。2017年3月，住房和城鄉建設部印發《“十三五”裝配式建筑行動方案》，明確了2020年發展目標：全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上，其中重點推進地區達到20%以上。

裝配式施工可以提高建筑品質、降低資源消耗和環境污染，是建筑行業實現轉型升級、可持續發展的必然之路。裝配式施工在解決傳統施工方式問題的同時，對施工管理和施工技術也提出了要求和挑戰。

采用裝配式施工的住宅，其建設過程不同于傳統方式，增加了深化設計、構件生產、物流運輸階段，施工階段的主體結構施工由現場澆注轉變為以裝配式施工為主。裝配式施工采用傳統的管理方法和技術，工作量大，管理難度大，效率低，通過使用信息技術可以很好地解決這些問題。例如中南集團總部基地高級公寓樓應用信息技術手段，很好地解決了設計、構件生產、施工工期緊、質量要求高的難題。

中南集團總部基地項目位于海門市新區，包括三個單體，為總部大樓、綜合樓、高級公寓樓，地下室覆蓋各單體建筑。其中中南集團總部基地高級公寓樓項目層數為31層，地上總建筑面積為52273.40 平方米，建筑高度（至屋面面層高度）為97.95米，建筑結構形式為框架-剪力墻結構。中南集團總部基地高級公寓樓項目地下及首層至四層是現澆部分，五層以上采用預制裝配。

改變傳統施工模式 提高生產效率

本項目采用預制裝配施工工藝，結構高度接近100米，要求預制結構體系技術可靠，方案論證必須符合要求。中南集團總部基地高級公寓樓為精裝修工程，涉及多專業交叉施工，溝通面廣，協調難度大。區別于傳統施工模式，吊裝難度大，整個區域內已有部分竣工運行，構件組織運輸吊裝難，施工作業難。對于施工環保要求高，需要采取環保措施降低場區內揚塵、噪音產生。

針對上述要求，項目團隊應用Revit 2014軟件進行了圖紙深化，輸出構件詳圖，進行管線碰撞檢測和綜合布置以及施工進度管理。通過使用場地布置軟件，實現了塔吊位置、構件堆放區域、構件運輸路徑的模擬優化。通過自主開發全預制構件信息管理系統，實現了對構件設計、生產、倉儲、運輸、吊裝各環節信息的管理和共享。

在施工進場前期，項目團隊利用建筑信息模型對整個施工場地進行場地布置模擬，由于該項目采用預制裝配式施工，施工過程和常規項目施工不同，主要的施工重點在于吊裝施工，因此對該項目的塔吊位置布置、構件堆放區域、構件運輸路線進行了模擬，避免在施工過程中發生錯誤，并確定方案，對相關人員進行技術交底。

預制裝配式建筑與常規建筑不同，常規建筑每個施工階段都有相應的材料運輸至現場如混凝土、鋼筋等大量的建筑材料；而裝配式建筑主要運輸的是在工廠已經加工好的預制構件，為了保證這些構件能夠合理有序地運輸至現場并堆放至預定的區域，需要利用建筑信息模型對構件的運輸路線進行模擬，并確定最優運輸路線。

中南集團總部基地高級公寓樓項目配備了兩臺塔吊，主要考慮分為兩個施工段吊裝施工，每個塔吊負責一個施工段的吊裝施工，因此根據塔吊的臂長工作范圍模擬塔吊所在位置是否能滿足吊裝施工的需求，最終確定兩臺塔吊布置的位置。兩臺塔吊同時進行構件吊裝施工，將每個施工段所要吊裝的構件分別堆放至每個塔吊施工范圍內的堆放區中，利用建筑信息模型進行構件堆放模擬，確保塔吊能夠有序地進行吊裝施工，最終確定構件堆放方案。

同時，為了保證設計、生產、倉儲、運輸、吊裝各環節信息共享與溝通，項目團隊開發了全預制構件信息管理系統，并與建筑信息模型技術、物聯網技術相結合，在RFID高頻芯片中寫入構件編號信息并埋入預制構件，實現多用戶、多平臺、各環節構件信息查詢與處理，更好地在設計、生產、運輸、吊裝施工等環節對構件進行管理，從而更為有效地管理構件何時生產、何時出廠運輸至施工現場，堆放至合理的堆放區域并實施吊裝施工。

多維協同共享 優化施工計劃

基于建筑信息模型的4D虛擬建造技術是將設計階段所完成的3D建筑信息模型附加進度計劃，構成4D模型，其主要目的是按照工程項目的施工計劃模擬現實的建造過程，在虛擬的環境下發現施工過程中可能存在的問題和風險，并針對問題和風險對模型和計劃進行調整、修改，進而優化施工計劃。

中南集團總部基地高級公寓樓項目為預制裝配式建筑，整個施工過程以吊裝為主，由于塔吊吊裝施工受天氣因素影響，如遇六級及以上大風、大雨、大霧等天氣需要停止露天吊裝。因此在利用建筑信息模型完成整體施工進度優化后，會將整個施工周期，以半月為單位，劃分為多個施工階段。每個小施工段在施工前進行一次小施工階段模擬，并將小施工階段的現實數據（真實施工天數）與整體施工進度模擬理想數據（理想計劃天數）進行對比，檢查整個施工周期中受天氣因素和其他不穩定因素對整個施工周期的影響，取平均值，為今后制定較為合理的施工周期提供數據。

中南集團總部基地高級公寓樓項目應用建筑信息模型技術進行深化設計及施工輔助管理，在預制裝配施工方面利用建筑信息模型技術進行實際落地應用。該項目的預制裝配成為一大亮點，榮獲2014年中國建筑業建筑信息模型(BIM)邀請賽卓越大獎三等獎。

中南集團總部基地高級公寓樓項目通過4D進度模擬對施工過程進行反復模擬，將施工中可能發生的問題在模擬的環境中提前進行檢驗，發現問題逐一修改，并提前制定應對措施，使進度計劃和施工方案最優，指導實際的項目施工，保證項目施工的順利完成。對于構件堆放區域的模擬規劃，減少了構件堆放錯誤而導致的構件二次搬運，提高了構件吊裝施工的效率和控制了成本。此外，在構件運輸規劃方面，可以對施工現場構件運輸路線進行預留和保護，避免了施工現場車輛亂停導致運輸路線擁堵現象，為構件及時高效地到場提供了保障。