科技讓建造更智慧

日前，住房和城鄉建設部印發通知，批準《裝配式建筑評價標準》（以下簡稱《裝配式標準》）為國家標準，自2018年2月1日起實施。原國家標準《工業化建筑評價標準》同時廢止。

裝配式建筑代表新一輪建筑業科技革命和產業變革方向，既是傳統建筑業轉型與建造方式的重大變革，也是推進供給側結構性改革的重要舉措，更是新型城鎮化建設的有力支撐。近年來，我國在積極探索發展裝配式建筑過程中，在技術規范與標準的頂層設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，傳統二維設計方式也難以滿足預制構件三維構造的要求，設計效率低下，錯誤多、修改繁瑣。而傳統生產線采用二維圖紙進行加工，存在圖紙可視性差，誤差大，不能與系統集成等問題，生產管理難以做到透明化、智能化，在現場施工時也容易遇到構件信息丟失、構件安裝效率低下等問題。

BIM技術和互聯網技術的廣泛應用使我國工程建設逐步向工業化、標準化和信息化方向發展，促使工程建設各階段、各專業主體之間在更高層面上充分共享資源，有效地避免各專業、各行業間協調不暢問題，有效地解決了設計與施工脫節、部品與建造技術脫節的問題，極大地提高了工程建設的精細化程度、生產效率和工程質量。

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

中建深港新城項目在建造過程中充分利用BIM技術、物聯網、移動技術、智能監測等信息化手段，在深化設計、生產管理、施工管理三個方面實現“互聯網+”應用。信息化的生產管理系統，實現設計與生產無縫銜接，提高生產效率、降低損耗，并且在現場采用了物聯網技術及其他BIM手段，從數據收集到數據應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。

“互聯網+”深化設計

首先是基于互聯網的協同深化設計。項目采用Allplan軟件進行裝配式結構的深化設計，在二維圖紙中進行拆分設計，實現三維和二維圖形關聯、同步修改，使得深化設計流程更加精細化和具體化，提高了工作效率。可批量生成生產圖紙，自動統計工程量，提高設計人員工作效率，深化設計可達到可視化；同時可以進行碰撞檢查，實時顯示圖紙中管線和鋼筋碰撞問題，在設計階段即可解決施工關系沖突問題。

和傳統設計相比，Allplan軟件可以實現跨地區、跨專業的設計，不同的設計者可以在不同的設計文件里工作，互不干涉，同一項目的所有設計文件可以根據自己需要有選擇地查看，并且通過預先設置設計參數，在同一項目下工作時，諸如標注、文字、布筋規則是完全統一的，設計人員能夠直接使用統一向導文件或庫文件，實現真正的協調設計。

基于互聯網的協同深化設計流程分為編制采標目錄——預支構件平面布置圖設計——審核預制構件詳圖設計——審核——確認——洽談——修改——歸檔9個步驟。

Allplan分為單機版和網絡版，單機版用戶可以自定義目錄配置、標準等。網絡版安裝的用戶分關鍵用戶和一般用戶，關鍵用戶可以設置權限，把其他用戶設置為管理員或者受限用戶。網絡版可以實現項目控制，由項目負責人為項目參與者的工作任務分工分配權限，控制參與者在服務器上讀寫、修改設計文件等操作權限，從而實現參與人員各司其責、協同工作、保證設計的唯一性和可追溯性等。

在項目實施過程中，由項目技術負責人負責設置公司圖框、標簽、料表和圖紙布局目錄、定義常用預埋件目錄和通用配筋公式的設定以及創建項目、創建標高，分配制圖文件權限、建立向導等工作。Allplan軟件的自動配筋、疊合板的拆分規則、鋼筋埋件統計、出圖布局等都需要預先設置好工廠目錄，同時公司通用的預埋件、有一定標準化程度的典型構件均可以放入向導文件或族庫內。深化設計過程中，設計人員可以直接調用，設計人員僅僅做深化設計，不用再額外創建相關的構件族，大大減輕了工作量。

中建深港新城項目根據設計院給定的圖紙，按圖創建模型，在建模過程中，結構墻、建筑墻、樓板、陽臺樓梯等非標件均分開建模，每層的結構分出若干制圖文件，便于查看，建模過程中對各文件以及模型中的單個構件均應按照既定的命名規則命名，便于后期的用量統計。

在拆分設計過程中，軟件可以按照給定的參數對疊合板構件進行自動設計，墻類構件需根據實際情況做拆分，拆分過程應重點考慮工程生產模具的尺寸模數，在綜合考慮保證結構受力性能和生產的前提下，減少非標構件的數量。 拆分完成后，根據生產、安裝的需要，每塊預制構件還需細部調整，例如企口、窗洞口、預留洞口等的設置，完成細部設置后，需要結合構件的受力要求，對其進行手動或自動配筋以及添加預埋件，相關預埋件直接從庫文件中調取。

在繪制二維圖紙的過程中，軟件自動根據二維圖紙轉變出三維模型，在三維模型中對構件進行進一步的審核，發現碰撞等問題，軟件根據設計模型直接批量出圖，縮短了設計周期，提高了工作效率。

“互聯網+”生產管理

其次是基于互聯網的生產管理。中建深港新城項目應用裝配式構件信息管理系統（PCIS），通過編碼建立構件的唯一身份，利用RFID射頻技術，在預制構件中埋入芯片卡，使用手持終端描述卡片，信息系統實時反應項目所有預制構件的生產、運輸、安裝信息，實現項目的總體把控，實現預制構件從生產、物流到安裝全過程的協調部署和跟蹤管理。基于互聯網的生產管理流程分為構件編碼——構件信息的錄入——信息錄入RFID射頻卡——安排生產計劃——過程信息錄入——綜合平臺信息同步6個步驟。

商務部門根據生產圖紙錄入工程量、采購信息等，系統為每一塊預制件自動分配唯一的編碼。構件廠管理人員可以在系統上直接安排生產時間和生產模臺，所有構件數據均可導出，方便查看統計。

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

項目相關人員可以使用手持掃描終端掃描芯片卡，查看對應構件所有前置環節的操作人、操作時間，在確認當前工序后，確認信息會傳回服務器。各階段掃描，信息系統會實時反應項目所有預制構件的生產、運輸、安裝信息。質檢人員也可以對構件進行檢查，并將檢查結果輸入手持終端，數據會同步到系統中。信息系統會實時反應項目所有預制構件的生產、運輸、安裝信息，實現項目的總體把控。

“互聯網+”施工管理

第三是基于互聯網的施工現場管理。中建深港新城項目采用多種基于互聯網技術的管理系統進行施工現場的管理，其中主要包括：商品混凝土智能管理系統、噪聲揚塵自動監測系統、基于BIM的智能放樣系統、基于3D激光掃描的非接觸式實測實量、遠程視頻監控系統、門禁管理系統、綜合管理信息系統、施工項目現場管理系統、LED電子顯示屏BIM模擬現場施工進度、互聯網+技術交底，通過對互聯網信息化的管理，有效提高作業水平、施工質量和管理效率。

以商品混凝土智能管理系統為例，該系統是公司自主研發的基于“互聯網+”的管理系統，混凝土運輸人員持授權卡在相應刷卡區刷卡，系統自動抓拍車牌號、混凝土標號、運送量并自動生成統計報表。系統采用智能識別設備對混凝土運送進行自動識別管理，提高了工作效率，實現了對工程混凝土的實時量化管理。

噪聲揚塵自動監測系統則依托自動化監測終端，針對不同環境的噪聲揚塵進行連續自動監測，并通過互聯網實時傳輸數據，動態反映施工現場噪聲揚塵污染情況。對項目的“四節一環保”實施情況進行公示，供管理人員對項目綠色施工進行管控。

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

項目采用三維激光掃描儀進行非接觸式實測實量，可以快速獲取施工現場的空間點云數據，對比BIM模型，利用軟件快速檢查施工結果與設計的偏差，對其作出客觀評價。在本工程中主要用于預制構件驗收、結構實測實量等。驗收時采用3D激光掃描對其進行掃描實測，獲得真實的數據，對比BIM模型，檢查施工質量，做到全面和精確的智能化驗收。

中建深港新城項目安裝遠程視頻監控系統，在各個塔吊上布置監控器，掌握現場實時動態。并在入口處安裝門禁系統，根據刷卡信息可動態統計現場施工人員，通過該系統能夠實時了解現場各區域、各工種施工情況。

項目利用公司信息化平臺，整合相關施工信息，動態調整現場施工組織部署和計劃，合理配置資源，有效保證施工總進度。項目前期通過綜合管理信息系統對技術、工期、質量及安全等進行策劃，過程中采用手持終端，通過施工項目現場管理系統對現場進度、質量、安全等進行實時管理。項目同時采用公司自主研發的“綜合管理信息系統”“施工項目現場管理系統”，實現公司對項目的遠程信息化監管，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技術對裝配式結構進行施工模擬，在BIM模型中用特定顏色直觀反映構件吊裝等施工狀態，將模擬結果通過LED電子顯示屏同步顯示，實時反映施工現場的進度情況，從而有效地控制預制構件的安裝。

針對項目的重點工藝，如預制構件驗收、預制墻體吊裝、注漿工程、外掛架安裝、疊合梁、板吊裝、預制樓梯吊裝、預制陽臺吊裝等工藝，結合BIM技術制作工藝卡，建立二維碼信息庫，將二維碼張貼在現場對應區域，供管理人員和作業人員使用手機隨時掃描查閱。 同時，將公司開發的單機版APP裝在手機等手持終端中，現場裝有藍牙，檢查人員到達藍牙信號范圍，系統自動記錄所在位置，檢查人員將檢查結果輸入手持終端，簽發整改單，數據會同步到系統中，同時整改責任人收到信息提示。

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行動態展示，方便對管理人員和作業人員進行重點工藝交底，進一步加深對關鍵節點的理解，做到互聯網+技術交底。這種做法打破了傳統在現場占用大片空間進行工序展示的單一做法。

標準化、模塊化、集成化掀起劃時代革命

中建深港新城項目由于現場采用模塊化施工，多個專業可以同步推進，相比傳統施工，建造效率最高可提高50%，人均勞動率提高35倍，建造時間卻節省了三成，最快可達4天一層樓，工期整體縮短23%。與傳統施工方式相比，工業化住宅生產可節約鋼管架體93%，節約木材76%，節約用水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%，綠色經濟、社會效應十分明顯。

由于項目采用BIM協同設計，能提供三維可視化的設計方式，在設計階段就能模擬生產施工過程，提高了效率，避免了設計和施工脫節的問題。在生產管理方面，基本實現了協同化、信息化施工管理，建立了基于互聯網的數據管理平臺，將管理效率提高了30%。在現場施工管理方面，采用基于互聯網的施工檢測、管理系統，使施工效率提高30%，質量優良率提高40%，基本杜絕了現澆結構的開裂、漏水、脫落等質量缺陷。項目采用基于物聯網的安全管理系統，使勞務管理效率提高50%，流動人口管理實時化，有效杜絕了安全隱患。