鋼結(jié)構(gòu)裝配式被動房與智慧建造融合應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)裝配式被動房與智慧建造融合應(yīng)用一以北京建工昌平區(qū)未來科學城第二中學建設(shè)工程為例鐘遠享;許曉煌【期刊名稱】《《中國建設(shè)信息化》》【年(卷)，期】2019(000)020【總頁數(shù)】6頁(P20-25)【關(guān)鍵詞】建設(shè)工程;昌平區(qū);科學城;北京;中學;裝配式;鋼結(jié)構(gòu);應(yīng)用【作者】鐘遠享;許曉煌【作者單位】北京建工集團【正文語種】中文【中圖分類】TU723.2北京市昌平區(qū)未來科學城第二中學建設(shè)工程由北京建工集團承建，北京國際建設(shè)集團有限公司(北京建工集團優(yōu)先發(fā)展的子集團公司，以下簡稱“國建公司”)承擔技術(shù)咨詢服務(wù)。工程位于北京市北七家鎮(zhèn)，總建筑面積23088.82m2，建筑結(jié)構(gòu)主要為鋼框架裝配式結(jié)構(gòu)，工程將BIM+智慧工地技術(shù)應(yīng)用到項目信息化管理實踐中，積累了很多實踐經(jīng)驗和成套的施工技術(shù)成果，在被動式建筑的數(shù)字化施工方面具有代表意義。該工程是由北京市昌平區(qū)教育委員會決策、北京未來科學城置地有限公司具體實施的政府投資項目，是北京市投資項目審批改革的試點項目，建成后對昌平區(qū)教育系統(tǒng)乃至對昌平區(qū)建設(shè)具有重要意義，為建筑行業(yè)綠色節(jié)能建筑，推動建筑行業(yè)數(shù)字化智慧化管理模式的發(fā)展。項目管理難點（1） 高標準的質(zhì)量要求由于本工程為超低能耗被動式建筑，在綠色節(jié)能和建筑特性上，有特殊質(zhì)量要求。同時，本工程制定了較高的施工目標，希望在工程質(zhì)量方面爭創(chuàng)結(jié)構(gòu)、建筑長城杯金獎；在建筑特性方面，通過被動房氣密性驗收及認證；在綠色施工方面，力爭達到“北京市安全文明樣板工地”的標準，打造安全綠色施工樣板工地，爭創(chuàng)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“綠色施工科技示范工程”。在如此高的目標要求下，北京建工集團必須在施工過程中建立嚴格的質(zhì)量控制機制，應(yīng)用先進的施工技術(shù)，做到精細化施工。只有每個分項達到過程精品，才能以過程精品確保精品工程。（2） 緊張的工期要求本工程于2018年12月22日開工，計劃于2020年5月30日竣工。期間經(jīng)歷兩個春節(jié)假期、兩個冬季、2019年全國兩會及2019年國慶大慶。考慮到北京市嚴格的環(huán)保要求，實際合同工期內(nèi)有效的施工時間已不能滿足高標準的質(zhì)量要求及精細化施工所需時間，如何科學合理地進行施工部署是本工程總體工期控制的關(guān)鍵點。（3） 參建各方高效組織協(xié)調(diào)要求本工程在施工中有較多的專業(yè)分包項目，施工過程中，需要大量、高效的溝通協(xié)作工作，確保參建的各專業(yè)分工有效推進。因此，如何正確行使總包權(quán)力、履行總包責任及義務(wù)是工程的管理重點，對總包方協(xié)調(diào)、配合、管理提出了較高的要求。項目施工難點（1）鋼框架裝配式結(jié)構(gòu)與被動式建筑的結(jié)合本工程為鋼結(jié)構(gòu)裝配式、被動式超低能耗建筑，因此，外圍護嚴格的保溫和氣密性能如何在鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系上達到，如何消減鋼結(jié)構(gòu)溫度變形對被動式建筑相關(guān)參數(shù)要求的影響是本工程的結(jié)構(gòu)施工難點。需要在施工前編制科學合理的施工方案，在過程中嚴控各工序施工質(zhì)量，以確保施工質(zhì)量和安全。（2） ALC外掛板的安裝本工程±0.00m以上的外卜墻圍護均采用200厚ALC加氣混凝土條板，在鋼結(jié)構(gòu)外側(cè)外掛安裝。如何規(guī)避外掛板在使用中不受鋼結(jié)構(gòu)溫度變形影響，造成接縫開裂、影響外保溫及氣密性要求是項目的重難點。此外，ALC條板的現(xiàn)場安裝精度、接縫處理的控制，與結(jié)構(gòu)連接節(jié)點做法設(shè)計同樣面臨巨大的挑戰(zhàn)。（3） 各專業(yè)工序配合緊密本項目除常規(guī)建筑需要的水電安裝、電梯安裝等專業(yè)隊伍外，還需要很多符合被動式建筑需要的、專業(yè)性更強的專業(yè)隊伍，比如：被動式門窗專業(yè)隊伍，被動式外墻保溫專業(yè)隊伍，高效新風、光伏發(fā)電、氣密性施工專業(yè)隊伍等。如何合理安排和解決各專業(yè)的施工組織和施工協(xié)調(diào)，以及與鋼結(jié)構(gòu)、土建的密切配合，是保證施工質(zhì)量和進度的關(guān)鍵。（4） 克服現(xiàn)場場地狹窄的不利影響受工程位置影響，北側(cè)為未來科學城大道（未來科學城主要參觀通道），東側(cè)與達華莊園別墅區(qū)一墻之隔，南側(cè)與京能集團一墻之隔，以上三面均不能進行項目施工開口，只有西側(cè)嶺上路可以作為施工進出主要市政道路。但項目總體規(guī)劃北側(cè)為教學樓，西側(cè)由北向南分別為行政樓、體院館、宿舍樓，南北貫通，僅宿舍樓與體育館之間有狹窄通道，東側(cè)為室外操場，下設(shè)計為地下車庫人防。地下工程開挖后，東南西面均緊貼建筑紅線和現(xiàn)有圍墻，施工場地僅有地下車庫北側(cè)與教學樓之間綠化空地可用。在工期緊迫的情況下，如何科學進行現(xiàn)場施工平面布置、統(tǒng)籌各單體建筑的施工順序、將場地影響降為最低是該項目的重點、難點。（5）克服季節(jié)性施工的不利影響本工程大部分結(jié)構(gòu)施工處于雨季和酷暑天氣，土方開挖及后期裝飾、室外工程大多工作處于冬季施工，施工面臨大量季節(jié)性天氣因素，且諸多因素具有隨機性，難以及時預測和反應(yīng)。為保證本工程施工的安全、質(zhì)量及工期，如何做好季節(jié)性施工保證措施將是本工程的施工重點控制之一。軟件配置表1序號應(yīng)用內(nèi)容軟件/平臺/模塊1智慧勞務(wù)應(yīng)用廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）勞務(wù)系統(tǒng)2智慧安全應(yīng)用廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）安全系統(tǒng)、智能安全帽、智能閘機、智能攝像頭3智慧質(zhì)量應(yīng)用廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）質(zhì)量系統(tǒng)、BIM模型（Revit2016、Lumion8.0）4智慧進度應(yīng)用廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）進度系統(tǒng)、BIM5D平臺、廣聯(lián)達斑馬進度計劃軟件5智慧黨建應(yīng)用廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）黨建系統(tǒng)6智慧協(xié)同（資料）應(yīng)用廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）資料系統(tǒng)7智慧環(huán)保（綠色施工）應(yīng)用廣聯(lián)達智數(shù)字項目管理平臺（電腦端/手機端）綠色施工系統(tǒng)、智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、綠色施工新技術(shù)應(yīng)用8可視化智慧應(yīng)用BIM模型（Revit2016、Lumion8.0）、廣聯(lián)達數(shù)字項目管理平臺BIM模型呈現(xiàn)，廣聯(lián)達BIM5D平臺模型呈現(xiàn)，BIM+VR技術(shù)BIM+智慧工地應(yīng)用方案（1）智慧勞務(wù)應(yīng)用解決項目勞務(wù)管理的問題。目前，施工勞務(wù)隊伍存在結(jié)構(gòu)松散、零散用工以及勞務(wù)工資發(fā)放不及時等問題，嚴重影響工程施工質(zhì)量和施工組織效率。本項目欲通過應(yīng)用智慧勞務(wù)應(yīng)用技術(shù)，在勞務(wù)管理上實現(xiàn)突破，通過智慧勞務(wù)技術(shù)與勞務(wù)實名制緊密結(jié)合，來切實提高勞務(wù)人員的組織協(xié)調(diào)效率，保障工程建設(shè)秩序、穩(wěn)定勞務(wù)人員的切身利益。組織架構(gòu)圖項目實施應(yīng)用整體步驟流程圖（2） 智慧安全應(yīng)用解決項目安全管理的問題。建筑施工行業(yè)是高危行業(yè)，一線作業(yè)人員安全意識薄弱，基本操作技能較差，加之建筑行業(yè)本身條件復雜，易受周圍環(huán)境影響，行業(yè)競爭激烈。本項目欲通過應(yīng)用智慧安全應(yīng)用技術(shù)，在安全管理上發(fā)揮實質(zhì)性的作用，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、可視化技術(shù)、智能安全帽技術(shù)等，精準預測安全隱患并消除隱患，最大程度降低安全風險，從管理源頭處實現(xiàn)安全可控。（3） 智慧質(zhì)量應(yīng)用解決項目質(zhì)量管理的問題。本工程作為北京市的試點項目工程，性質(zhì)特殊，質(zhì)量攻堅更是志在必得，質(zhì)量目標更是以行業(yè)的最高的〃長城杯金獎”〃國家優(yōu)質(zhì)工程獎”等作為努力的目標，因而應(yīng)用當前先進的智慧質(zhì)量應(yīng)用技術(shù)是實現(xiàn)工程質(zhì)量目標的保障，有先進技術(shù)的應(yīng)用，讓項目更加有信心有決心實現(xiàn)既定的高質(zhì)量目標。（4） 智慧進度應(yīng)用解決項目進度管理的問題。本工程的超低能耗建筑類型在建筑技術(shù)上存在諸多技術(shù)難點，施工工藝操作細致繁瑣，國內(nèi)被動式建筑建造規(guī)范不完善，本項目工期緊、任務(wù)重（465日歷天，預計有效工期僅200天左右），意味著在短時間能實現(xiàn)精細化建造，對項目的進度管理是極大的挑戰(zhàn)。項目通過采用智慧進度技術(shù)，直面挑戰(zhàn)，廣聯(lián)達的斑馬進度從項目開端即對全施工周期進行進度精細化排布，過程中實時調(diào)整，使進度皆在把握之中。（5） 智慧黨建應(yīng)用滿足項目黨建管理的需要。黨建弓I領(lǐng)業(yè)務(wù)，黨建促進業(yè)務(wù)，新時期，黨建工作圍繞中心，服務(wù)大局，與業(yè)務(wù)工作相輔相成。本工程重要的參建各方皆是政府部門或國企性質(zhì)，項目部遵守企業(yè)的黨建要求，為促使項目的實力推進，未來科學城成立了黨員攻堅隊，發(fā)揮〃黨建促業(yè)務(wù)的作用”，項目部則與其他項目部成立了聯(lián)合黨支部，通過智慧黨建應(yīng)用，依托互聯(lián)網(wǎng)等多方式的交流技術(shù)建設(shè)的〃智慧黨建平臺”實現(xiàn)黨建信息匯集與共享，進一步規(guī)范基層黨組織的凝聚力和戰(zhàn)斗力，為黨建事業(yè)提供堅強的組織保證。（6） 智慧協(xié)同（資料）應(yīng)用解決工程資料收集整理共享的問題。工程資料是建設(shè)施工中的重要組成部分，是工程建設(shè)及竣工驗收的必備條件。該項目非常重視工程資料的管理工作，通過智慧協(xié)同（資料）應(yīng)用，實現(xiàn)工程資料實時跟進，切實反映實體工程的進展情況。通過平臺的共享，信息及時進行傳遞，實現(xiàn)資料最優(yōu)化管理。（7） 智慧環(huán)保（綠色施工）應(yīng)用解決環(huán)保問題，滿足北京市對綠色施工的高標準要求。本工程開工伊始，即確立了要創(chuàng)立北京市綠色文明安全樣板工地，爭創(chuàng)全國綠色施工科技示范工程。項目部在滿足常規(guī)環(huán)保要求的同時，自我提高了綠色施工的高要求高標準，通過應(yīng)用智慧環(huán)保（綠色施工）技術(shù)，來大大助力項目部實現(xiàn)既定的目標，助力項目管理整體目標的順利推進。（8） 可視化智慧應(yīng)用BIM+智慧技術(shù)實現(xiàn)可視化應(yīng)用，解決項目實際難題。本項目通過BIM技術(shù)進行施工場地可視化布設(shè)、BIM建模、BIMVR安全體驗、可視化施工交底，欲使繁瑣的工程施工更加具體明確，避免傳統(tǒng)圖紙、文字描述等產(chǎn)生思維誤差，進而提升工程項目管理工作。BIM+智慧工地實施過程（1）實施準備使用“BIM+智慧工地”技術(shù)助力〃鋼結(jié)構(gòu)+超低能耗被動式建筑”的建造發(fā)展。項目部結(jié)合自身實際，確定了實踐步驟。學習階段。項目前期，派任技術(shù)員報名參加BIM+智慧工地技術(shù)的課程培訓班，學習BIM、智慧工地技術(shù)實踐知識，并且多次到轉(zhuǎn)型領(lǐng)先的施工單位進行學習交流。策劃階段。結(jié)合項目部的實際情況、履約及創(chuàng)優(yōu)目標，策劃技術(shù)應(yīng)用框架和具體實施方案，匹配項目部的管理人員，推進技術(shù)與管理復合型的人才團隊建設(shè)。平臺搭建及技術(shù)措施布設(shè)階段。在軟件公司的支持下，線上搭建數(shù)字項目管理平臺，線下采購智慧硬件，如智能攝像頭、智能安全帽、智能閘機等，讓硬件設(shè)備與管理平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)。項目部技術(shù)交底/培訓階段。組織項目各部門進行工程項目智慧工地實施方案交底，明確主要負責人、各參與人員的職責分工。開展項目部BIM+智慧工地技術(shù)培訓，針對各部門的具體應(yīng)用，開展深化應(yīng)用培訓。實施應(yīng)用階段。根據(jù)技術(shù)實施應(yīng)用方案、前期交底內(nèi)容、培訓內(nèi)容，各負責人對應(yīng)實施BIM+智慧工地管理，將技術(shù)常態(tài)化應(yīng)用，將現(xiàn)場實際情況真實反映在數(shù)字項目管理平臺上。優(yōu)化/完善應(yīng)用階段。根據(jù)技術(shù)實施的情況，工程的實際需要，深入開發(fā)數(shù)字項目管理平臺，調(diào)整現(xiàn)場智慧措施，完善技術(shù)應(yīng)用，以服務(wù)施工生產(chǎn)，提高施工效率。應(yīng)用總結(jié)階段。結(jié)合被動式建筑的建造，總結(jié)BIM+智慧工地技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用和創(chuàng)新應(yīng)用，實現(xiàn)技術(shù)研究開發(fā)成果，實現(xiàn)項目目標。（2）實施過程結(jié)合前期調(diào)研溝通結(jié)果，為滿足項目部業(yè)務(wù)管理需要、提高工作效率、實現(xiàn)項目業(yè)務(wù)替代、降低現(xiàn)場人員工作量，同時，快速高效采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，項目部的應(yīng)用，主要采用六大成熟產(chǎn)品以及部分定制開發(fā)工具，主要應(yīng)用點概述如下：勞務(wù)實名制。硬件和軟件結(jié)合，應(yīng)用閘機、人臉識別、安全帽無感通行等多種硬件設(shè)備，實現(xiàn)勞務(wù)人員考勤、勞務(wù)用工統(tǒng)計、黑名單管理、安全教育及考核、工人住宿、勞務(wù)民工工資支付等，作為勞動人員管理的數(shù)據(jù)來源。智能安全帽通過關(guān)聯(lián)施工人員ID和安全帽芯片，結(jié)合關(guān)鍵位置的〃工地寶”設(shè)備，對項目管理而言，能夠?qū)崟r獲得勞務(wù)人員的位置、區(qū)域等活動信息。在此基礎(chǔ)上，繪制全天移動軌跡，進而掌握場布模型，實現(xiàn)人、證、圖像、安全帽科學統(tǒng)一，提升勞務(wù)管理效率。對施工人員而言，減輕個人的手動登記工作量，系統(tǒng)自動生成考勤表，作為薪資發(fā)放的依據(jù)之一，相比傳統(tǒng)模式而言，勞務(wù)記錄和薪資發(fā)放更有數(shù)據(jù)可依，減少扯皮和拖薪欠薪情況。在應(yīng)用智能安全帽和勞務(wù)系統(tǒng)后，可以預警信息播報、花名冊、考勤表等一鍵導出、人員異動信息自動推送、人員滯留提醒、聯(lián)動閘機和其他外圍設(shè)備等等。不僅可以知道〃量”，還可以動態(tài)去〃管”，將很多出勤異常的問題扼殺在搖籃中，根據(jù)施工進度、施工內(nèi)容按需配置專業(yè)人員，分區(qū)分類，高效施工。安全/質(zhì)量巡檢。建立安全隱患/質(zhì)量問題庫以及規(guī)范庫，手機端實現(xiàn)〃檢查-處罰-整改-回復-分析”的PDCA的管理流程，統(tǒng)一建立檢查隱患清單、標準規(guī)范文件，搭建知識平臺。在智能巡檢過程中，通過手機端移動設(shè)備，拍照留存現(xiàn)場實況，并通過云端生成整改通知單，施工人員能夠及時接收問題通知，對整改做出快速響應(yīng)。此外，通過集成實測實量設(shè)備，自動統(tǒng)計分析問題數(shù)據(jù)，經(jīng)過時間的積累，逐漸形成項目特有的大數(shù)據(jù)庫，指導后續(xù)工作的開展，讓質(zhì)量管理更簡單、便捷、直觀。環(huán)境監(jiān)測。通過環(huán)境傳感器等硬件，實時監(jiān)控工程施工現(xiàn)場環(huán)境的噪聲、揚塵等環(huán)境信息，并通過軟件系統(tǒng)及硬件顯示設(shè)備，分析及顯示施工現(xiàn)場環(huán)境信息。VR安全教育。本項目基于施工現(xiàn)場BIM模型，構(gòu)建了BIM+VR虛擬安全體驗館系統(tǒng)，通過現(xiàn)場BIM模型和虛擬危險源的結(jié)合，讓體驗者可以走進真實的虛擬現(xiàn)實場景中，通過沉浸式和互動式體驗讓體驗者得到更深刻的安全意識教育，以提升全員的生產(chǎn)安全意識水平。進度管理。項目采用斑馬進度計劃進行進度管理，自動生成網(wǎng)絡(luò)圖、橫道圖，通過〃前鋒線”檢查分析整體進度。因