推進智慧工地建設(shè) 助力建筑行業(yè)發(fā)展

(中電建建設(shè)集團有限公司，北京 100120)

1 工程概況

京杭運河樞紐港擴容提升工程1#樓、2#樓為2棟綠色三星辦公樓，建筑面積15 431.18m2，合同總額1.2億。綠色建筑為全壽命周期建筑，對“四節(jié)一環(huán)?！薄⑹┕す芾?、運維管理要求較高，施工過程需要嚴(yán)格按照《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》GB50378-2014及《綠色建筑評價技術(shù)細則2015版》進行指導(dǎo)施工。

2 打造安全智慧工地

2.1 提升施工現(xiàn)場人員安全意識

利用3D模型動畫形式模擬真實安全事故達到施工人員安全教育多樣化。為更加直接地提升現(xiàn)場施工人員的安全意識，項目引進了VR技術(shù)并設(shè)立了VR安全體驗區(qū)。VR場景結(jié)合頭盔設(shè)備可以帶給體驗者身臨其境的視覺觀感，體驗者戴上VR眼鏡后，仿佛身臨其境，整個工程形象逼真地展示在眼前，似乎觸手可及；VR安全體驗區(qū)通過視覺、聽覺、語言、動態(tài)動作等四種不同表現(xiàn)方法，同時采用平面、立體、三維的三種不同的表現(xiàn)方式，讓大家親自參與其中，親自感受、親自體驗、親自體會、親身感悟，讓現(xiàn)場的每一位施工人員感受到安全意識的重要性[1-2]。如圖1-2所示。

圖1 VR體驗館

圖2 現(xiàn)場工人進行VR體驗

2.2 實現(xiàn)施工現(xiàn)場全覆蓋管理

按照傳統(tǒng)的檢查方式，高處臨邊、懸挑架結(jié)構(gòu)外立面、大型設(shè)備尖端部危險區(qū)域都是檢查的盲區(qū)，存在安全隱患。引入無人機可對施工現(xiàn)場進行空中巡察輔助安全監(jiān)管，控制無人機飛行到“人到不了、看不到”的地方，并通過清晰的照片觀察此處的狀態(tài)是否可靠[3]；紅外熱成像防火監(jiān)測報警系統(tǒng)在熱成像畫面上可設(shè)置危險溫度，一旦監(jiān)控畫面中有超過危險溫度的區(qū)域，監(jiān)控會顯示其當(dāng)時溫度并發(fā)出警報，從而將火災(zāi)扼殺在萌芽狀態(tài)，起到防止火災(zāi)的作用。通過以上兩種智能設(shè)備應(yīng)用實現(xiàn)了現(xiàn)場無死角管理，如圖3-6所示。

圖3 無人機

圖4 無人機航拍

圖5 紅外熱成像防火檢測報警系統(tǒng)

圖6 紅外熱成像監(jiān)控畫面

3 建設(shè)高質(zhì)量工程

建設(shè)工程質(zhì)量關(guān)系到國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全，因此建設(shè)工程質(zhì)量管理尤其重要[4-6]。為保證建筑過程中的每一個環(huán)節(jié)、每一個部位不出現(xiàn)問題，不給工程帶來負面影響、出現(xiàn)質(zhì)量事故，項目利用智檢APP、二維碼信息管理技術(shù)[7]、BIM技術(shù)雙管齊下對現(xiàn)場質(zhì)量進行把控。

3.1 基于BIM檢查圖紙問題，減少現(xiàn)場變更

傳統(tǒng)的圖紙會審由施工單位各部門技術(shù)人員與設(shè)計單位相關(guān)專業(yè)人員進行對接。由于施工人員受到專業(yè)的局限性，很難發(fā)現(xiàn)其他專業(yè)存在的問題對本專業(yè)的影響。為解決圖紙會審不閉合，各專業(yè)不交圈這一難題，項目通過BIM模型將各專業(yè)圖紙進行整合，由專業(yè)BIM工程師對模型進行檢查，通過這一措施完美解決了圖紙中存在的問題，減少工程在后續(xù)施工中對主體結(jié)構(gòu)的破壞、減少裝修過程中對材料的損壞、減少因?qū)D紙的理解不深而導(dǎo)致的現(xiàn)場調(diào)整，使得施工與圖紙相符。如圖7所示。

圖7 BIM三維交底

3.2 運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升整改執(zhí)行力

智檢APP就是一個現(xiàn)場多種角色使用的“移動端+云服務(wù)”的平臺，將圖紙信息模型導(dǎo)入到智檢APP，現(xiàn)場的使用者包含總包單位、分包單位施工人員，他們可以通過此平臺進行互動。智檢工程管理APP應(yīng)用于工程現(xiàn)場管理過程，主要包括質(zhì)量、安全、進度、材料、變更管理，將任務(wù)指派、整改、銷項這一閉環(huán)流程搬到移動APP平臺上，真實永久記錄過程，大大減少了傳統(tǒng)工程項目中既費時又費力的重復(fù)性工作，在提高效率、降低成本的同時，也提高了項目的質(zhì)量。如圖8所示。

圖8 智檢App工作原理

3.3 利用BIM+二維碼技術(shù)，打造新形式下的管理模式

二維碼技術(shù)因具有存儲信息容量大、獲取信息便捷、成本低、易制作等特點而被廣泛應(yīng)用。二維碼能直觀反映每道工序驗收時間及責(zé)任人、技術(shù)交底內(nèi)容、施工特點、難點、設(shè)備狀況、驗收時間等等細節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)問題的可追溯性，職工和工人通過使用智能手機掃描二維碼，可以使企業(yè)文化宣傳、安全技術(shù)交底、設(shè)備管理、安全隱患排查、安全操作規(guī)程管理更加多樣化，便于查閱、保存、交流。如圖9-10所示。

圖9 利用二維碼制作各種交底

圖10 利用二維碼制作設(shè)備人員信息

4 創(chuàng)建經(jīng)濟型工程

工程成本的六到八成是材料費與水電費，鋼材、商品混凝土等所占比例較大，但施工現(xiàn)場材料、水電管理存在以下諸多問題：

1)物料驗收存在管理漏洞，如虛增入磅數(shù)據(jù)、不規(guī)范上磅、皮重作弊、一車多稱、改仿料單等；

2)手工管理工作量大，管理效率低下；

3)無法實現(xiàn)遠程監(jiān)控管理；

4)對過磅偏差無法及時發(fā)現(xiàn)并處置；

5)現(xiàn)場下料不準(zhǔn)，浪費嚴(yán)重；

6)材料清單與現(xiàn)場不符，無法有效地控制施工成本；

7)水電浪費現(xiàn)象普遍，管理困難。

從所存在的問題分析，采用物料智能管理系統(tǒng)與BIM5D系統(tǒng)，能夠有效地解決上述存在問題，實現(xiàn)現(xiàn)場物資材料管理智能化、信息化。

4.1 應(yīng)用智能地磅技術(shù)

智能地磅技術(shù)是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過地磅、攝像頭、高拍儀、打印機等硬件集成，把手工錄入的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)變?yōu)橄到y(tǒng)自動采集，確保數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確及時，同時減少物資管理人員的工作量。然后利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，系統(tǒng)自動抓取數(shù)據(jù)多維度分析，為管理層和決策層提供了最真實準(zhǔn)確的決策依據(jù)，且快捷及時，最大程度保住了管理的時效性。通過該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅極大地減少人為干預(yù)，還加強了業(yè)務(wù)控制和降低收發(fā)貨風(fēng)險，提高了工作效率，降低了工程材料成本。如圖11所示。

圖11 智能地磅技術(shù)

4.2 應(yīng)用BIM5D技術(shù)

BIM是指建筑信息模型，是基于最先進的三維數(shù)字設(shè)計和工程軟件所構(gòu)建的“可視化”的數(shù)字建筑模型。其最終目的是使整個工程項目在設(shè)計、施工和使用等各個階段都能夠有效地實現(xiàn)建立資源計劃、控制資金風(fēng)險、節(jié)省能源、節(jié)約成本、降低污染和提高效率，從真正意義上實現(xiàn)工程項目的全生命周期管理，BIM5D技術(shù)的引入可以提供工程項目施工中所需的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在施工過程中，將BIM模型與工程量清單聯(lián)動，實現(xiàn)鋼筋、混凝土、模架體系等材料用量的自動統(tǒng)計，在導(dǎo)入清單計價數(shù)據(jù)后，進行兩算對比分析，加強施工成本分析，保證經(jīng)濟效益[8]。如圖12所示。

圖12 BIM工程量統(tǒng)計

4.3 應(yīng)用水電無線節(jié)能監(jiān)測系統(tǒng)

水電無線節(jié)能監(jiān)測及能效管理系統(tǒng)是綠色建筑能源管理的重要組成部分，主要包括選擇節(jié)能設(shè)備、實施節(jié)能改造、安裝節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)、做好節(jié)能宣傳等[9]。本工程利用infomed v2云智慧能源管理平臺結(jié)合采用節(jié)水、節(jié)電設(shè)備進行聯(lián)動，通過該系統(tǒng)對施工現(xiàn)場的生產(chǎn)區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)的水電用量進行控制，然后與現(xiàn)場要求指標(biāo)進行對比[10-11]。該系統(tǒng)用于耗能管理節(jié)能效果明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)水電系統(tǒng)能耗的有效管理，其監(jiān)測和應(yīng)用應(yīng)引起足夠重視，對于促進建筑節(jié)能具有一定的指導(dǎo)意義。如圖13-14所示。

圖13 節(jié)能系統(tǒng)組成及流程圖

圖14 電表水表監(jiān)測遠傳

5 構(gòu)建環(huán)保型工程

我國大氣環(huán)境逐漸惡化，揚塵污染已經(jīng)成為主要的污染源，而建筑揚塵則是污染主要來源。建筑工人與施工機械施工會產(chǎn)生大量的揚塵，這些揚塵增加了粉塵濃度，進而導(dǎo)致大氣污染。大氣污染日益嚴(yán)重，治理揚塵污染，改善大氣環(huán)境依然迫在眉睫[12-13]。

噴霧及噴淋系統(tǒng)的應(yīng)用。利用永久雨水收集系統(tǒng)在建筑結(jié)構(gòu)施工期間先期投入使用，通過設(shè)定聯(lián)動指標(biāo)數(shù)值與現(xiàn)場揚塵在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，并實現(xiàn)施工現(xiàn)場噴霧及噴淋設(shè)備自動開啟降塵除霾，節(jié)約了現(xiàn)場傳統(tǒng)用水，真正實現(xiàn)綠色施工。噴淋除塵利用噴頭把壓力水轉(zhuǎn)換成霧罩，保證噴頭的霧化效果和霧化角度，大大減少耗水量，增加塵粒與水滴的碰撞幾率和速度，提高除塵效率，使含塵氣體的濕度增加，塵粒相互凝聚體積增大而沉積，達到降塵的目的和空氣凈化的效果。工程現(xiàn)場通過對塔吊、外架、圍擋布設(shè)供水管道的方式實現(xiàn)現(xiàn)場降塵除霾的全覆蓋，很好地實現(xiàn)降塵的效果[14],如圖15所示。

圖15 施工現(xiàn)場降塵原理

6 結(jié)語

BIM應(yīng)用與綠建施工相結(jié)合。利用BIM技術(shù)對綠色施工中“四節(jié)一環(huán)”進行全面預(yù)測與部署分析，根據(jù)國家規(guī)范中對本工程中綠色施工目標(biāo)數(shù)值的提取與設(shè)定，進行精細化管理，達到最終目標(biāo)“綠色建筑標(biāo)識的認(rèn)證”。

BIM技術(shù)的應(yīng)用、智慧建造、大數(shù)據(jù)應(yīng)用、云技術(shù)平臺應(yīng)用是當(dāng)前工程信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢，這使得實施項目管理透明化、施工管理標(biāo)準(zhǔn)化，使得我們項目管理更加規(guī)范和高效，助力實現(xiàn)項目全生命周期履約，提升了中國電建品牌影響力。