推進智慧工地建設 助力建筑行業發展

(中電建建設集團有限公司，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“四節一環保”、施工管理、運維管理要求較高，施工過程需要嚴格按照《綠色建筑評價標準》GB50378-2014及《綠色建筑評價技術細則2015版》進行指導施工。

2 打造安全智慧工地

2.1 提升施工現場人員安全意識

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場施工人員的安全意識，項目引進了VR技術并設立了VR安全體驗區。VR場景結合頭盔設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安全體驗區通過視覺、聽覺、語言、動態動作等四種不同表現方法，同時采用平面、立體、三維的三種不同的表現方式，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 現場工人進行VR體驗

2.2 實現施工現場全覆蓋管理

按照傳統的檢查方式，高處臨邊、懸挑架結構外立面、大型設備尖端部危險區域都是檢查的盲區，存在安全隱患。引入無人機可對施工現場進行空中巡察輔助安全監管，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是否可靠[3]；紅外熱成像防火監測報警系統在熱成像畫面上可設置危險溫度，一旦監控畫面中有超過危險溫度的區域，監控會顯示其當時溫度并發出警報，從而將火災扼殺在萌芽狀態，起到防止火災的作用。通過以上兩種智能設備應用實現了現場無死角管理，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

圖6 紅外熱成像監控畫面

3 建設高質量工程

建設工程質量關系到國家經濟發展和人民生命財產安全，因此建設工程質量管理尤其重要[4-6]。為保證建筑過程中的每一個環節、每一個部位不出現問題，不給工程帶來負面影響、出現質量事故，項目利用智檢APP、二維碼信息管理技術[7]、BIM技術雙管齊下對現場質量進行把控。

3.1 基于BIM檢查圖紙問題，減少現場變更

傳統的圖紙會審由施工單位各部門技術人員與設計單位相關專業人員進行對接。由于施工人員受到專業的局限性，很難發現其他專業存在的問題對本專業的影響。為解決圖紙會審不閉合，各專業不交圈這一難題，項目通過BIM模型將各專業圖紙進行整合，由專業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，減少工程在后續施工中對主體結構的破壞、減少裝修過程中對材料的損壞、減少因對圖紙的理解不深而導致的現場調整，使得施工與圖紙相符。如圖7所示。

圖7 BIM三維交底

3.2 運用互聯網技術，提升整改執行力

智檢APP就是一個現場多種角色使用的“移動端+云服務”的平臺，將圖紙信息模型導入到智檢APP，現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應用于工程現場管理過程，主要包括質量、安全、進度、材料、變更管理，將任務指派、整改、銷項這一閉環流程搬到移動APP平臺上，真實永久記錄過程，大大減少了傳統工程項目中既費時又費力的重復性工作，在提高效率、降低成本的同時，也提高了項目的質量。如圖8所示。

圖8 智檢App工作原理

3.3 利用BIM+二維碼技術，打造新形式下的管理模式

二維碼技術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用。二維碼能直觀反映每道工序驗收時間及責任人、技術交底內容、施工特點、難點、設備狀況、驗收時間等等細節，能夠實現問題的可追溯性，職工和工人通過使用智能手機掃描二維碼，可以使企業文化宣傳、安全技術交底、設備管理、安全隱患排查、安全操作規程管理更加多樣化，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 利用二維碼制作設備人員信息

4 創建經濟型工程

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，如虛增入磅數據、不規范上磅、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)無法實現遠程監控管理；

4)對過磅偏差無法及時發現并處置；

5)現場下料不準，浪費嚴重；

6)材料清單與現場不符，無法有效地控制施工成本；

7)水電浪費現象普遍，管理困難。

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

4.1 應用智能地磅技術

智能地磅技術是利用物聯網技術，通過地磅、攝像頭、高拍儀、打印機等硬件集成，把手工錄入的業務數據變為系統自動采集，確保數據真實準確及時，同時減少物資管理人員的工作量。然后利用數據分析技術，系統自動抓取數據多維度分析，為管理層和決策層提供了最真實準確的決策依據，且快捷及時，最大程度保住了管理的時效性。通過該系統的應用不僅極大地減少人為干預，還加強了業務控制和降低收發貨風險，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

4.2 應用BIM5D技術

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

圖12 BIM工程量統計

4.3 應用水電無線節能監測系統

水電無線節能監測及能效管理系統是綠色建筑能源管理的重要組成部分，主要包括選擇節能設備、實施節能改造、安裝節能監控系統、做好節能宣傳等[9]。本工程利用infomed v2云智慧能源管理平臺結合采用節水、節電設備進行聯動，通過該系統對施工現場的生產區、辦公區、生活區的水電用量進行控制，然后與現場要求指標進行對比[10-11]。該系統用于耗能管理節能效果明顯，能夠實現水電系統能耗的有效管理，其監測和應用應引起足夠重視，對于促進建筑節能具有一定的指導意義。如圖13-14所示。

圖13 節能系統組成及流程圖

圖14 電表水表監測遠傳

5 構建環保型工程

我國大氣環境逐漸惡化，揚塵污染已經成為主要的污染源，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生大量的揚塵，這些揚塵增加了粉塵濃度，進而導致大氣污染。大氣污染日益嚴重，治理揚塵污染，改善大氣環境依然迫在眉睫[12-13]。

噴霧及噴淋系統的應用。利用永久雨水收集系統在建筑結構施工期間先期投入使用，通過設定聯動指標數值與現場揚塵在線監測系統實現聯動，并實現施工現場噴霧及噴淋設備自動開啟降塵除霾，節約了現場傳統用水，真正實現綠色施工。噴淋除塵利用噴頭把壓力水轉換成霧罩，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。工程現場通過對塔吊、外架、圍擋布設供水管道的方式實現現場降塵除霾的全覆蓋，很好地實現降塵的效果[14],如圖15所示。

圖15 施工現場降塵原理

6 結語

BIM應用與綠建施工相結合。利用BIM技術對綠色施工中“四節一環”進行全面預測與部署分析，根據國家規范中對本工程中綠色施工目標數值的提取與設定，進行精細化管理，達到最終目標“綠色建筑標識的認證”。

BIM技術的應用、智慧建造、大數據應用、云技術平臺應用是當前工程信息化建設的發展趨勢，這使得實施項目管理透明化、施工管理標準化，使得我們項目管理更加規范和高效，助力實現項目全生命周期履約，提升了中國電建品牌影響力。