信息化助力建筑业提质增效

文｜本刊记者 陈昕

利用信息化技术进行深化设计，有效解决了传统设计方法中预制构件造型复杂、统计难、避让难、工作量大等问题，使各环节减少错漏、返工，合理规划进度，从而节约了工程成本和周期，提升了工程质量。

要实现装配式建筑的前提条件就是构配件的预制化。装配式建筑中构配件的预制化依旧可细分为以预制楼板、预制条板墙等土建结构板块的预制及机电管线及模块化的预制。与传统建造方式相比，装配式建造方式对施工的计划性和各部门的协调性提出了更高的要求，BIM 技术、虚拟现实等数字化技术为装配式建筑提供了技术支撑。

预拼装是作为检查设计的合理性、验证工艺的可靠性、检核加工构件的精确性、保证施工质量的一种有效措施。传统预拼装往往采取已加工完成后构件，在既选定场地进行预拼装，其拼装过程需要耗费大量的人力物力，其时间成本、经济成本低下，且存在安全风险。虚拟预拼装是基于BIM 构件模型，包括图纸信息、物理数据、钢筋信息、预埋件信息、预留孔洞信息等参数信息，借助BIM 应用软件将各个构件的安装工艺在计算机中进行的预拼装。

信息化支撑精准管理

与传统实体预拼装相比，基于BIM 技术的虚拟预拼装可以极大的节约时间和成本，避免安全隐患。虚拟预拼装可针对工程具体精度要求和特点分为两种形式，一种是以设计图纸为精确建模基础，另一种是以实际生产构件为精确建模基础。前者适用于一般精度要求的工程，例如整体式装配剪力墙工程或一般钢结构工程，对于大型复杂钢结构工程等，有较高的精度要求的工程可先采用以设计图纸为精确建模基础。再采用以实际生产构件为建模基础，前者与后者相比优势在于较大的节省时间成本，而后者较好的考虑了生产加工误差对于施工效果的影响。

以北京市北汽顺通路保障房项目为例，该项目由中建一局建设发展有限公司（以下简称“中建一局发展公司”）承建，为国家重点研发计划绿色建筑和建筑工业化重点专项科技示范工程，地上建筑面积约9.2 万m2，共包含7 栋装配整体式剪力墙结构高层住宅及若干配套设施，各住宅单体预制率达到40%以上，装配率达到60%以上，主要预制构件类型包括预制夹心外墙、预制内墙、预制叠合板、预制空调板、预制楼梯、预制外墙角模等，预制构件总计540 种22464 件。

由于各类构件总数较大，各专业条件较复杂，应用传统二维设计模式不能很好地适应深化设计的庞杂工作，也无法直观的判断碰撞、冲突情况。各类预制构件连接节点较为复杂，二维技术交底考验作业人员的想象力和工程经验，不利于工程的开展。此外，工厂及施工现场堆放构件量大，人工很难合理的规划生产进度与运输、堆放进度，一旦出现问题也很难进行责任追溯。

针对上述难点，该项目在建设过程中应用了Autodesk Revit、Revit Live、Navisworks、装配式混凝土建筑施工管理平台等系统软件，有针对性地解决项目困难。

具体来看，Autodesk Revit 系统是美国Autodesk公司一套系列软件，该系列软件可帮助设计师构建详尽的建筑信息模型，帮助设计师设计、建造和维护质量更好、能效更高的建筑。中建一局发展公司自2014 年开始依托该系统进行装配式建筑深化设计的研究，并形成了自主研发的三维参数化构件、钢筋、预埋件族库，建立了基于BIM 进行预制构件深化设计的工作方法。在装配式混凝土建筑施工领域，该系统可用于预制构件的精细深化设计、构件碰撞检查、三维展示等，

Revit 系统则能够精确地再现设计意图，准确模拟四维施工进度，超前实现施工项目的可视化。中建一局发展公司自2014 年开始将该系统应用于装配式混凝土建筑施工领域，可用于预制构件校核、模拟施工、三维展示等。同年，中建一局发展公司还将Revit Live 系统用于远程同步VR 展示等。

装配式混凝土建筑施工管理平台为中建一局发展公司自行开发，自2017 年起在公司各装配式项目推广应用。该平台能够将采集到的数据进行整合，提取有用信息，并使各部门能够顺畅地进行信息交流，方便不同企业对工业化项目设计、深化、施工全过程的进度、质量、安全和人员配置等进行实时监测和精准管理，实现不同企业不同过程不同阶段的协同工作。同时，通过管理平台大数据的整合分析，实现对施工质量、安全等各项工作的持续改进。

深化设计 模拟施工

北京市北汽顺通路保障房项目施工全过程采用了信息化技术。在装配式建筑深化设计阶段，深化设计，利用Revit 平台高效、高质的完成预制构件的深化设计，在三维空间精确完成构件内的钢筋与埋件的布置和避让。

预拼装和碰撞检查。将在Revit 软件中制作的预制构件模型导入到Navisworks 中拼装进行碰撞检查并生成报告，两种软件间可以一键互导，因此可以在发现问题后及时修改并进行复查。

构件纠错。在Navisworks 中对预制构件进行校核，检查构件是否存在设计错漏或缺陷。

在装配式建筑施工阶段，可视化交底，利用Navisworsks 生成施工模拟动画对装配式建筑工程进行全方位展现，对施工细节进行可视化的交底和方案论证，及时发现施工中存在或可能出现的问题。

可视化辅助施工。利用Revit Live 软件进行沉浸式VR 展示，模拟装配式建筑关键施工工艺和整体流程，精准展示各类型预制构件安装部位和安装方式，更高效的帮助施工人员领会设计意图。

同步交互。利用Revit Live 软件展示功能和设计功能进行交互，项目部实时发现问题后通过Revit Live 反馈至总部Revit 中心模型，总部技术人员提出解决方案后及时对Revit 模型进行调整优化，项目部人员再次开启Revit Live 即可查看更新后的模型。

进度和质量管理。利用装配式混凝土建筑施工管理平台快速将模型文件中包含的预制构件信息录入，并对预制构件的深化设计、生产、运输、安装等过程的进度和质量进行管控，所有信息均在平台上体现，进度实时调控，严守质量底线。

预制构件管理。利用Revit 软件和装配式混凝土建筑施工管理平台对预制构件在施工现场存放的情况进行规划和管理，保证在安全的情况下使施工现场可以堆放足够的预制构件以满足快速施工的要求，当堆放构件不足或过量时及时通知构件厂改变发货量。

信息化驱动质量效率双丰收

北京市北汽顺通路保障房项目应用信息化技术使各环节减少错漏、返工，合理规划进度，从而节约了工程成本和周期，提升了工程质量。

在深化设计阶段，利用信息化技术进行深化设计，有效解决了传统设计方法中预制构件造型复杂、统计难、避让难、工作量大等问题。和传统设计方法相比，利用信息化技术进行深化设计工作效率提高55%以上，占用人力减少30%以上，由于人工干预减少，图纸整体质量大幅提升。

利用信息化技术对预制构件进行预拼装，单层累计发现钢筋碰撞80 余处，发现设计未留洞、留槽30 余处，有效避免了施工现场返工和材料浪费，为项目节约工期约15 天，为项目节约直接成本近10 万元，间接成本数十万元。

利用信息化技术对预制构件错漏情况进行检查，确保所有预留预埋位置准确无误，最终施工现场未出现因预制构件预留预埋缺漏导致延误工期的情况。

在施工阶段，通过可视化交底，帮助项目工程技术人员和一线工人更好更快地掌握新工艺、新技术，促进了项目在诸如套筒灌浆等关键技术节点的规范施工，达到了质量与效率的双丰收。

可视化辅助施工。帮助工人快速识别构件位置和安装流程，只需扫描构件上的二维码，即可在三维模型中查看该预制构件的位置，避免了吊错构件、吊错位置，相比不使用信息化技术，提高了吊装效率约15%，平均每周减少塔吊吊次5%～10%，空出的吊次可用于吊装模板、钢筋等，进一步提高了施工效率。

同步交互。信息化技术帮助项目部和总部使用统一模型，避免了信息交互的延后性，更保证了信息的真实无损，本工程施工条件变更后，总部技术人员和项目部技术人员协同对模型进行修改，仅用很短的时间就完成了所有调整，有力保障了该项目的实施。

进度和质量管理。预制构件可通过信息化平台全程追踪，运输者、验收者、操作者均可实时查询，保障质量追溯的可行性；工程图纸及时传递，所有信息详尽准确，平台对质量缺陷零容忍，保障了工程品质。生产、出厂、入场验收、吊装，每道工序均需扫码登记确认，哪一个环节出现问题、影响了工期一目了然，帮助项目及时、合理的调整进度计划。

预制构件管理。计算机辅助人脑进行预制构件排布，让项目能够使用最小的面积放置足够多的预制构件；在预制构件吊装期间实时监控，及时通知构件厂调整生产计划或运输特定型号的预制构件至施工现场，保证项目堆场内至少存放有1 层所需的全部预制构件，最终本工程未出现因缺少预制构件影响工期的情况。