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三一筑工成功打造長沙首個(gè)智能建造示范項(xiàng)目

在當(dāng)今快速發(fā)展的科技與經(jīng)濟(jì)背景下，智能建造已經(jīng)成為建筑行業(yè)的重要發(fā)展方向。智能建造以其高效、精確、環(huán)保的特點(diǎn)，為建筑行業(yè)注入了新的活力，并將在未來發(fā)揮更加重要的作用。

2022年10月25日, 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于公布智能建造試點(diǎn)城市的通知》，決定將長沙市等24個(gè)市區(qū)列為智能建造試點(diǎn)城市。

2023年4月，長沙市人民政府辦公廳印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》，明確了長沙市發(fā)展智能建造的指導(dǎo)思想、基本原則、重點(diǎn)任務(wù)。

為了響應(yīng)智能建造發(fā)展的時(shí)代浪潮和國家號(hào)召，推動(dòng)中國建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，三一筑工一直致力于共筑智能建造新生態(tài)發(fā)展，并于2024年年初成功打造了長沙首個(gè)智能建造示范項(xiàng)目——云谷嘉苑項(xiàng)目，并完成了驗(yàn)收交房。

圖為云谷嘉苑項(xiàng)目驗(yàn)收交房

云谷嘉苑項(xiàng)目總建筑面積約24萬平方米，其中地下室建筑面積5.1萬平方米。項(xiàng)目首期建筑面積7.1萬平方米，包含4棟高層及2棟多層，其中4棟高層均采用SPCS裝配式建造體系，且裝配率高達(dá)64.4%。該項(xiàng)目云谷嘉苑項(xiàng)目鳥瞰圖詳見圖1。

圖1 云谷嘉苑項(xiàng)目鳥瞰圖

本項(xiàng)目在建筑工業(yè)化應(yīng)用方面，采用裝配式建筑方式進(jìn)行建造，其構(gòu)件類型包含預(yù)制地下室空腔外墻、地下室空腔柱、地上空腔墻等，其中最重的空腔墻重量達(dá)4.53t，長度有6.6m，SPCS預(yù)制構(gòu)件布置圖詳見圖2。

圖2 SPCS預(yù)制構(gòu)件布置圖

在高裝配率的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目按照三一筑工編制的全過程智能建造方案，全面實(shí)施智能建造全場(chǎng)景，包含投資與策劃、規(guī)劃與設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與采購、施工與交付、運(yùn)營與消納五大階段。應(yīng)用筑享云平臺(tái)，基于信息共享、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、業(yè)務(wù)協(xié)同、交易撮合的平臺(tái)能力，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全生命周期相關(guān)角色、相關(guān)要素在線協(xié)同，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全局最優(yōu)。接下來我們依次詳細(xì)介紹智能建造場(chǎng)景五大階段。

投資與策劃階段

本項(xiàng)目基于三一筑工自主研發(fā)的筑享云平臺(tái)，邀請(qǐng)項(xiàng)目各相關(guān)方，應(yīng)用SPCP/D項(xiàng)目計(jì)劃與數(shù)據(jù)管理模塊（見圖3），在線協(xié)同編制項(xiàng)目計(jì)劃，任務(wù)實(shí)時(shí)溝通，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目全過程文檔和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行管理，并對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行多層級(jí)看板分析，動(dòng)態(tài)反饋，實(shí)時(shí)預(yù)警，助力項(xiàng)目全生命周期投資決策、平臺(tái)策劃。

圖3 筑享云SPCP/D項(xiàng)目計(jì)劃與數(shù)據(jù)管理模塊

規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段

本項(xiàng)目基于筑享云平臺(tái)，依次按照平臺(tái)線上計(jì)劃驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目線下本地設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)平臺(tái)交換、設(shè)計(jì)成果動(dòng)態(tài)評(píng)審的方式進(jìn)行定制設(shè)計(jì)和全程仿真。

在技術(shù)體系選型上，本項(xiàng)目采用SPCS技術(shù)路線，即“空腔墻柱+等效異構(gòu)+工模夾具+面內(nèi)作業(yè)”。

其中空腔墻柱是指采用SPCS空腔墻或SPCS空腔柱，減少現(xiàn)場(chǎng)綁鋼筋、支模板等工作量。空腔墻柱的構(gòu)件形式詳見圖4。

（a）空腔墻

（b）空墻柱

圖4 空腔墻柱示意圖

等效異構(gòu)是指采用受力性能等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的連接方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合，保證結(jié)構(gòu)整體安全。連接方式詳見圖5。

（a）空腔墻

（b）空墻柱

圖5 等效異構(gòu)示意圖

工模夾具是指采用與SPCS結(jié)構(gòu)技術(shù)配套的工模技術(shù)體系。

面內(nèi)作業(yè)是指采用SPCS預(yù)制外墻，匹配相應(yīng)安全措施，可免去外腳手架搭設(shè)，實(shí)現(xiàn)安全高效施工。其中工模技術(shù)和面內(nèi)作業(yè)相關(guān)技術(shù)措施詳見圖6。

圖6 工模夾具與面內(nèi)作業(yè)技術(shù)

在技術(shù)路線的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目綜合應(yīng)用預(yù)制梁、端部暗柱一體化、保溫裝飾一體、飄窗裝配、構(gòu)件內(nèi)框工廠封堵、定型模具澆節(jié)點(diǎn)、墻板減重、地下室板預(yù)制、地下室梁預(yù)制、地下室柱預(yù)制、地下室外墻預(yù)制等一系列創(chuàng)新成果（見圖7），規(guī)避了套筒灌漿實(shí)心墻體系對(duì)中難、灌漿難、檢測(cè)難、防水難等一系列痛點(diǎn)問題，實(shí)現(xiàn)了大眾化建筑“結(jié)構(gòu)安全好快省”的目標(biāo)。

圖7 SPCS技術(shù)體系創(chuàng)新成果

在設(shè)計(jì)工具方面，采用P/N/R+SPCS等正向BIM設(shè)計(jì)軟件，解決行業(yè)BIM設(shè)計(jì)協(xié)同難、設(shè)計(jì)質(zhì)量差、設(shè)計(jì)效率低等痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拆分、智能深化、一鍵圖表等多項(xiàng)功能，讓建筑設(shè)計(jì)更好更快更輕松，設(shè)計(jì)效率較傳統(tǒng)深化設(shè)計(jì)軟件提升40%以上。同時(shí)正向設(shè)計(jì)軟件一鍵輸出的模型數(shù)據(jù)可驅(qū)動(dòng)燈塔工廠智能裝備，實(shí)現(xiàn)PC構(gòu)件智能化生產(chǎn)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)全場(chǎng)景，詳見圖8。

圖8 設(shè)計(jì)軟件驅(qū)動(dòng)全場(chǎng)景

生產(chǎn)階段

三一筑工自主研發(fā)的SPCI工業(yè)軟件智能解析BIM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，拉動(dòng)筑享云平臺(tái)的計(jì)劃數(shù)據(jù)，完成自動(dòng)拼模，并形成以模臺(tái)為單位的生產(chǎn)任務(wù)，按照工藝路徑數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)拆布模機(jī)器人、劃線涂油一體機(jī)和視覺質(zhì)檢、智能布料、翻轉(zhuǎn)合模、堆養(yǎng)等裝備，實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)智能鋼筋、智能攪拌站，實(shí)現(xiàn)各類鋼筋與混凝土的協(xié)同自動(dòng)化生產(chǎn)，滿足裝配式部品部件JIT生產(chǎn)，模臺(tái)利用率和產(chǎn)量較傳統(tǒng)PC生產(chǎn)線提升50%，整線用工人數(shù)降低60%，生產(chǎn)節(jié)拍8-10min。（見圖9）。

圖9 SPCI驅(qū)動(dòng)智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)

在構(gòu)件管理方面，工廠利用PCM構(gòu)件管理系統(tǒng)，基于一件一碼的構(gòu)件清單，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)要貨需求，倒排生產(chǎn)計(jì)劃、運(yùn)輸計(jì)劃，對(duì)項(xiàng)目訂單、構(gòu)件生產(chǎn)、庫存、發(fā)運(yùn)進(jìn)行全過程的管理和跟蹤，使構(gòu)件生產(chǎn)過程可控，交付進(jìn)展可視，并確保生產(chǎn)與施工進(jìn)度的精確銜接，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃驅(qū)動(dòng)。PCM一件一碼管控流程詳見圖10。

圖10 PCM構(gòu)件管理系統(tǒng)管控流程

此外，三一筑工自主研發(fā)的數(shù)字工廠駕駛艙，可鎖定“人機(jī)料法環(huán)”要素指標(biāo)和QCDS成效指標(biāo)，做到工廠生產(chǎn)運(yùn)營“一屏掌控天下”，詳見圖11。

圖11 數(shù)字工廠駕駛艙

施工與交付階段

PC構(gòu)件到場(chǎng)后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員通過PCM施工端掃碼驗(yàn)收（詳見圖12）。驗(yàn)收通過后，技術(shù)人員運(yùn)用PCM施工端，掃碼吊裝。平臺(tái)自動(dòng)記錄吊裝狀態(tài)，并關(guān)聯(lián)至BIM模型，直觀展示構(gòu)件安裝情況。

圖 12 PCM施工端掃碼驗(yàn)收

在裝配式施工階段，本項(xiàng)目在地下室階段采用了地下室空腔外墻（詳見圖13），實(shí)現(xiàn)了高效安裝和防水，同時(shí)采用空腔柱（詳見圖14），大幅減少綁鋼筋、支模版、搭腳手架，地下施工速度整體提速50%以上。

圖13 地下SPCS空腔外墻應(yīng)用

圖14 地下SPCS空腔柱應(yīng)用

在地上結(jié)構(gòu)階段，本項(xiàng)目應(yīng)用SPCS空腔墻（詳見圖15），再配合工模夾具和面內(nèi)作業(yè)，在大幅減少綁鋼筋、支模版、搭腳手架的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高工效和施工安全性。構(gòu)件空腔內(nèi)澆筑同質(zhì)混凝土并振搗，形成連續(xù)整體，等同現(xiàn)澆，結(jié)構(gòu)安全不漏水。整個(gè)施工過程，可減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員40%以上，并實(shí)現(xiàn)4-5天一層施工速度。

圖15 地上SPCS空腔墻應(yīng)用

在工程機(jī)械應(yīng)用方面，本項(xiàng)目采用全球建機(jī)三強(qiáng)三一集團(tuán)旗下多款智能化電動(dòng)化工程機(jī)械系列，包括土石方機(jī)械系列、路面機(jī)械系列、混凝土機(jī)械系列、樁工機(jī)械系列、起重機(jī)械系列、三一重卡系列等（詳見圖16），實(shí)現(xiàn)了低碳化、少人化施工。目前三一集團(tuán)電動(dòng)化工程機(jī)械達(dá)30多款，在行業(yè)內(nèi)率先全面打通“單機(jī)智能化-機(jī)群智能化-智慧施工”技術(shù)路徑，低碳化、智能化創(chuàng)新成果不斷，市場(chǎng)地位遙遙領(lǐng)先。

圖16 三一多款智能化電動(dòng)化工程機(jī)械系列

在裝配式施工的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目還采用多種智能機(jī)器人參與到施工及檢測(cè)環(huán)節(jié)，助力現(xiàn)場(chǎng)高效施工、合理施工，其中包括的機(jī)器人類型有：四輪激光地面整平機(jī)、地面抹平機(jī)、建筑測(cè)量機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人、BIM放樣機(jī)器人、三維激光掃描儀等。

此外，三一筑工獨(dú)立研發(fā)的數(shù)字工地駕駛艙，同樣可以鎖定“人機(jī)料法環(huán)”要素指標(biāo)和QCDS成效指標(biāo)，做到項(xiàng)目施工運(yùn)營“一屏掌控天下”，詳見圖17。

圖17 數(shù)字工地駕駛艙

當(dāng)項(xiàng)目竣工交付后，筑享云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)BIM孿生交付，進(jìn)而為智能家居、智慧社區(qū)提供后續(xù)數(shù)字運(yùn)營支持。

云谷嘉苑項(xiàng)目充分利用筑享云平臺(tái)，全面打造了智能建造全場(chǎng)景，樹立起長沙智能建造示范項(xiàng)目新標(biāo)桿。

我們相信，智能制造的今天就是智能建造的明天，智能建造的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)明確。

三一筑工也將繼續(xù)不斷創(chuàng)新進(jìn)取，為建筑行業(yè)智能建造發(fā)展貢獻(xiàn)出更好的三一方案、更多的三一智慧和更強(qiáng)的三一力量，與合作伙伴攜手并進(jìn)，為全力實(shí)現(xiàn)“共筑智能建造新生態(tài)”這一宏偉目標(biāo)而不懈奮斗！

（責(zé)任編輯：何雯麗）