智慧施工:打造绿色环保智慧型文明工地

By | 2022年1月7日

前言

随着我国社会经济的不断发展,人们渐渐提高了对建筑物的功能要求,建筑结构、建筑信息越来越复杂,传统的施工管理手段与我国建筑业当前的发展形势相矛盾,如何实现建筑业的信息化管理成为发展建筑业要解决的首要问题。

图扑软件围绕“控风险、除隐患、防灾害”工作要求,聚焦重点工程、重要环节,集中时间和精力,将数据可视化 Web 组态应用到建筑施工的管理中,以厦门集美软件园 B22 地块为背景,搭建智慧工地可视化解决方案。通过 HT 可视化有效保障建筑施工安全,遏制事故多发频发势头,协助行业安全生产形势稳定好转。

效果展示

系统界面由 3D 仿真建筑施工过程以及可交互的 2D 动态桌面组成。在首页点击 2D 导航按钮“全屏播放”下钻至全场景,首级场景页面下部分展示施工完成进度。用户按住鼠标左键左右拖动“调整时间”按钮,复盘施工过程。

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HT 左侧面板循环播放项目信息,包括施工时间与投入人员计划、施工人员安全情况、工程管理目标、创优目标以及科技研发目标。

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场景支持 3D 全方位漫游,展示设备运行情况、各阶段施工场景、人员信息等,可根据需求查看施工信息,方便观看者通过展示可视化大屏全面直观的查看施工综合指标数据。

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系统分析

结合 BIM 三维建模,系统采用自主研发的 HT for Web 产品,对场地平整、做地基、回填等各阶段工况进行全过程数字孪生,实现 Web 三维施工管理可视化平台,从而对建设工程造价预估,控制预算。

将建筑物及施工现场 3D 模型与施工进度链接,与施工资源、安全质量以及场地布置等信息集成一体。整合了建筑施工进度、施工人员佩戴装置、安全管理等各类系统,实现可视化表达,VR、手持或固定触控设置终端都可支持,减少信息传递的中间环节,保证信息传递的时效性和及时性,统一项目标准。

桩基施工流程可视

桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组成,具有抗地震性能好、沉降量小的特点。HT 支持多种模型渲染,配合 2D 面板,实时监控桩基础施工进度。

场地平整与场布

开工前场地要完成三通一平。地上地下的电缆管线、设备基础等障碍物均要清除完毕。各项临时设施如临时电、临时水、安全设备准备就绪,保证施工场地平整。

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HT 可视化与施工管理系统融合,协助合理布置塔吊、施工电梯等垂直运输设备的位置,规划好施工道路和场地,减少运输费用和场内二次搬运;现场角落安置信息采集设备,包括局域网控制器,卫星定位接收器等,通过无线通讯方式对数据实时处理,通过 3D 视图进行关键信息查看,整理基本要求与原则,提出合理的场地布置方案,保证施工的顺利进行,提高施工效率。

钻孔灌注与打桩

钻孔灌注桩是工程构筑物的基础结构形式之一,具有承载力高、强度刚度大、桩身变形小等优点,但作为隐蔽工程却存在施工监测难、信息化管控水平较低等问题。

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基于北斗定位技术、接触式仪器组合法以及管理云平台 HT Cloud,从大体积混凝土无线测温系统由温度传感器、无线温度采集器、无线中继器和管理软件收集的数据,都可以被直接输入到 HT for Web GIS 中,用于对高层建筑的大体积混凝土浇筑过程中温度变化的自动监测,确保施工安全。通过 3D 效果实现对钻孔灌注桩施工中测放桩位、成孔检查、泥浆监测、混凝土浇筑及质量溯源的智能化管控。

塔吊施工可视化

所有桩基施工完成之后,即可安排塔吊进场。塔式起重机在安装前后和日常使用中都要对它进行检查。融合塔吊运行监控系统,作业人员可实时获取塔吊当前运行参数,监控塔吊运行状态。

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配合 3D 组态效果,HT 可对塔吊碰撞等危险作业进行报警,显示塔吊交叉作业运行情况,最大程度上保障塔吊作业安全。

基坑围护梁施工

围护梁相当于工程的“脊梁”,对整个工程支撑稳定至关重要。一是保护基坑,二是保护周围的建构筑物和其它设施不受施工影响。传统的围护桩施工都是按图进行,其施工过程无法观察,成桩后更不能开进行开挖验收。

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在HT 技术的支持下,系统可还原每根桩所在的位置和所到达的深度,并展示在可视化大屏上,通过实时监测方式,避免维护梁施工中任何一个环节出现问题,影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

土方开挖与压顶梁

土方开挖是将土和岩石进行松动、破碎、挖掘并运出的工程,是工程初期以至施工过程中的关键工序。压顶梁是指在顶部压一层混凝土梁。回填土内不得含有植物、砖块等杂物,因施工场地、施工机械、特殊施工技术等原因,土方回填一般采取人工夯实办法弥补机械压实不到之处。

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系统可根据施工要点自主设置警告类型信息,并采用 3D 效果 1:1 高仿真模拟土方开挖全过程,避免回填之前出现基坑边坡不平、基地不平的缺陷和杂物堆积,做到随挖随修,加快施工技术作业速度,提升工程作业质量。

主题结构施工可视化

裙楼结构施工

裙楼一般指在一个多高层建筑的主体下半部分,施工内容包括裙楼的主体结构加固,主要加固形式为增大截面、外包钢、碳纤维布等。涉及加固改造、钢结构、精装修、强弱电、消防、幕墙等专业,多工种交叉作业、立体作业情况多。

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系统接入施工的任务管理系统,通过数字驱动取代人工汇报的反馈机制,HT 可视化大屏展示施工计划开始与完成时间、施工主题、施工类型、施工处理结果、负责人电话和施工单位等信息,结合 360 度全景可视化结合数据联动,可根据工程管理难点,进行全盘策划,综合组织协调,确保裙楼的质量、安全等指标顺利完成。

构筑主体钢结构

主体结构是基于地基与基础之上,接受、承担和传递建设工程所有上部荷载,维持上部结构整体性、稳定性和安全性的有机联系的系统体系,项目主体结构体系为钢框架-钢筋混凝土核心筒。项目施工过程中采用伸臂桁架,大大提高了结构整体协同受力能力,减小竖向荷载作用下的变形差异。

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HT 针对伸臂桁架外形尺寸大、节点构造复杂等特点,渲染桁架各施工阶段应力应变效果。在最具代表性的位置布设传感器,可获取场景中的压力点位信息,从而实现对外框和核心筒的应力应变进行监测,代替人工分析沉降压缩变形差对伸臂桁架内力的影响,将核心筒与外框结构压缩变形数据控制在规范允许范围内,确保伸臂桁架施工质量,确定焊缝对接口应力释放和焊接的最佳时机。

层板构筑施工

为了让楼层更加坚固且安全,对楼层建造时一般楼层用的都是钢结构。然而在施工过程中,存在楼层板边定位困难,钢结构体量大,异形构件施工等困难。

层板

基于 UWB 定位基站,HT 结合 BIM 技术,通过现场放样优化楼层板综合排布,对层板定位可行性采取 3D 场景虚拟漫游,实现决定楼层板与钢梁熔透焊接的焊点位置的效果,协同安装,保证布置合理,达到零拆改,一次成优。

砌体幕墙安装流程可视化

外墙结构与装饰施工

外墙施工方面,建设工程项目多年来采用工程总承包和专业工程分包相结合的工程建设形式,这极易造成因为不同专业设计沟通不畅而形成工程设计细节互相矛盾或设计脱节现象,在工程施工中经常遇到困难,影响工程质量。

系统融合外墙通风口与外墙干挂面层节点处理建设工程的通风空调系统,可将风道与外墙洞口的密封固定节点、风道与外墙面层的连接方式节点、风道与风口百叶连接节点、幕墙空腔内风道的保护方法等描述清楚,使原本碎片化的视频在真实三维场景中全景可视。并从所需要的任意视角对整体场景进行全景把握,包括主体结构、外墙装修、门窗安装、通风安装等多个专业,实现精准定位需要的追视的目标定位。防止工程项目竣工投入使用后,出现外墙外窗的雨水渗漏、窗台渗水、通风口的接口漏风、室内吊顶受潮和风吹扰动变形、隔热保温不达标等,影响使用功能现象。

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幕墙施工

幕墙是建筑的外墙围护,不承重,像幕布一样挂上去,故又称为“帷幕墙”,属于建筑的围护结构,在安装幕墙时主要是露天作业,受到自然环境的影响,在使用脚手架等工具时,比较容易出现安全隐患。系统对接天气系统数据,场境内可针对当日天气数据进行预测监控分析,当有极个别天气数据出现时,即可调整工程实施方案,确保工程安全实施。

室内切体与基装

砌筑工程是建筑工程中十分重要的一个分部工程,对于建筑的使用寿命和质量至关重要。传统的砌体工程存在材料堆放杂乱、灰缝不饱满、混凝土反坎、砌体开槽等质量问题。HT 可根据施工情况自由设置报警类型,例如运输数量警告、瞎缝、透明缝警告等,能够更加清晰直观地指导现场施工。

水电、电梯、部网

企业可根据情况接入区用电监控系统,实时监控工地生活区内日常用电器的电量使用情况,实现生活区内宿舍、办公室等区域的实时用电参数监测、用电情况统计和超限报警等功能。污水排放处理系统实现对企业废水和现场污水的自动采样、流量的在线监测和主要污染因子的在线监测。园区内用电、用水等服务设施的 POI 数据的分布情况可全面呈现,保证水管、电网、风管不冲突,实现显示数据的实时感知。

通过融合 HT 智慧园区能源管理系统,当施工项目完成之后,可对建筑用电、用水、楼宇等情况进行集中监控管理,减少建筑日常的能源消耗,提升节能工作的管理水平。

景观环境

绿化是景观环境中非常重要的元素,良好的绿化会给人以美的感受和自然的熏陶。系统支持基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS),对各类环境监测点以及植物、雕塑、施工过程中产生的固体废物类型、数量、分布位置等要素进行可视化监测。帮助处理传统的绿化中存在的植物搭配不科学、种植位置不协调等问题。支持目标施工详细信息查询,并采用 2D 组态面板展示,如材料调度与场布、围墙拆除、地面硬化、地面铺装、绿化养护等信息,辅助用户全面掌握景观环境质量,为用户进行环境治理提供科学决策依据。

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完工庆典

完工庆典包含场布、环保专项验收、烟花秀场布、竣工验收现行媒体庆典典礼、烟花秀等流程,融合智能告警与监测系统,HT 支持基于时间、空间、数据等多个维度的碰撞分析,为各类重点关注环保要素建立阈值告警触发规则,并对于突发事件可快速定位,方便指挥人员对突发事件与周边情况进行判定和分析,为事件处置提供决策支持,最大限度降低突发事件带来的影响,提高管理者对突发事件处理效率。

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总结

近年来,随着物联网、大数据、移动互联网、BIM 技术的应用日趋成熟,以“互联网+”技术的为依托的智慧化建造的概念在建筑领域也逐渐清晰。智慧工地管理的研究及应用,能够有效地深化建筑企业管理模式和提高企业的实力,打通从一线操作与远程监管的数据链条,实现劳务、安全、环境、材料各业务环节的智能化、互联网化管理,提升建筑工地的精益生产管理水平。

Hightopo 搭建的智慧施工可视化解决方案,支持智慧建筑施工多环节业务,实现“互联网+”与建筑工地的跨界融合,促进行业转型升级。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接:https://www.hightopo.com/demos/index.html

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