基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法

基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法由中国建筑第四工程局有限公司完成的工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》是中国建筑第四工程局有限公司完成的建筑类施工工法；作者分别是莫子杰、李松晏、吴广武、艾姣姣、罗盈洲、钟棋栊、李红梅、宁博望；适用范围是所有装配式建筑工程，尤其适用于预制构件体量大、高层住宅、写字楼等装配式建筑。《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》主要的工法特点是：将BIM与RFID技术应用于构建大规模定制、生产、运输、施工的全过程；法施工前期利用预制构件进行深化拆分的BIM模型发行RFID芯片；实现了建筑产业化施工过程全程跟踪技术。2019年12月11日，《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》被广东省住房和城乡建设厅评定为2019年度广东省省级工法。形成原因形成原因《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的形成原因是：自中国的十八大以后，发展“新型工业化、信息化、现代化”成了建筑行业的潮流，传统的建造方式正逐渐被高效环保的工业化建造所取代，建筑施工技术随之产生了实质性变化。装配式建筑大量的预制构件由车间生产加工完成，构件种类繁多、体量大、尺寸多变。在生产、运输、吊装过程中需投入大量人力物力来确保每一个预制构件的准确性，吊装出错率高，故形成一套装配式施工模式下的全过程数字化施工技术尤为重要。为解决上述难题，中国建筑第四工程局有限公司在预制构件生产、运输、吊装全过程采用全数字化管理模式，将每一个预制构件尺寸、编号、生产时间、出厂时间、进场时间、安装位置等信息利用RFID技术植入到预制构件中，通过对预制构件扫描、获取信息、上传信息实现数据可视化，实时追踪每一个预制构件动态；基于BIM模型，对预制构件编码、吊装模拟、节点分析、状态展示等，该技术的实施，保证每个构件的信息准确性，提高对预制构件的生产进度管控能力，实现了智能施工，达到了节约工期，降低成本的目的。

工法特点工法特点《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的工法特点是：1.该工法将BIM与RFID技术应用于构建大规模定制、生产、运输、施工的全过程，实现对整个过程的可视化和系统化管理，提高了作业效率和准确性。2.该工法施工前期利用预制构件进行深化拆分的BIM模型发行RFID芯片，在吊装施工过程中，根据BIM模型指导吊装，完成吊装实时更新BIM模型信息，完善了BIM软件与RFID软件中的模型信息无缝、无损对接。3.该工法实现了建筑产业化施工过程全程跟踪技术，BIM平台与RFID信息管理平台通过云端服务器交互信息，除了实现构件各阶段的信息管理外，还实现了构件信息的可追溯性。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》适用于所有装配式建筑工程，尤其适用于预制构件体量大、高层住宅、写字楼等装配式建筑。

工艺原理《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的工艺原理叙述如下：通过结合RFID及BIM技术，预制构件生产、运输、吊装全过程采用物联模式，实现了构件的编号和定位，实时追踪每一个预制构件动态。主要包括BIM管理平台、构件信息管理平台、手持PDA和RFID芯片三大部分：一、BIM管理平台：主要使用轻量化模型，三维展示预制构件的生产、施工等信息。在前期利用BIM对建筑模型根据每个预制构件进行拆分，达到指导施工的深度。利用软件生成的GUID码，编制构件生产序列，使每个实际生产的构件与模型一一对应，通过三维模型，显示每个构件挂接的所有信息。

图1信息挂接二、构件信息管理平台：整合了所有预制构件的尺寸、编号、生产时间、出厂时间、进场时间、安装位置等信息，形成一个信息数据库。通过互联进行信息采集，根据PDA回传的信息类型自动判断构件状态，并更新对应构件的信息。

图2信息管理平台三、手持PDA和RFID芯片：利用RFID无线射频技术，将预制构件信息写入芯片中，在生产、运输、施工、运维环节使用手持PDA设备对标签进行扫描，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息。施工工艺《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的施工流程见图4。

图4施工流程《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的操作要点如下：一、深化拆分模型利用BIM对建筑模型进行深化拆分，将BIM模型中的每个图元根据预制构件深化图拆分，使BIM模型中的每个图元对应实际的预制构件，根据BIM模型中每个构件导出的GUID码发行RFID芯片，使每个构件拥有与BIM模型相对应独立的身份编号。

图5深化拆分模型图6导出构件信息二、建立信息数据库将预制件基本信息（包括构件类型、名称、预制构件编号、工程名称、楼号、层数、安装位置）以Excel文件格式导出，填写每个预制构建的实际体积和方量后，再导入到预制构件信息管理系统中，并利用信息平台对构件进行智能化管理。材料设备材料设备一、材料《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》所用的材料明细如下：（一）信息管理材料：RFID芯片，用于记录预制构件信息及标记作用。（二）主要常规材料：1.预制构件定型模具，用于构件生产。2.钢筋混凝土原材，用于构件生产。3.叠合板快速支撑架，用于叠合板吊装支撑。4.预制柱斜撑，用于预制柱安装固定。5.轮扣架、木枋，用于预制梁吊装支撑。6.灌浆料，用于预制柱灌浆施工。7.模板、对拉螺杆，用于梁柱节点处支模。

质量控制质量控制《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》严格执行国家及相关规范要求，包括：《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T-2016、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB-2002、《装配式建筑评价标准》GB/T-2017、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB-2001、《建筑工程设计信息模型制图标准》JGJ/T448-2018。预制构件的质量直接影响装个装配式质量，故构件生产、吊装过程中必须严控质量关，保证施工质量。保证措施主要包括以下方面：1.技术、生产人员熟悉图纸，认真学习掌握施工图的内容、要求和特点，同时针对有关施工技术和图纸存在的疑点作好记录，通过会审，对图纸中存在的问题，与设计、甲方、监理共同协商解决，取得一致意见后。办理图纸会审记录，作为施工图的变更依据和施工操作依据。根据设计图纸要求，结合结构图和节点详图和施工规范由厂家专业技术人员进行深化设计图。2.组织设计人员熟悉图纸，进行图纸会审，同时根据设计变更进行剖析图纸。根据设计图纸要求，结合结构图和节点详图和施工规范由厂家专业技术人员进行装配式深化图。3.厂家预制构件深化设计完后仔细核对，确保与设计蓝图准确无误后，经业主和设计院审查批准后，方可进行生产制作。安全措施安全措施采用《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.严格把守安全制度关。铝模施工作业前，严格按照安全生产交底制度，由工长向施工班组进行书面交底，交代现场可能出现的危险源及注意事项，对此提出防护措施，并签字归档。2.严格执行安全检查关。施工前后，管理人员均需带领班组对施工部位进行安全检查，及早发现隐患，尽早处理。3.建立安全责任制度。安全负责人定期组织安全生产检查，并建立安全生产评定制度，对现场情况进行评比与奖惩。4.施工作业人员需符合施工资质，且应定期体检；如患有不适合高空作业疾病应不得上操作平台工作。5.预制构件应按区域摆放规整，严禁随地摆放，防止预制构件偏倒伤人。6.吊装构件前必须检查支撑是否可靠、螺杆是否松动。浇筑混凝土时必须由专人看管，随时检查支撑、螺杆是否变形、松动，并组织及时恢复。7.构件吊运需严格按照方案进行。环保措施环保措施《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的环保措施如下：1.实行工作面移交制度，每个班组负责相应施工区域的工完场清工作，施工完成后对工作面进行移交时，对文明施工也同时移交。2.在吊车起吊支撑架及其他配件时，严禁砸地重落，发出噪音，影响周边居民的正常生活。3.现场垃圾应及时清理，并存放到制定垃圾点。整个施工操作面需做到整齐有序、干净无污染、低噪声、低扬尘、低能耗的整体效果。4.明确材料堆场、加工场及库房，每天负责相应区域的工完场清。

效益分析效益分析《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的效益分析如下：一、经济效益通过基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工方法的运用，有效的提高了装配式施工效率，相比较传统管理模式，装配式每层平均节约1天吊装时间，由于装配式主体结构施工为塔楼的关键线路，主体结构施工进度直接影响总工期。在华南理工大学广州国际校区项目装配式建筑为CA、EA、EB栋，共36层，合计共节约工期36天。RFID预制构件管理系统使用费及管理服务费共元；RFID芯片单价为1.5元，所有构件约9000元，手持PDA四台，合计元；所有费用共计元。项目每日费用如表1：由上表可知，该工程每日费用约.5元，则工期节约费用约为.5×36-=38.08（万元）。应用实例应用实例《基于RFID及BIM技术的预制构件全过程数字化施工工法》的应用实例如下：1.工程概况该工程位于番禺区南村镇广州国际创新城南岸起步区，规划范围东至南村大道，南至兴业大道，西至市新路，北至南大干线。该次建设内容为一期工程，主要包括学院、研究院、络中心、报告厅、宿舍、食堂、市政配套设施（水泵房）以及道路广场、绿化、综合管廊、公用工程等配套设施。一期工程拟建总建筑面积平方米，其中，地上建筑面积平方米，地下建筑面积平方米。单体公共建筑最大高度约70平方米，装配式建筑面积占总建筑面积30%。2.施工情况该项目材料基因工程产业创新中心、华工-港科大联合研究院、华南岩土工程研究院、宿舍楼采用装配式结构，裙房、地下室部位采用传统现浇方式施工；2~3层以上采用装配式