绿色智能建造概论 课件 第6章 绿色智能施工

第6章绿色智能施工6.1绿色施工6.2智能施工6.3典型工程案例6.1绿色施工6.1.1绿色施工内涵

绿色施工是指在保证质量、安全等基本要求的前提下，以人为本，因地制宜，通过科学管理和技术进步，最大限度地节约资源，减少对环境的负面影响的施工活动。绿色施工的三个基本要素包括环境保护、资源节约、人力资源节约和保护。6.1.2绿色施工典型技术1.环境保护技术（1）空气和扬尘污染控制技术（2）污水控制技术（3）固体废弃物控制技术（4）土壤与生态保护技术（5）物理污染控制技术（6）环保综合技术2.资源节约技术（1）节材与材料资源利用技术（2）节水与水资源利用技术（3）节能与能源利用技术（4）节地与土地资料保护技术3.人力资源的节约和保护6.1.3绿色施工的评价绿色施工评价指对工程建设项目绿色施工水平及效果进行评判的活动。绿色施工评价分基本规定评价、要素与批次评价、技术创新与阶段评价、单位工程评价。绿色施工评价可参见GB/T50640—2023《建筑与市政工程绿色施工评价标准》。6.2智能施工6.2.1智能施工内涵

智能施工是指在建筑项目中，通过应用现代信息技术、自动化控制技术、计算机网络技术、通信技术等，实现建筑设施的智能化管理和控制，以提高建筑的舒适性、安全性、节能性和管理效率。它主要包括智能化系统的设计、设备安装、系统调试、系统集成、系统验收等环节。6.2.2智能施工应用场景分析1.通过智能化的辅助设备、仪器和软件系统，实现施工现场的自动化、信息化和智能化，并通过实时数据交互和分析，进行全面监测和管理施工进程，从而大大提高施工效率和质量。2.多方面的管理手段和方法，如建立信息化施工管理平台、引入施工工艺仿真技术、建立现场协同管理体系等。3.数据采集和管理，智能机器人和系统的应用，以及智能化施工项目的规划和设计等等6.2.3智能施工典型技术智能建造是技术和设备的综合体，是新一代信息技术和智能设备与工程建造技术深度融合与集成。工程人员的交互、感知、决策、执行和反馈等动作都需要通过设备来完成，而体力替代、脑力增强更是需要设备的支撑。施工阶段常用的智能建造典型技术有BIM技术、三维逆向建模技术、物联网技术、大数据与人工智能技术、建筑机器人技术等。6.3典型工程案例6.3.1国贸三期B工程（1）工程背景

中国国际贸易中心三期B阶段是中国国际贸易中心建筑群的收官之作，与国贸一期、国贸二期及国贸三期A组成的国贸中心占地总面积达17万m2，总建筑面积达110万m2，是全球规模最大的世界贸易中心和北京CBD中心商务区的地标性建筑群。国贸一期156m1985-1990国贸二期156m1996-1999国贸三期A

330m2005-2010国贸三期B

295.6m2013-2017（1）工程简介主塔楼商业裙楼酒店裙楼景茂街3A塔楼3A裙楼3A裙楼国贸饭店国贸二期占地面积：19456m2

建筑面积：22.3万m2

建筑用途：集商业、办公、

酒店、车库为一体地下室层数：4层

基坑开挖深度：28m主塔楼地上层数：59层

主塔楼建筑高度：295.6m酒店裙楼层数：5层酒店裙楼建筑高度：25m商业裙楼层数：7层

（局部8层）商业裙楼建筑高度：43.8m（2）关键技术与创新技术1）封闭式止水帷幕施工技术

本工程基坑面积约15523m2，开挖深度大面达22m，属于超大深基坑。基坑开挖范围内的砂卵石底层为富水地层，地下水位埋深约18m。

基坑支护采用了桩锚支护形式，同时为了减小地下水抽排，沿着基坑周圈在护坡桩之间设置Φ1000@1500mm高压旋喷桩止水帷幕，阻断了基坑开挖范围与基坑外地下水的联通，基坑降水仅疏干开挖范围内的地下水。与不设置止水帷幕，开放式降水方式相比，可减小地下水抽排约24000m3。基坑支护剖面示意及节点大样图底板大直径高强钢筋施工2）大直径高强钢筋应用技术本工程主楼基础底板采用HRB500高强Φ36大直径钢筋，500MPa钢筋强度高、延性好、性能稳定、焊接性能良好、冷弯性能好，在相同受力情况的基础上，采用此规格钢筋在很大程度上节约了材料，节约了能源。该技术主要适用于主体结构施工阶段，对于超高层建筑大体积底板或剪力墙、矩形柱等受力较大结构构件中钢筋可考虑采用高强大直径钢筋。通过本项目实施，节省钢筋300t。3）超厚大体积底板混凝土施工及裂缝控制施工技术主塔楼基础底板平面尺寸为47×50m，底板核心筒厚度为3.4m，外框厚度3m、2.9m。混凝土强度等级C50P10，总浇注方量为7000m3。底板混凝土强度等级偏高，水泥用量大；平均厚度厚，散热条件差；浇筑时间在冬季，内外温差大。为解决上述问题，与清华大学材料室通过正交试验法优选混凝土配合比，突破现行规范限制，加大粉煤灰掺量，模拟试验结果及配合比设计通过专家论证会审批。材料名称水

泥掺

和

料砂子石子水外加剂规

格P.O42.5粉煤灰I级矿粉

中砂机碎石地下水YND-PC防冻剂产地冀东盾石唐山大唐同舟唐山河北滦平

北京北京天津雍阳用量（kg/m3）23018050680106016510.6混凝土配合比设计3）超厚大体积底板混凝土施工及裂缝控制施工技术通过选择合理浇注方式和保温措施来保证底板大体积混凝土施工质量，选择溜槽为主、泵送为辅的工艺，在48个小时内完成浇筑，高峰期每小时浇筑超过600m3。溜槽、地泵布置图底板有限元数据模型温度梯度场测点温度-时间曲线图水化热计算及监测大体积混凝土底板浇筑施工大体积混凝土底板温度监控混凝土测温点分布中心点测温结果4）3BS商业裙楼大跨度钢桁架整体拼装、逆序提升施工技术本工程3BS商业裙楼在景茂街上方设计了四层跨度23m的钢桁架，每层242.5t重。景茂街为城市次干路，为了保障景茂街的行车要求，工期紧张，需快速施工。在施工过程中采用了整体拼装、逆序提升的施工工艺，成功解决了场地狭小状态下多层大跨度重型钢结构的安装方法。较传统塔吊安装方案节省工期26天，节省成本约50万元，且安全风险小。提升点布置示意图楼板回顶及路面铺设钢板地面整体拼装，待提升L4层整体提升整体提升完成L5层整体提升L6层整体提升地面逐层拼装4）3BS商业裙楼大跨度钢桁架整体拼装、逆序提升施工技术5）主塔楼核心筒封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升施工技术（超）高层建筑多采用框架-核心筒结构体系，核心筒混凝土施工多采用爬模或顶模技术，核心筒内水平结构施工滞后于竖向结构，爬模架体与下部已完成结构之间无法形成疏散通道而在施工阶段存在极大安全隐患。本工程将核心筒内部混凝土楼梯优化为钢楼梯，并利用液压爬升吊装机构做转换平台，解决超高层建筑施工期间的应急疏散通道的问题。5）主塔楼核心筒封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升施工技术液压爬升吊装平面布置图

运料平台轨道及运料车平面布置图1-附墙挂座、2-爬升导轨、3-液压顶升装置、4-主承力桁架架体、5-双向行走轨道、6-电动行走机构、7-电动环链葫芦、8-水平运输滑车、9-运料平台。5）主塔楼核心筒封闭结构下轻型钢结构半自动自爬升施工技术L6~L7层伸臂桁架B1~L7层核心筒钢板剪力墙V型柱塔冠钢结构6）钢结构深化设计本工程用钢量达（2）万t，钢构件9000余支，使用计算机辅助设计，推动钢结构工程的模数化、构件和节点的标准化，自动校核、纠错、出图、统计，提高设计水平和效率，顺利实现了构件工厂加工、现场拼装的工程目标，降低返修率，降低钢材损耗0.33%，加快施工进度。7）伸臂桁架大间隙、超厚钢板焊接关键技术本工程钢板厚度达70、80、100mm，常规焊接工艺不能满足质量要求。采用多层多道焊接工艺和背部清根工艺，制定合理施工顺序，改善焊缝的力学性能和工艺性能，提高一次焊接成功率，节约材料和人工。多层多道焊接工艺：

焊接过程中采用多层多道焊接，后焊的焊道对前焊道焊缝有回火作用，多层多道焊缝会影响接头的应力分布和组织，会改善接头的力学性能和工艺性能。由于前一道焊缝对后一道焊缝预热作用，而后一道焊缝对前一道焊缝具有热处理作用，在焊接接头中产生组织变化。焊接过程中采用边振边焊技术或锤击消除焊接应力，既能降低焊缝金属含氢量及杂质、减少裂纹及层状撕裂趋向，又能提高焊接接头塑性和韧性、焊缝抗层状撕裂及抗疲劳能力。7）伸臂桁架大间隙、超厚钢板焊接关键技术焊接顺序：现场焊缝处截面均为H型，构件均为超厚板，焊缝超长，焊丝填充量大，因此容易引起焊接变形和焊接应力集中等问题，对结构整体稳定性有着巨大影响。焊接施工顺序如图所示：1→2→3。焊接工艺评定

本工程使用钢板最厚达100mm，材质Q390GJD-Z35，焊接质量控制较困难。为保证焊接质量，本工程针对各类节点形式、钢板材质及钢板厚度，分别进行了相关焊接工艺评定，并采取一系列措施保证现场焊接质量。焊接工艺评定焊前预热焊后保温焊接防风措施7）伸臂桁架大间隙、超厚钢板焊接关键技术8）主塔楼超高复杂钢结构安装施工技术本工程钢结构伸臂桁架共有两道，分别位置L6~L7层、L27~28层。为保证安装精度和避免返工，在加工厂进行预拼装。

外筒伸臂桁架层钢柱安装完成后，首先安装下弦伸臂桁架，然后安装腹杆，最后安装伸臂桁架上弦。1.伸臂桁架下弦安装→2.伸臂桁架腹杆安装安装→3.伸臂桁架上弦安装8）主塔楼超高复杂钢结构安装施工技术塔冠为异形钢框架结构，节点复杂，用钢量大，竖向构件斜率大，设计有大量悬挑构件，施工难度大。对塔冠钢结构采取深化设计、模拟安装稳定性分析、加设临时支撑等措施保证塔冠钢结构施工的质量及进度。核心筒钢柱分段核心筒悬挑桁架分段外框钢结构分段最大变形1.65mm最大变形5.60mm为保证塔冠外框T27、T28节钢柱安装稳定，增设临时梁。通过Midas分析，临时梁显著降低安装变形。9）巨型钢骨柱铝合金模板施工技术本工程主塔楼仅布置2台塔吊，吊次紧张，外框柱采用铝合金模板，质量轻，不需塔吊吊运，且循环次数高。外框柱截面尺寸多样、随层高变化，设计了一种L型钢背楞，通过双拼L形槽钢背楞上角钢位置的变化来适应不同截面，施工效率高。双拼L形槽钢背楞的设计加工图铝合金模板体系安装图示意B4~B116支L1~L3132支L32~L5920支9）巨型钢骨柱铝合金模板施工技术本工程铝合金模板实现通用紧固设计，取消了传统钢骨柱支模需要设置的对拉螺杆或拉顶杆等，加快现场施工进度同时减少了现场措施投入。

铝模板与传统木模板相比，在耐久性、经济性、工效等方面均有明显优势。铝模板可重复利用300次以上，均摊成本极低，能够有效节约建筑模板成本。现场铝模板拼装的柱模10）核心筒墙体液压爬模技术本工程核心筒外墙采用JFYM150型外墙液压爬模架，核心筒采用JFYM100型物料平台液压爬模架。爬模架的提升可分段、分片或整体完成。本工程爬模共布置了72个液压爬模架机位，其中外墙液压爬模架（JFYM150型）24个机位，物料平台液压爬模架48个机位。标准层施工速度达3d/层，对比普通模板及架体施工，可加快一半速度。模板体系采用整体大钢模模板体系可使用轨道在爬升系统上独立平移11）全生命周期BIM技术应用采用BIM技术进行工程模拟施工；通过BIM软件，实现施工漫游，进而发现设计图纸潜在施工问题，对施工中存在的结构偏差、机电碰撞问题进行分析，对施工图纸提前深化，避免在施工中出现问题及材料浪费。施工阶段场地布置三维扫描和数字化加工

钢结构施工可视化施工模拟机电的二三维深化设计幕墙转角区域模型深化11）全生命周期BIM技术应用通过进行各工序、工法的施工模拟，大幅减少了工序交接的时间，提高沟通效率，减少20%的沟通会议，使整个项目工期节约20天。效率提升通过BIM模型计算出的工程量作为依据，核对现场材料计划，使现场材料量控制在原有的85%。技术辅助通过碰撞检测发现碰撞共计1500余处，解决结构设计漏留洞口300余处，方案优化节省机电路由长度1000余米，预估节省费用60余万元，工期缩短，材料损耗低于行业基准值30%。成本节约12）超高层施工混凝土泵管水气联洗技术常规混凝士泵管的清洗方式采用水洗，对超高层混凝土施工而言，水洗时管道中需要的压力很高，洗管时的安全隐患及堵塞的风险高。同时高层泵管采用水洗将耗费大量清水并排出许多废水及废渣，同时产生比正常泵送混凝土时更大的噪音，不利于环境保护及绿色文明施工。水气联洗技术进行管道清洗，清洗效果好，无堵管风险，100%洗管成功率；效率高，每次耗时约40min，直接水洗技术平均耗时90min；施工成本低，且需水量小。12）超高层施工混凝土泵管水气联洗技术在布料杆臂架末端（输送管末端）安装特制接头，接头内部装入两个或多个海绵球，海绵球中间夹一段水柱，利用空压机向接头内部充高压气体，高压气体推动海绵球和水柱，进而推动混凝土向下流动，直到将管道内混凝土全部推送至地面回收处。混凝土全部推送出管道后，重复上述过程，利用海绵球和水柱将管道清洗干净。第一轮清洗时，布料机管道与泵送主管路同时清洗，确保布料机管道一次清洗干净。第二轮清洗时，拆掉布料机与主管路之间的变径管，单独清洗泵管，保证主管路清洗干净。13）主塔吊大型塔吊选型和安装施工技术按照就近原则、互不影响原则及分阶段规划原则，选用1台ZSL750和1台M760D作为整个结构施工期间垂直运输工具。主塔楼塔吊布置图ZSL750M760DM760DZSL750项目名称高度m塔吊数量国贸三期A3303天津津塔336.93国贸三期B295.6213）主塔吊大型塔吊选型和安装施工技术仅在核心筒内布置一台塔吊，提高核心筒区域的施工工效，节省工期；内爬塔拆除利用外附塔完成，外附塔自行下降完成拆塔，解决超高层拆塔困难的问题；利用两台塔吊完成通常配置三台塔吊的超高层施工，节省成本。6.3.2国家科技传播中心（1）工程基本概况国家科技传播中心建筑高度44.9m地上4层地下2层建筑面积62640㎡地上38840㎡地下23800㎡结构设计地上：钢框架-中心支撑结构地下：钢筋混凝土框架-剪力墙结构计划工期2019年10月08日~2022年10月24日国内外最新科技成果展示中心科技成果发布交易中心国际高端学术交流中心国际科技组织总部基地

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造结构体系施工全周期BIM应用优化设计专业类型多样，专业交叉密集，需考虑同构体系协调定位。深化预制加工桁架结构复杂，制作过程需严格控制加工精度。现场管理弧形空构件定位需细化；构件发运情况影响现场物料堆放。虚拟建造结构体系复杂，施工顺序直接关系结构安全，需确定合理的施工方案。安全监测工程经验欠缺，需实时监测构件受力进行反馈与校核以保证结构安全。各专业进行协同优化排布，调整节点构件，生成最终模型并辅助出图。钢结构深化出图，模拟拼装指导加工，保证桁架加工制作精度和质量。模型提取构件信息精准放线；引入二维码构件追踪管理。实施虚拟建造，通过调整关键参数、施工顺序等确定最优施工方案。对施工期间的受力、变形进行长期监测，实时预警。

（2）重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造钢结构BIM应用策划深化设计预制加工构件运输监测消差现场安装

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造Grasshopper同构体系协调Midas结构计算经由CAD中转通过脚本编写生成TeKla模型模型导出图纸

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优化设计流程

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造充分利用结构模型实施全过程虚拟建造，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体建筑生长过程的应力应变以指导施工。运用数字化施工安全监测进行现场数据采集，并反馈至模型对比校核，实现对施工全过程的结构安全监控。对项目数字化、精细化履约具有显著推进作用。创新应用点：基于BIM技术的全过程虚拟建造全过程生长动画

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造①

58m大跨度轮辐式张弦梁重型穹顶结构罕见，无可借鉴的工程经验和细化的计算模型②

多层叠加45m大跨度井字钢梁重型楼面与另两种结构形式相连，整个施工过程对整体地上钢结构稳定性影响最为关键③14m超长重型悬挑桁架吊挂结构施工过程既要保证悬挑结构的稳定性，又要考虑预应力对结构变形的影响，直接影响结构安全

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虚拟建造BIM技术虚拟建造重点应用点

（2）重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造整体结构体系-重难点分析结构设计仅对终态稳定性予以保证，施工过程为动态受力。施工顺序的不同将导致构件的应力应变不同。确定合理的施工顺序是结构安全的保障钢构件数量多，混凝土浇筑量大，划分出受力互不影响的区域同时施工，才能适应紧张的工期要求。验证独立的施工区域以实现工期目标

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造1）

虚拟建造确定子分部施工顺序梳理结构体系整体安装思路结构体系分阶段虚拟建造可行性分析、应力应变校核得出最优施工方案调整钢结构安装顺序调整支撑安拆顺序调整混凝土浇筑顺序整体结构体系-基于BIM的虚拟建造结论：依次由下至上进行整体钢结构构件安装依次由上至下卸载拆除F4-F1层支撑胎架依次由下至上浇筑F2-屋盖楼板混凝土依次由下至上安装楼层屈曲约束支撑分阶段虚拟建造虚拟建造确定施工顺序实施流程满足设计要求未满足设计要求

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造2）

虚拟建造验证不同施工区域可相对独立施工整体结构体系-基于BIM的虚拟建造调换圆形展厅和悬挑桁架区先后施工次序，分别进行虚拟建造，从最大应力、最大变形及圆形展厅外围柱顶位移三方面进行数据对比，若先后施工次序对结构稳定性影响较小，即可证明两施工区域可相对独立施工。

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造不同施工次序虚拟建造数据对比分析①

先安装圆形展厅区大跨梁：②

先安装桁架区大悬挑：结论：不同施工次序虚拟建造结果数据相似，验证了两施工区域安装过程的相互作用可通过支撑消除，两区域可相对独立同时施工。最大应力最大变形圆形展厅外围柱顶位移两区域同时施工、工艺穿插，相较于一次施工的流水式作业可大幅节约工期。施工次序一：施工次序二：2）

虚拟建造验证不同施工区域可相对独立施工整体结构体系-基于BIM的虚拟建造

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造圆形展厅屋盖采用58米跨轮辐式张弦梁混凝土穹顶：中部圆环桁架重量约42t，支撑搭设和结构安装难度大。外围下弦预应力钢索张拉过程对穹顶结构变形影响明显。混凝土轮辐式张弦梁穹顶结构罕见，尚无可借鉴的工程经验和细化的计算模型。预应力张弦梁+混凝土的“刚柔结合”结构形式轮辐式预应力张弦梁结构混凝土重型穹顶大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-结构解析

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-重难点分析圆形穹顶20根拉索均匀分布，张拉过程对结构影响明显，张拉方式直接关系到结构体系成形。确定经济合理的张拉方案保证结构变形均匀无可借鉴的施工经验，且规范适用性暂不明确。混凝土浇筑方式直接影响结构变形与自身成型质量。确定混凝土浇筑方案以保障结构安全与使用安全（混凝土不开裂、不漏水）

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造拉索布置图方案一4点对称张拉示意方案屋盖结构竖向最大位移批次工期人工/设备方案①28.897mm5约40天4方案②40.015mm10约60天2通过虚拟建造确定第1级（70%）第5批张拉时达到结构最大变形方案二2点对称张拉示意在综合考量人工、设备及吊装条件限制等因素后，拟在4点对称张拉和2点对称张拉方式进行比选。通过虚拟建造模拟张拉全过程，确定合理的张拉顺序及分次张拉值。1）确定预应力拉索张拉方式结论：选用方案①：逆时针方向依次4点对称张拉，虽在一定程度上增加人工及设备，但可更为有效控制最大位移，且节省工期20d。大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造第二级70%张拉流程第一级10%（预紧）第三级100%张拉流程第一批次第三批次第四批次第二批次第五批次第一批次第三批次第四批次第二批次第五批次1）确定预应力拉索张拉方式大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造1）确定预应力拉索张拉方式大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造第二级70%张拉完成预应力钢索张拉张拉值实时读表第一级10%预紧完成

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造经初步核算，拟在分四步自上而下（由内环至外环）、自下而上（由外环至内环）两种浇筑方式中进行比选。通过虚拟建造模拟重型张弦梁穹顶混凝土施工进度，最终确定采用混凝土自上而下的分段浇筑顺序时，环桁架位移能够满足结构安全与使用安全的要求。施工方案已通过专家论证。2）确定混凝土浇筑方式大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造自上而下浇筑环换桁架位移自下而上浇筑环换桁架位移浇筑第1步42.7mm39.2mm浇筑第2步54.3mm53.6mm浇筑第3步58.3mm59.1mm浇筑第4步59.2mm60.2mm结论：选用两种浇筑顺序对换桁架最终位移影响相近。因此，可出于考虑穹顶外缘与下方钢柱采用销轴连接，采用自上而下浇筑方案，能够更好的释放连接处刚度，有利于防止混凝土大面积开裂。

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造圆形展厅三层楼面均采用45m跨度正交实腹井字梁：超大跨井字梁的垂直运输方式、安装方式及精度保证措施、受力均匀保证措施等，均是钢结构工程施工的技术难点。与穹顶、悬挑桁架结构相连，共同作用方能形成稳定结构。此部位安装方式、支撑安装及卸载方式对整体地上钢结构稳定性影响最为关键。大跨度双向井字梁重型楼面-结构解析

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-重难点分析位于主体结构体系的核心部位，支撑安拆方式影响结构稳定性。确定支撑安拆方式保证结构稳定施工阶段荷载不断变化，需确定不同楼层钢梁最终起拱值以抵消后期结构自重变形产生的影响。确定钢梁起拱值以实现最终结构设计态

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造方案①：逐层支撑、统一卸载方案②：逐层支撑、逐层卸载1）确定支撑安拆方式在满足大跨梁安装过程稳定性、层间支撑卸载稳定性、斜拉杆件卸载稳定性及钢柱偏移稳定性前提下，结合项目实际需求，预先拟定两种方案：大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造虚拟建造数据对比分析方案钢梁变形工序交接支撑使用量方案①：逐层支撑、统一卸载17mm待屋面结构安装完成进行楼板铺设和混凝土浇筑324m方案②：逐层支撑、逐层卸载46.8mm流水式作业，L4层井字梁安装阶段即可开始L2层楼板铺设和混凝土浇筑108m1）确定支撑安拆方式大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造第二次卸载后井字钢梁变形17mm方案②：方案①：支撑屋顶结构作用L4层钢梁变形达到最大46.8mm结论：经虚拟建造分析可知，方案一钢梁变形小，但支撑使用量大，且实际操作时存在不便。方案二虽具有较好的经济效益，但钢梁变形超出预期。需在保证变形前提下进一步拟定更优方案。

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造方案③：逐层支撑、周围支撑逐层卸载、中心支撑统一卸载。方案钢梁变形工序交接支撑使用量方案③：逐层支撑、部分卸载流转19.7mm外围8个点位支撑于当层大跨度钢梁安装、焊接完毕后，卸载拆除、向上层流转使用。180m结论：折衷方案一与方案二，最终采用方案三开展现场施工，既保证钢梁变形，又兼具经济效益的考量。1）确定支撑安拆方式大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造L2层预计施工起拱49.3mmL3层预计施工起拱54.6mmL4层预计施工起拱59.8mm2）确定钢梁起拱值基于BIM模型进行全过程虚拟建造，为充分考虑钢梁变形，模拟忽略混凝土楼板刚度，将混凝土楼板设定为应力单元，添加混凝土楼板自重面荷载和楼板面层自重面荷载，通过调整以上参数设定，使结构达到最终设计要求，从而确定了不同楼层钢梁预起拱值。大跨度轮辐式张弦梁混凝土穹顶-基于BIM的虚拟建造

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虚拟建造

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造

深化图纸—建立BIM模型，导出构件图初步设计图样不满足施工所需深度施工深化设计要求高设计节点图设计模板图BIM模型现场平面布置图BIM节点构件图比对设计图纸建立BIM模型，复杂节点深化，导出构建图纸指导工厂下料加工，平立面布置图辅助现场安装。

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深化预制加工

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造模型信息提取—进行精准预制及加工通过BIM与钢结构数字化加工技术集成应用，比对BIM模型提取信息进行构件精准预制加工，保证构件预制及定位准确性，避免施工过程中的构件冲突。模拟预拼装指导工厂加工BIM模型提取信息统计表1-下料2-组立3-焊接4-探伤钢结构数字化加工从设计到制造流程离不开结构工程师、钢结构详图设计人员和钢结构制造商之间的协作，需要采用不同以往的项目交付方法来连通设计与制造环节。

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深化预制加工

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造测量放线通过BIM模型提取构件现场定位信息，模拟排布并与其他专业模型叠合检查构件碰撞情况，构件比对模型采用全站仪进行精准放线。测量数据及时反馈至模型校核，保证构件预制及定位准确性，避免施工过程中的构件冲突。钢结构模型提取构件信息指导全站仪坐标放样进行点位标定构件提取信息统计表与采用传统方式各专业自己边测量边安装比较，总减少三十余工时，降低劳力成本逾40%。传统作业方法至少3人测量定位，且数据准确度受人为因素影响较大。

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现场管理

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重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造

物料跟踪钢结构模型提取构件信息物流跟踪构件编码二维码构件信息物料跟踪旨在解决实际施工过程中难以追踪物料动态以及难以进行物料溯源的问题。结合BIM技术、云技术、二维码技术等技术，通过自主开发，对各个构件进行二维码编码，构件基本信息及运输轨迹实时可查。二维码设置2020.0（2）2

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现场管理

（2）

重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造局部最大应力121.7MPa局部最大位移位于第二道环梁+26.8mm结构易损性分析虚拟建造确定预警值监测数据与预警值校核对比数据反馈至模型重新虚拟建造部分监测点不同阶段监测记录表诉求：本工程屋盖轮辐式张弦结构形式罕见，相关施工经验欠缺。因在未施加预应力前结构刚度较小，为保证张拉过程的结构安全，防止杆件出现破坏，必须建立监测系统对施工阶段结构受力、变形进行评价与预警。策略：通过模拟进行结构易损性分析，确定施工各阶段监测理论值与预警值。对重点区域进行监测点布置，监测结果反馈至模型进行对比复核，并为类似工程模拟提供参考经验和数据。

5

数字化施工安全监测

（2）

重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造杆件应力和温度监测点布置MOS-6301弧焊型振弦式应变计静力水准仪竖向位移监测点布置拉索索力监测点布置混凝土应变监测点布置os3155光纤光栅应变传感器埋入式传感器安全监测

5

数字化施工安全监测

（2）

重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造圆形屋面区钢结构监测测点布置图圆形屋面区索力监测点布置图圆形屋面区混凝土应力应变监测点布置图悬挑区索力监测点布置图吊挂区钢结构应力应变监测点布置图监测点布置圆形屋面区焊缝应力应变监测点布置图

5

数字化施工安全监测

（2）

重型大跨复杂钢结构体系数字孪生建造智能监测系统平台实施进展：主体结构施工阶段数字监测已完成，监测数据通过智能监测系统平台反馈至模型实时预警，并最终形成监测报告。施工过程的虚拟建造结果与现场实际情况吻合良好，可为类似工程提供经验数据。截止2021年9月15日，各施工区域索力、应力、应变监测数据均未超过预警值，监测评价”安全“健康监测报告环桁架监测点理论值与实测值对比张弦梁跨中监测点理论值与实测值对比

5

数字化施工安全监测

（3）

运用AI技术的现场管控作为北京地区疫情后第一批复工复产的施工项目，根据项目需求，我司中建正大为本项目定制开发了口罩识别功能。AI口罩识别技术与劳务工实名制出勤管理系统结合，进出人员在佩戴口罩情况下即可精准识别，符合防疫需求。“AI人脸通管理平台”“AI人脸识别系统”分别获得软件著作权，并在多个项目上推广试用。

1

基于AI技术的防疫管理

（3）

运用AI技术的现场管控系统运行初期，每日不规范佩戴口罩人员60例以上，通过系统采集数据分析得出不规范佩戴口罩人员名单，在每周安全生产大会进行通报，并作为安全文明之星考核的控制项，发生一次即无评选资格，在运行两个月后，违规人员大幅降低。疫情防控专项培训施工阶段不规范佩戴口罩单位人员数据统计AI人脸识别防疫考勤

1

基于AI技术的防疫管理

（3）

运用AI技术的现场管控运用红外筒形网络摄像机进行实时感知监控，对重点区域布防摄像头进行全天候AI自动分析，识别荧光衣、安全帽、口罩、电子围栏、工地烟火不合规等违规行为，精准声光告警防盗。通过系统采集数据分析得出各类型违规人员名单，对各个时期告警数据进行分析比较，在每周安全生产大会有针对性教育通报，并作为安全文明之星考核的控制项。根据半年周期运行数据，安全违规告警数据大幅降低，减少工地安全隐患。运行初期告警数据（周期半年）多次整改后告警数据（周期半年）最近半年告警数据（周期半年）AI技术的实施流程

2

基于AI技术的安防管理

（3）

运用AI技术的现场管控通过信息处理、数据挖掘和动态分析，为防火监督管理和灭火救援提供有效数据支撑，增强救援能力。自2020年2月监测系统安装完成，至今无烟火事故发生，避免项目人员伤亡和财产损失，为创建安全文明工地贡献力量。在施工现场，火灾的发生往往不能被及时发现，被动等待人工电话报警，就会错过最佳的救火时间，加大火灾的损失。对此，项目采用热成像温感变化与AI视频算法结合形成烟火预警管理，利用烟火预警管理系统，全天候24小时监测现场，配合热成像温感变化与视频算法结合准确判断突发情况，热响应时间7ms燃烧事件。多种安装设备组合与警报类型，移动端随时处理结果。

2

基于AI技术的安防管理

（3）

运用AI技术的现场管控基于AI技术实现会议室、走廊公共区域、食堂的用电、用水、烟火预警。用电监测：AI识别监测会议室、食堂照明，在无人状态下超过10分钟未关灯将会向行政管理人员推送告警信息，同时监测白天光照充足情况下未关灯情况，向行政管理人员推送告警信息。用水监测：AI识别监测临建卫生间水池的水龙头、和食堂洗碗水池的水龙头，在无人使用状态下超过2分钟将会向行政管理人员推送告警信息。按照公司计量要求测算，通过统计数据与计划值对比，分析用电量是否超标，本项目水电能耗消耗量为目标值的87%，低于全公司平均用水、用电消耗量指标。为项目节约用电提供数据支撑，将低碳绿色施工践行到实处。临建区域用水用电AI监测

3

基于AI技术的“双碳”减排措施

各平台数据流转关系为实现完整的智慧建造体系，从设计阶段、施工阶段到运维阶段的全生命周期平台数据流转，根据后期运维需求，由建设单位牵头组织设计、施工方参与共同搭建项目智慧建造协同管理等平台。

（4）全专业智慧建造协同管理

（4）全专业智慧建造协同管理为实现完整的智慧建造体系，由建设单位牵头组织设计、施工方参与共同搭建项目智慧建造协同管理平台。设计单位向施工单位模型交付、施工单位深化设计模型审核均通过此平台完成传递。业主主导的建筑数据集成平台业主主导的建筑数据集成平台

（4）全专业智慧建造协同管理施工问题在线实景查看依据模型建立的精度、深度、模型应包括的信息、模型的后续使用需求等完善基础模型，依托基础模型进行深化设计后，根据冲突报告更新模型，实现全专业深化设计协调。文档目录根据参建各方使用需求进行创建，文档信息与BIM模型绑定实现关联管理，实现高效协同及资料留痕。建设单位、施工单位、设计单位过程资料存档

（4）全专业智慧建造协同管理在施工过程同步完成模型整合及相关信息录入，最终提交完善的项目整体BIM模型，达到后期业主运维标准。同时，我司作为有经验的数字化运维配合单位，应业主要求，帮助业主制定BIM运维模型在运维管理中的应用及流程。录入信息的BIM运维模型基于BIM运维模型的设施设备管理基于BIM运维模型的应急管理基于BIM运维模型的平台资产管理基于BIM运维模型的节能减排管理基于BIM运维模型的平台空间管理基于BIM运维模型的平台计量管理基于BIM运维模型的停车系统管理基于BIM运维模型的软硬件接口对接管理

（4）全专业智慧建造协同管理基于BIM运维模型的设施设备管理设备管网隐蔽查询及流向分析在竣工模型基础上创建运维模型，拟实现对各个具有独立控制功能的机电子系统，包含但不限于：给水系统、中水系统、排水系统、冷源系统、热源系统、变配电系统等设施设备的统一管理。BIM运维模型能够直观展示设备所处位置，实现三维可视化定位，并可挂接设备属性信息、运行监控信息、维保记录、资产信息、图纸信息、说明书等。复杂系统在BIM运维模型上直观呈现，并可查看单系统或多个系统的管道和设备分布情况，可分别汇总展示设备信息和运行状态。可利用BIM运维模型数据汇总各级系统设备数量和运行情况参数，辅助设定系统控制参数及阈值，浏览查看二级系统模型。

（4）全专业智慧建造协同管理基于BIM运维模型的应急管理BIM运维模型能辅助应急管理，根据BIM运维模型进行防灾规划，主要包括突发事件预防、警报和处理等。在紧急状况发生时，BIM运维模型能为救援人员及时提供重要的建筑参数，并以可视化形式呈现关键信息，提高紧急反应有效性。BIM运维模型能协助组织进行建筑设施设备资产管理工作。基于BIM运维模型的平台资产管理应急管理BIM典型应用示意图资产管理BIM典型应用示意图

（4）全专业智慧建造协同管理基于BIM运维模型的节能减排管理通过BIM+物联网技术，对日常能源消耗情况进行实时监控，节能减排BIM+物联网设备实现室内温度、湿度等数据的远程监测，将数据实时传输至建筑运维管理平台进行分析，及时调节相关设备参数，保证节能运行管理。运维管理平台结合模型对能源消耗情况进行自动统计分析，并对异常能源使用情况进行警告或标识。以BIM模型为界面，可以把能源消耗和使用情况形象展示，而且可以进行统计。当超出设定值冗宽范围，发出环境监控报警，并给出相关经验性意见，便于及时改善环境。根据报警信息，给出可能出现问题的相关设备信息，给出设备检修建议，便于运维人员运维。能耗仪表盘能源管理报表分析环境监控报警

（4）全专业智慧建造协同管理基于BIM运维模型的平台空间管理BIM运维模型能协助运维单位做合理的空间调动与管控。BIM运维模型能辅助管理团队分析现有的空间利用情况、车库管理情况、门禁管理情况，追踪业主变动信息。

项目门禁管理系统测试基于BIM运维模型的平台计量管理本项目以科技成果传播与创新创业服务区、互联网+科技传播服务区、科学精神与科学文化传播区、办公、后勤保障用房为主，根据本项目特性，计量内容初步策划包括：对各个服务区进行计量、对项目的办公区域和后勤保障用房进行计量，对项目的总耗能进行计量。系统架构

（4）全专业智慧建造协同管理智能停车场管理系统是将停车场完全置于计算机统一管理下的高科技机电一体化产品。它以感应卡IC卡或ID卡为载体，通过智能设备使感应卡记录车辆及持卡人进出的相关信息，同时对其信息加以运算、传送并通过字符显示、语音播报等人机界面转化成人工能够辨别和判断的信号，从而实现计时收费、车辆管理等目的。基于BIM运维模型的停车系统管理车库管理基于BIM运维模型的软硬件接口对接管理软硬件交互示意图

（5）

智慧工地平台基于施工安全管理要求、现场实名制管理要求，建立信息化、智慧化安全管控体系，引入公司自主品牌——智慧工地管理平台，通过监测自动化、安防可视化、预警实时化、管理职能化优势，提高项目信息化水平，实现现场监控、防火安全监控、人员进入的管理等目标。本项目智慧工地智慧大屏工业大屏业务数据实时综合监控监控维度可制定调整大屏360°鹰眼监控全场安全生产进度情况一目了然系统告警实时推送提醒可分当天、历史统计汇总人员、车辆进出实时分类分部门汇总统计

（5）

智慧工地平台本项目智慧工地整体解决方案系统部署架构图建立覆盖全员全过程的质量安全管控手段，提高项目信息化管理水平。诉求采用智慧工地平台，运用AI数字计算技术采集整理信息，组建现场实时监控、防火安全预警、人员进出统计等智慧化管理体系。措施

1

智慧工地整体解决方案与系统部署架构

（5）

智慧工地平台掌握核心算法，具备自我升级能力视觉识别的底层算法来源于同为正大集团旗下的人工智能公司，我司掌握算法的源代码与知识产权。人工智能的底层算法是需要不断学习才能不断提高的，借助于一局系统庞大的建设规模，与我司得力的开发团队，可以海量的素材层可供算法学习与提高。实现了各软件及数据格式的兼容，避免了因多平台数据传输产生的问题。自主研发平台一定程度上保障了应用的可靠性，降低运营成本投入，加快应急响应速度，减少事后扯皮现象发生；我司掌握源代码与知识产权，具备自我升级的能力与权利，提供了平台以灵活度，可进行私人订制，不会受制于人；平台研发和进一步提升提供实践支撑，通过平台应用提供实际应用数据，与平台研发后期提升相辅相成，可以根据不同项目的不同需求按需拼装平台。

2

项目智慧工地平台特点

（5）

智慧工地平台我司主导开发，最贴近施工企业实际需求，信息安全有保障智慧工地平台是由我司主导开发，拥有自主知识产权，避免了施工企业为研发企业打工的现象，保证了信息安全不外漏。功能由中建一局具有多年施工项目经理的资深管理人员结合信息化技术提出，产品功能最贴近施工现场的实际需求，有针对性的解决以往工程管理中的痛点问题。市场上同类产品是由专业的IT企业研发，对施工现场的实际情况、管理流程及使用需求理解不透彻。同一产品服务多家施工单位，信息安全难以保证。

2

项目智慧工地平台特点

（5）

智慧工地平台人员管理以人员信息登记系统为基础，通过各类识别系统，实现每一名工人的实名制管理。新进人员信息将汇总至云筑网信息库，利用信息库通过人脸识别系统实现访客预约、权限设置、人员场区定位、操作证管理、在线巡更等功能，为项目提供了人员管理的高效工具。

人脸考勤管理

人脸门禁车辆出入管理采用智慧工地平台，组建现场实时监控、防火安全预警、人员进出统计、劳务工实名制出勤管理等智慧化管理体系。作为北京地区疫情后第一批复工复产的施工项目，根据项目需求，中建正大定制开发了口罩识别功能。

3

项目主要创新应用点介绍人员管理

（5）

智慧工地平台360°全景鹰眼实现移动在线办公，随时随地处理流程和业务查看，实时掌握现场工期进度。手机端鹰眼实时监控画面利用移动终端采集现场数据，实时监控，无死角细节展现。建立现场质量缺陷、安全风险等数据资料，与BIM模型即时关联。实现施工现场远端无死角实时监控，缓解了传统巡视检查不到位的难题。方便施工过程及时发现问题并整改，避免返工，节约人力工期；同时便于统计管理质量缺陷，提高信息化管理水平。

3

项目主要创新应用点介绍360°全景鹰眼

（5）

智慧工地平台安全帽自动监测在工地现场没有按要求佩戴安全帽的违规行为，系统自动预警提示（监控和APP消息提醒复核）。对没有按照要求佩带安全帽的违规行为进行违规记录，并通过大屏监控端和手机APP端进行违规统计曝光，同时个人也可以查看违规统计。通过自动识别，未佩戴安全帽人员，无法通过生活区前往施工现场。安全帽自动监测利用安全帽自动监测技术极大地提升了安全监管工作效能，项目管理人员及时跟踪现场安全生产情况，减少因未带安全帽造成安全事故发生概率，为项目安全工作的有效推进提供了坚强保证。

3

项目主要创新应用点介绍

（5）

智慧工地平台烟火自动监测

烟火自动监测实时监测视频区域火情三阶报警热成像温感变化与AI视频算法结合形成烟火预警管理，全天候实时且准确判断工地重点监控区域突发情况，热响应时间7ms燃烧事件。利用烟火预警管理系统，全天候24小时监测现场。自2020年2月监测系统安装完成，烟火告警5529次，主要是由于动火作业造成的，目前至今无烟火事故发生。全天候24小时配合热成像温感变化与视频算法结合准确判断突发情况，多种安装设备组合与警报类型，移动端随时处理结果。

3

项目主要创新应用点介绍

（5）

智慧工地平台电子围栏（AI智能分析）区域入侵行为、电子围栏分析，智能图像识别技术对重点区域进行布控；对工地重点区域的监控和临边围挡、场区围墙进行实时的智能分析识别；违规情况通过APP和后台监控端反馈推送给相关人员复核。电子围栏系统运行初期，每日违规报警80例以上，通过系统系统多次的记录和提示以及项目管理人员对分包的专项交底、处罚及督导，将每日违规报警控制在10例以内。违规行为报警推送报警统计、复核处理运行效果分析AI算法自动识别

3

项目主要创新应用点介绍

（5）

智慧工地平台裸土覆盖自动检测裸土覆盖自动检测配电箱监测电子围栏通过摄像头采集图像数据，通过AI识别，自动监测裸土是否覆盖，自动推送告警信息到大屏监控端和手机APP端。通过能耗类监测设备，提供阶段消耗告警、分时段启停控制、远程开关操控等，实现用电安全监测，自动监测漏电保护等情况发生。全流程动火作业证申请与审核，违规行为随手拍照举报，确保安全文明生产。配电箱监测动火作业后台数据通过工地智能化管理，总部通过智能监控及自动分析，实现多级管理，能够降低总部管理压力。控制违规操作，杜绝烟火伤亡事故，保障工期目标实现。

3

项目主要创新应用点介绍全流程动火作业证利用EveryBIM协同平台实现技术协同，实现资料与模型的高度整合，形成现场信息交流、沟通和协作的线上工作环境。有效检查专业碰撞，合理部署施工，提高协同效率。

（6）轻量化BIM平台技术协同轻量化BIM协同平台项目技术部门为技术协同工作中枢桥梁，对外结合模型与设计单位沟通图纸问题，对内将设计变更、工程洽商等资料关联至模型具体部位，通过工程问题创建将问题关联至模型构件，并添加文字、图片、语音、视频等内容，设定紧急标注后定点推送。执行人在多终端在线浏览模型及关联资料（图纸、设计变更、检验批等），工程问题图钉标注清晰可见。实现了问题精准描述和定位和随时随地可视化交底。执行人线上反馈工程问题处理结果，形成技术协同管理闭环。

（6）轻量化BIM平台技术协同轻量化BIM协同平台图钉标注资料平台管理

1

项目技术协同管理通过执行人线上反馈工程问题处理，问题关联模型构件，标注及定点推送等功能。建立基于轻量化模型的质量验收资料平台。实现资料与模型的高度结合，将质量验收全过程在模型中充分体现。平台化管理为多种数据提供统一载体且制定统一的更新标准和归档模式，使用移动端于现场进行BIM模型实时查看，使模型数据传递的有效性得到保障。

（6）轻量化BIM平台技术协同技术资料定点推送相关责任人过程资料多版本管理

1

项目技术协同管理BIM模型实时观看使施工人员更加直观了解施工环节，实现设计变更和细部修改第一时间下发现场，使施工人员快速直观了解设计修改情况，及时调整施工工序，避免返工，降低成本节约工期。

（6）轻量化BIM平台技术协同模型轻量化管理

1

项目技术协同管理轻量化BIM模型巡检漫游直观形象，方便施工现场人员专业检查，验收管理，可视化指导现场施工，净高分析，碰撞检查，细部节点二维码导出，材料提量，实现技术、工程工作协同。

（6）轻量化BIM平台技术协同模型轻量化管理轻量化模型查看二维码交底模型出量辅助提料漫游查看碰撞等问题净高分析

2

项目现场协同管理利用移动终端采集现场数据，实时监控，无死角细节展现。建立现场质量缺陷、安全风险等数据资料，与BIM模型即时关联。本平台质量安全协同管理区别于智慧工地相关模块的地方是：由技术部门主导应用，包括技术人员、BIM人员针对现场与图模不一致、设计变更未实施到位等技术角度巡检发现的问题，以及资料员发起质量验收、下发施工方案、指导书等资料的流程都会在本平台推送给质量安全相关责任人。

（6）轻量化BIM平台技术协同

3

项目安全协同管理

（7）

运维平台业主主导开发的“元宇宙建筑智慧运维平台”是基于iDrip智慧物联网系统，将BIM数字孪生技术应用在建筑建设过程中，在此基础上整合了物联技术、多能互补、综合能源管理、智能消防、智慧安防、大数据分析、智能控制、人工智能、仿真可视化、信息安全等二十多项核心技术，打造成的集成管理系统，以元宇宙建筑为表现形式，提供元宇宙式沉浸式服务、实现建筑全生命周期的管理。我司作为有经验的数字化运维配合单位，移交了符合业主运维需求的全专业运维模型，根据业主运维需求，提出了基于平台的应用功能建议，现阶段业主已确定了运维合作单位，运维平台正在测试过程中，功能还处于完善阶段。

1

系统概述

（7）

运维平台

2

技术特点国家科技传播中心元宇宙建筑智慧运维平台国产化开发系统基于龙芯服务器、龙芯操作系统、基于龙芯技术的物联网控制系统。01物联技术将楼宇建筑内的智慧电力、智慧能源、智慧安防、智慧消防、智慧楼控、运维及物业管理、运营管理等多个系统集中于一个平台进行管理。04建筑全生命周期管理元宇宙建筑智慧运维平台，使空间信息与实时数据融为一体，建筑管理人员可以通过元宇宙建筑智慧运维平台更直观、清晰的了解楼宇信息、实时数据等相关节能情况06整体安全防护体系以“人机共智”模式，构建覆盖事前预警、事中监控、事后处置各个环节的安全运维服务体系，提供网络安全威胁预警、安全态势感知、事件响应与处置等服务03高度BIM融合按照大楼实际情况还原，LOD-500细度的BIM模型，实现在浏览器上流畅操作。02多能互补技术通过智能算法和各行业经验总结形成有效数据分析，为运维管理人员提供不同场景下的控制策略，同时基于BIM元模型，形成大楼全生命周期的静态、实时数字模型05

（7）

运维平台

3

系统介绍系统分为两部分：参观者版、操作者版。参观者版系统：目前通过BIM模型融合了电力系统、空调系统、新风系统、给水排水、综合能源、消防系统、视频监控、门禁系统、停车系统、照明系统、电梯系统等子系统神经网络。操作者版系统：目前系统集成了电力系统、冷源系统、热力系统、新风系统、送排风系统、给排水系统、配电系统、空调系统、电梯系统、智慧门禁、智慧停车、视频监控、消防系统等系统的监测功能。参观者版系统使用者版系统本系统搭建过程中，妥善应用了BIM运维模型工作成果，合理高效的结合应用运维相关数据内容。

（7）

运维平台

4

功能菜单

（7）

运维平台

5

各系统模块效果操作者版参观者版电力系统总览界面电力系统配电室照明系统空调系统空调系统温度热力图新风系统电力监控配电箱监控照明监控空调监控送排风监控新风监控（8）基于BIM+智慧工地基于BIM+物联网等信息技术融合应用，通过物联网技术中的RFID标签、二维码、智能传感器、视频前端、定位装置等感知层设备,将现实环境、人、物与BIM模型中的信息关联起来。BIM技术与物联网的融合,将打通现实与虚拟、实体与数据间的接口,实现对施工建造及运维阶段的行为监控、数据采集,结合BIM模型数据完成数据交互,实现有效的现场管理及操作行为。BIM技术与物联网的融合将延伸和拓展出丰富的综合应用模式与价值。我司BIM+智慧工地系统是指围绕人、机、料、法、环等关键要素，将BIM与物联网技术相结合,可在设施与设备现场为每个设施设备分配一个指定的RFID标签或二维码，综合人工智能、大数据、云计算、移动通信等数字技术和机器人等相关设备，通过数据采集、人机交互、感知、替代、决策、执行和反馈，形成有助于提高生产效率、管理水平和决策能力，有助于实现绿色化、工业化和智慧化的施工环境和条件。我司智慧工地发展进程基于BIM+智慧工地三维可视化应用

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

人员管理人员出入监控大屏项目采取的是将新进人员信息汇总录入到云筑网信息库，将施工人员的身份信息、合同信息、资格证书、防疫信息等快速录入，数据同步上传智慧工地平台，相比于传统的管理模式更加便于集中查询，且录入后信息不会丢失，管理提效70%。将个人信息进行定位标签的绑定、发放，利用云筑网人员信息库+NVR实时视频监控实时查看各作业面施工人数、工种等信息，准确率高达95%。信息库的使用，减少人数统计的工作量，时间缩短90%，为项目施工人员的管理及合理化部署提供新思路。人脸识别抓拍显示实时监控进出人员实名人脸进出管理：秒通行人脸对比时间≤0.5秒/人通知实时推送可分消息通告和消息通知人员进出实时分类分部门汇总统计

人员位置监控。在施工现场重要区域(如搅拌站、塔吊危险区域等)安装RFID读取设备,对现场施工人员安全帽或标识牌进行识别,实现施工现场重要区域的人员定位、跟踪及管理,及时采取措施,避免事故的发生。

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

机械管理

设备远程监测和控制。把原来地产中独立运行并现场操作的各设备，结合RFID等技术汇总到统一的管理平台上进行设备管控。在了解设备的实时运行状态的同时，并进行远程管控。例如：通过RFID获取施工电梯运行状态，是否正常运行，通过控制远程打开或关闭照明系统。

GPS定位硬件设备，对进场车辆进行派发，一般置于车辆前部，离开现场时取下。

智慧工地系统进行设备标签登记，对长期驻留现场的设备发放绑定标签；对临时进入项目现场的设备发放临时标签。标签能够附加设备相关属性数据，可以通过标签判定是什么机械设备。设备远程监测和控制GPS定位硬件设备智慧工地系统进行设备标签登记

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

机械管理本项目塔吊均安装防碰撞系统，实时采集塔机吊重、小车幅度、起吊高度、回转角度、作业高度风速等参数。当塔吊的运行安全指标，即力矩、吊重、小车幅度、起吊高度、工作回转角及作业高度风速，接近或超出设定好的预警报警值时，及时发出声光报警信号；采集到的塔吊工作数据和声光报警信号能够实时显示在液晶屏面板上，使司机能够及时了解塔吊的工作状态。传感器+防碰撞+吊钩可视化+区域隔离，构建塔机保护屏障，实现塔机零事故。塔吊防碰撞系统风速超限防护禁行区域设置防护群塔碰撞防护制动控制通过对实时参数、运行轨迹、智能预警、无线通信等统计分析针对群塔报警次数多的问题，安监部和设备部组织对塔司进行了操作规程的培训学习，经对比分析，项目3个月塔吊报警次数环比下降49%（由225343次下降至115501次），塔司安全操作意识逐步提升。

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

材料管理通过BIM深化将材料的种类数量进行归类，将对材料的加工、施工等信息录入至施工平台，借用智慧工地系统对材料进行合理管控。材料管理流程如下：

BIM技术深化

构件生产粘贴二维码在构件厂在生产加工相应构件后，通过管理平台，将构件生产信息录入二维码并将二维码信息印刷或粘贴至构件上；

材料运输材料运输过程中，在运输车辆上搭载无线车载监控系统，对材料运输进行管控；

材料进场利用物料验收称重系统和摄像头的AI算法，记录车辆的进场信息及货物重量，做好信息录入。粘贴二维码无线车载监控系统物料验收称重系统

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

材料管理

材料验收以及施工验收对材料的验收利用二维码的解决方案，对验收信息进行录入，确保责任到人。安装后的质量验收同样采用二维码解决方案，完成对分部分项工程的作业指导。工程收料系统数据统计物料偏差统计分析2.采购存储分析通过提取BIM数据，能够按照不同部位的作业内容，输出对应的材料计划量信息，再结合现场物联网设备采集的实际进场材料量信息，形成材料部位节超分析结果。原来每月一次的统计节超工作，在BIM+物联网设备的共同作用下，实现了每日分析，并可实时预警材料超耗和未按期进场等情况。物料分析通过智慧工地管理平台，统计对每个构件的安装数量、进场数量、加工数量与材料管理策划的一致性，导出表格以便整体分析。

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

环境监测管理智能环境监测一体机设置智能环境监测一体机，实时监控施工现场的风速、风力、风向、噪声、温度、PM2.5、扬尘等环境信息。如PM2.5超标，则联动道路喷淋系统进行喷洒降尘。道路喷淋系统数据实时上传智慧工地平台，且在项目显要位置设置智慧大屏，播报未来天气、气温情况及自动生成的科学指导建议，对现场施工作业起到分析、预警的作用。管理人员可及时准确地掌握建筑工地的环境质量状况和工程施工过程对环境的影响程度，通过手机APP遥控操作控制自动喷淋装置，自动降尘，当监测到的颗粒物浓度数值超出允许值后自动打开设备进行降尘，满足建筑施工行业环保统计的要求。为建筑施工行业的污染控制、污染治理、生态保护提供环境信息支持和管理决策依据。

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

质量管理本工程创新性地引入轻量化BIM数字平台APP进行质量管理，采用线下+线上双流水的管理模式，针对现场安全隐患、质量问题以PDCA的管理模式规范问题整改步骤，同时结合BIM技术可以直观地查看问题部位，便于统计分析决策。将施工过程中的质量问题精准记录，明确问题内容和相关责任主体，做到施工质量管理的高效化、流程化、时效化。

针对整改不及时的问题，管理人员通过智慧工地平台直接生成质量问题整改单及安全问题罚款单进行考核约束。生成单据后编号自动顺延，且无需进行二次编辑。经统计，较传统的整理、编写整改单及罚款单，使用智慧工地自动导出单据时间由平均5分钟下降至1分钟，节约用时80%。问题追踪

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

安全管理

项目在塔吊上安装多个摄像头和扩音器，通过无线网桥技术建立相互连接，对现场施工作业区域进行全面覆盖。

AI智能分析可自动对视频中出现的安全隐患（如吸烟、未佩戴安全帽及安全带等）进行24小时全天候监控抓拍，存档备查。项目管理人员可结合视频监控，通过电话座机或者手机APP及时对现场安全问题进行喝止。

通过视频监控及智能广播可辅助工程管理，降低管理人员巡检时间，管理增效50%。113视频监管

AI查漏补缺

广播远程纠偏安全风险看板

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

进度管理4D进度模拟后台数据工程管理部每周根据总体进度计划完成情况，及时调整下周各单体各工序施工进度计划，编制完成后上传智慧工地平台，计划责任到人。施工员通过手机APP拖动进度条对各工序的完成情况进行任务跟踪，同时在手机端统计、录入各项工作的劳动力数量等信息。完成后结合BIM技术，可在生产系统中自动同步、动态呈现当前施工进度，项目管理层可以直观查看进度，提升项目整体进度管理水平。

（9）人、机、料、环、质量、安全、进度、视频监控智慧管理内容

视频监控BIM+远程监控解决措施

NVR实时视频监控多画面拼接全景，覆盖施工现场、项目部、生活区的各个角落

热成像+可见光AI识别技术对重点布防区域实时可视化智能分析NVR实时视频监控多画面拼接BIM+远程监控需解决的问题监测信息管理困难风险源管理难度大管理缺乏时效性项目管理层通过进行远程指挥调度，网页端、移动端随时查看项目情况，减少盲区,提高突发事件的响应及救援能力,为应急处理提供更为明确、清晰的信息。通过加强劳动力、环境、安全、质量等方面实时监控，加强对现场的感知，在智慧工地平台集成运行信息及预警情况，规避各类风险。实现对现场的可管、可控、可跟踪，保障问题的有效落地，实现施工信息化、标准化、可视化的管理。

（10）基于BIM+智慧展厅智慧展厅内部效果呈现智慧展厅外立面效果呈现以数字孪生技术还原建筑工程数字底板，融入高新