三一筑工成功打造長沙首個智能建造示范項目

在當今快速發展的科技與經濟背景下，智能建造已經成為建筑行業的重要發展方向。智能建造以其高效、精確、環保的特點，為建筑行業注入了新的活力，并將在未來發揮更加重要的作用。

2022年10月25日, 住房和城鄉建設部印發《住房和城鄉建設部關于公布智能建造試點城市的通知》，決定將長沙市等24個市區列為智能建造試點城市。

2023年4月，長沙市人民政府辦公廳印發《關于推動智能建造與新型建筑工業化協同綠色低碳高質量發展行動方案》，明確了長沙市發展智能建造的指導思想、基本原則、重點任務。

為了響應智能建造發展的時代浪潮和國家號召，推動中國建筑業高質量發展，三一筑工一直致力于共筑智能建造新生態發展，并于2024年年初成功打造了長沙首個智能建造示范項目——云谷嘉苑項目，并完成了驗收交房。

圖為云谷嘉苑項目驗收交房

云谷嘉苑項目總建筑面積約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64.4%。該項目云谷嘉苑項目鳥瞰圖詳見圖1。

圖1 云谷嘉苑項目鳥瞰圖

本項目在建筑工業化應用方面，采用裝配式建筑方式進行建造，其構件類型包含預制地下室空腔外墻、地下室空腔柱、地上空腔墻等，其中最重的空腔墻重量達4.53t，長度有6.6m，SPCS預制構件布置圖詳見圖2。

圖2 SPCS預制構件布置圖

在高裝配率的基礎上，本項目按照三一筑工編制的全過程智能建造方案，全面實施智能建造全場景，包含投資與策劃、規劃與設計、生產與采購、施工與交付、運營與消納五大階段。應用筑享云平臺，基于信息共享、數據驅動、業務協同、交易撮合的平臺能力，實現項目全生命周期相關角色、相關要素在線協同，實時動態全局最優。接下來我們依次詳細介紹智能建造場景五大階段。

投資與策劃階段

本項目基于三一筑工自主研發的筑享云平臺，邀請項目各相關方，應用SPCP/D項目計劃與數據管理模塊（見圖3），在線協同編制項目計劃，任務實時溝通，同時對項目全過程文檔和數據實時進行管理，并對項目數據進行多層級看板分析，動態反饋，實時預警，助力項目全生命周期投資決策、平臺策劃。

圖3 筑享云SPCP/D項目計劃與數據管理模塊

規劃與設計階段

本項目基于筑享云平臺，依次按照平臺線上計劃驅動、項目線下本地設計、設計數據平臺交換、設計成果動態評審的方式進行定制設計和全程仿真。

在技術體系選型上，本項目采用SPCS技術路線，即“空腔墻柱+等效異構+工模夾具+面內作業”。

其中空腔墻柱是指采用SPCS空腔墻或SPCS空腔柱，減少現場綁鋼筋、支模板等工作量?？涨粔χ臉嫾问皆斠妶D4。

（a）空腔墻

（b）空墻柱

圖4   空腔墻柱示意圖

等效異構是指采用受力性能等同現澆結構的連接方式進行結構組合，保證結構整體安全。連接方式詳見圖5。

（a）空腔墻

（b）空墻柱

圖5   等效異構示意圖

工模夾具是指采用與SPCS結構技術配套的工模技術體系。

面內作業是指采用SPCS預制外墻，匹配相應安全措施，可免去外腳手架搭設，實現安全高效施工。其中工模技術和面內作業相關技術措施詳見圖6。

圖6   工模夾具與面內作業技術

在技術路線的基礎上，本項目綜合應用預制梁、端部暗柱一體化、保溫裝飾一體、飄窗裝配、構件內框工廠封堵、定型模具澆節點、墻板減重、地下室板預制、地下室梁預制、地下室柱預制、地下室外墻預制等一系列創新成果（見圖7），規避了套筒灌漿實心墻體系對中難、灌漿難、檢測難、防水難等一系列痛點問題，實現了大眾化建筑“結構安全好快省”的目標。

圖7   SPCS技術體系創新成果

在設計工具方面，采用P/N/R+SPCS等正向BIM設計軟件，解決行業BIM設計協同難、設計質量差、設計效率低等痛點，實現自動拆分、智能深化、一鍵圖表等多項功能，讓建筑設計更好更快更輕松，設計效率較傳統深化設計軟件提升40%以上。同時正向設計軟件一鍵輸出的模型數據可驅動燈塔工廠智能裝備，實現PC構件智能化生產，進一步實現設計驅動全場景，詳見圖8。

圖8 設計軟件驅動全場景

生產階段

三一筑工自主研發的SPCI工業軟件智能解析BIM設計數據，拉動筑享云平臺的計劃數據，完成自動拼模，并形成以模臺為單位的生產任務，按照工藝路徑數據驅動拆布模機器人、劃線涂油一體機和視覺質檢、智能布料、翻轉合模、堆養等裝備，實時聯動智能鋼筋、智能攪拌站，實現各類鋼筋與混凝土的協同自動化生產，滿足裝配式部品部件JIT生產，模臺利用率和產量較傳統PC生產線提升50%，整線用工人數降低60%，生產節拍8-10min。（見圖9）。

圖9   SPCI驅動智能化設備，實現智能化生產

在構件管理方面，工廠利用PCM構件管理系統，基于一件一碼的構件清單，根據施工現場要貨需求，倒排生產計劃、運輸計劃，對項目訂單、構件生產、庫存、發運進行全過程的管理和跟蹤，使構件生產過程可控，交付進展可視，并確保生產與施工進度的精確銜接，實現計劃驅動。PCM一件一碼管控流程詳見圖10。

圖10   PCM構件管理系統管控流程

此外，三一筑工自主研發的數字工廠駕駛艙，可鎖定“人機料法環”要素指標和QCDS成效指標，做到工廠生產運營“一屏掌控天下”，詳見圖11。

圖11   數字工廠駕駛艙

施工與交付階段

PC構件到場后，現場施工人員通過PCM施工端掃碼驗收（詳見圖12）。驗收通過后，技術人員運用PCM施工端，掃碼吊裝。平臺自動記錄吊裝狀態，并關聯至BIM模型，直觀展示構件安裝情況。

圖 12   PCM施工端掃碼驗收

在裝配式施工階段，本項目在地下室階段采用了地下室空腔外墻（詳見圖13），實現了高效安裝和防水，同時采用空腔柱（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空腔外墻應用

圖14 地下SPCS空腔柱應用

在地上結構階段，本項目應用SPCS空腔墻（詳見圖15），再配合工模夾具和面內作業，在大幅減少綁鋼筋、支模版、搭腳手架的基礎上，進一步提高工效和施工安全性。構件空腔內澆筑同質混凝土并振搗，形成連續整體，等同現澆，結構安全不漏水。整個施工過程，可減少現場作業人員40%以上，并實現4-5天一層施工速度。

圖15 地上SPCS空腔墻應用

在工程機械應用方面，本項目采用全球建機三強三一集團旗下多款智能化電動化工程機械系列，包括土石方機械系列、路面機械系列、混凝土機械系列、樁工機械系列、起重機械系列、三一重卡系列等（詳見圖16），實現了低碳化、少人化施工。目前三一集團電動化工程機械達30多款，在行業內率先全面打通“單機智能化-機群智能化-智慧施工”技術路徑，低碳化、智能化創新成果不斷，市場地位遙遙領先。

圖16 三一多款智能化電動化工程機械系列

在裝配式施工的基礎上，本項目還采用多種智能機器人參與到施工及檢測環節，助力現場高效施工、合理施工，其中包括的機器人類型有：四輪激光地面整平機、地面抹平機、建筑測量機器人、外骨骼機器人、BIM放樣機器人、三維激光掃描儀等。

此外，三一筑工獨立研發的數字工地駕駛艙，同樣可以鎖定“人機料法環”要素指標和QCDS成效指標，做到項目施工運營“一屏掌控天下”，詳見圖17。

圖17   數字工地駕駛艙

當項目竣工交付后，筑享云平臺可以實現BIM孿生交付，進而為智能家居、智慧社區提供后續數字運營支持。