深圳市寶安區(qū)建筑工務(wù)署引進(jìn)的3D打印景觀廣場工程。

景觀廣場施工現(xiàn)場。

景觀廣場包含人行鋪地、雕塑、座椅等打印建造內(nèi)容。

飛機(jī)即將到達(dá)深圳寶安國際機(jī)場，清華大學(xué)建筑學(xué)院徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)成員高遠(yuǎn)坐在窗邊向下張望，清楚地看到了自己即將奔赴的工地現(xiàn)場。這片空地位于國際會展中心、截留河景觀帶、智慧城市高地海洋新城三者的連接點(diǎn)上，在這里，即將誕生國內(nèi)首個3D打印景觀廣場。

深圳市寶安區(qū)建筑工務(wù)署引進(jìn)的3D打印景觀廣場工程由中國二十冶集團(tuán)有限公司和中冶賽迪工程技術(shù)有限公司EPC聯(lián)合體、清華大學(xué)徐衛(wèi)國教授團(tuán)隊(duì)合作打造。著眼于“標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)制化、現(xiàn)代化”，寶安區(qū)工務(wù)署立足實(shí)踐推進(jìn)智能建造和建管科技。

小工程，大意義

未來科技感與東方底蘊(yùn)的相遇

作為國內(nèi)首個3D打印景觀廣場，5523平方米的占地面積聽起來有些小，但其承載的意義卻不小。“我們地處粵港澳大灣區(qū)的中軸位置，景觀廣場在海濱大道上，依托于兩邊的地標(biāo)，作為兩個城市之間的連接?！睂毎矃^(qū)建筑工務(wù)署負(fù)責(zé)人說，“工程雖小，意義非凡。”

景觀廣場包含人行鋪地、雕塑、座椅、樹池、花壇、擋土墻等打印建造內(nèi)容，所有3D打印景觀裝置以“水”為總概念，并融入寶安及大空港片區(qū)特色，有蜿蜒流淌的鋪地清泉，有壯闊奔騰的飛懸瀑布，象征生機(jī)與幸運(yùn)的三葉草飄搖在旁……行于其間，3D打印技術(shù)的未來科技感與“水”形設(shè)計(jì)承載的東方底蘊(yùn)相結(jié)合，連通了過往與將來，新穎而不失厚重。

創(chuàng)新理念、先進(jìn)建造、景觀協(xié)調(diào)、融入自然是寶安區(qū)建筑工務(wù)署一向堅(jiān)持的建設(shè)思維，此次引進(jìn)3D打印景觀廣場工程落地深圳國際會展中心，是一次將數(shù)字化轉(zhuǎn)型、科技創(chuàng)新理念與高質(zhì)量、綠色環(huán)保要求相結(jié)合的嘗試。“市民們對于建筑物‘個性化’的需求是日益強(qiáng)烈的，而3D打印在多樣化、復(fù)雜化建筑快速精確成型方面以及材料、人力成本的節(jié)約上呈現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢?！睂毎矃^(qū)建筑工務(wù)署負(fù)責(zé)人介紹道，“這次項(xiàng)目是數(shù)字化轉(zhuǎn)型中施工建造技術(shù)數(shù)字化的體現(xiàn)。”

高質(zhì)量，數(shù)字化

從設(shè)計(jì)到實(shí)物一步到位

3D打印混凝土技術(shù)是將3D打印與特種混凝土領(lǐng)域的技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的新型應(yīng)用技術(shù)，通過機(jī)械臂、自主研發(fā)的打印材料、軟件平臺及打印工具頭，實(shí)現(xiàn)混凝土構(gòu)建的高度自動化生產(chǎn)，有效解決了傳統(tǒng)建筑施工中存在的材料損耗量大、精細(xì)化程度低、建筑藝術(shù)復(fù)雜造型難以實(shí)現(xiàn)等問題，使得設(shè)計(jì)與施工不再“各行其事”。

景觀廣場以“水”為概念設(shè)計(jì)，其景觀裝置具有較多流線型的藝術(shù)元素，如果以人工施工來落實(shí)將存在極大困難，難以滿足其藝術(shù)性、精確性的要求，而3D打印技術(shù)能夠輕松實(shí)現(xiàn)?！跋喈?dāng)于是從設(shè)計(jì)到實(shí)物一步到位。”高遠(yuǎn)介紹道，“設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開始就是智能化、數(shù)字化的，將設(shè)計(jì)方案導(dǎo)入我們研發(fā)的程序后，用iPad就可以操作機(jī)械臂開始打印，在較為理想的情況下一個工人就能夠操作了。”

3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“設(shè)計(jì)什么樣，成型什么樣”，無需模具一體成型，無論是中空、鏤空還是傳統(tǒng)施工無法落實(shí)的設(shè)計(jì)都能夠直接“生成”，除必要的操作人員外無需其他人力投入，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)減少了材料和人工的消耗。

打造3D打印景觀廣場是寶安區(qū)建筑工務(wù)署空港新城啟動區(qū)綜合管廊及道路一體化工程的一部分，“以前在做項(xiàng)目的過程中會有效果達(dá)不到預(yù)期，精細(xì)度和質(zhì)量上達(dá)不到要求的情況出現(xiàn)，我們就會不斷返工，施工單位增加了成本的同時(shí)也浪費(fèi)了時(shí)間?！睂毎矃^(qū)建筑工務(wù)署負(fù)責(zé)人說，“3D打印技術(shù)的應(yīng)用非常符合我們數(shù)字化、高質(zhì)量、綠色環(huán)保的要求?！?/p>

智能化，人性化

算法生成道路，管廊科普體驗(yàn)

景觀廣場共有三個入口，蜿蜒的步道貫穿其中，步道墊層并非是“簡單的平面”，而是一個通過算法生成的三維曲面?！拔覀兪紫容斎肴齻€入口進(jìn)行人流模擬，發(fā)現(xiàn)大部分人口都集中在北區(qū)，于是根據(jù)人流方向加入了兩個雕塑島，由算法自動生成了這個曲面。”清華團(tuán)隊(duì)現(xiàn)場負(fù)責(zé)人高遠(yuǎn)介紹說，“這樣生成的曲面是自然流動的，背后也有數(shù)據(jù)邏輯在支撐?！?/p>

通過定位出入口、結(jié)合景觀構(gòu)筑物位置來對廣場內(nèi)部道路進(jìn)行人流模擬，運(yùn)用相應(yīng)算法生成道路和綠地平面輪廓及內(nèi)部線條，以技術(shù)服務(wù)人，滿足了景觀打造的人性化要求。

在廣場南側(cè)的珊瑚道路上，有一個獨(dú)特的創(chuàng)意設(shè)計(jì)——3D打印管廊。設(shè)計(jì)截取了管廊的一部分，融入和園區(qū)整體風(fēng)格一致的流線型設(shè)計(jì)，管廊有分別作為供人穿行的展示通道及模擬真實(shí)管廊的管道艙兩個艙室。“綜合管廊指的是一種容納城市中的各類公用類管線，并留有供檢修人員行走通道的城市地下隧道結(jié)構(gòu)?！睂毎矃^(qū)建筑工務(wù)署朱新浩說，“在景觀廣場中加入管廊的設(shè)計(jì)也是希望起到科普的作用，增加大家對管廊工程的了解?！?/p>

聚焦

智慧工程信息化管理平臺：數(shù)字化轉(zhuǎn)型三步走

飛機(jī)從頭頂?shù)奶炜談澾^，海風(fēng)陣陣吹來，朱新浩站在3D打印景觀廣場的現(xiàn)場，拿出手機(jī)對著攝像頭進(jìn)行人臉識別打卡?！拔覀儸F(xiàn)在出去工地檢查可以隨時(shí)拍照片、攝像上傳自己手機(jī)查詢資料，手上紙質(zhì)的東西少了很多。”朱新浩說，“我在工務(wù)署工作十幾年了，以前數(shù)字化程度不高，找項(xiàng)目資料是很麻煩的，現(xiàn)在隨時(shí)手機(jī)都能拍下來上傳，遇到什么問題馬上就可以查找材料，看是什么原因?qū)е碌??！?/p>

為了提高內(nèi)部管理效率，寶安區(qū)建筑工務(wù)署收集了工程建設(shè)全過程的數(shù)據(jù)，建立了共享、全生命周期的智慧工程信息化管理平臺(EIM平臺)，截止到目前為止，已收錄69個項(xiàng)目、177960條數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)工程信息數(shù)字化是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第一步，工程管理數(shù)字化是第二步。BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。寶安區(qū)建筑工務(wù)署通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖紙的深化設(shè)計(jì)、智慧工地的智能化管理以及在政府工程建設(shè)領(lǐng)域引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)并試點(diǎn)推廣，提升工程建設(shè)的智慧化管理能力。

以深圳空港新城啟動區(qū)綜合管廊及道路一體化工程為例，寶安區(qū)建筑工務(wù)署使用BIM技術(shù)構(gòu)造模型，通過對滑模技術(shù)進(jìn)行施工模擬以及管廊運(yùn)維模擬，幫助現(xiàn)場施工人員快速了解工序，保障施工質(zhì)量，并最大程度上讓管廊工程契合今后的運(yùn)營需求。

除此之外，寶安區(qū)建筑工務(wù)署聯(lián)合中建科工集團(tuán)在寶安1990(圖書館、文化館、音樂廳)升級改造工程建設(shè)中探索運(yùn)用智慧工地系統(tǒng)進(jìn)行項(xiàng)目常態(tài)化施工管理，通過物聯(lián)網(wǎng)、仿真、可視化、RFID等先進(jìn)技術(shù)的綜合應(yīng)用，對施工過程中涉及到的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五大生產(chǎn)要素進(jìn)行實(shí)時(shí)、動態(tài)監(jiān)測，有效提升施工管理水平。

在深圳市第二十四高級中學(xué)項(xiàng)目中，寶安區(qū)建筑工務(wù)署還引入了由中建科工自主研發(fā)的“墻板安裝機(jī)器人”進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)裝配式圖書館、實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)、外墻ALC板安裝。相比于傳統(tǒng)人工裝板，采用墻板安裝機(jī)器人提升了安裝質(zhì)量，降低了安裝全過程時(shí)間。同時(shí)，解決了裝配式建筑圍護(hù)系統(tǒng)墻板施工過程中，工人勞動強(qiáng)度大、效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大等問題，每個班組僅需2個工人，但工效水平提高了2倍。

近年來，寶安區(qū)建筑工務(wù)署致力于探索利用區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等先進(jìn)的信息技術(shù)手段融入政府工程項(xiàng)目建設(shè)，加快建造方式轉(zhuǎn)變，提升政府工程管理的綜合效能，推動政府工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。寶安區(qū)建筑工務(wù)署依據(jù)“高質(zhì)量+數(shù)字化+綠色環(huán)?！苯ㄔ炖砟睿础叭阶摺睉?zhàn)略，逐步實(shí)現(xiàn)政府工程建設(shè)管理向數(shù)字化建造轉(zhuǎn)型。

一步一腳印，一步一轉(zhuǎn)化，從工程信息數(shù)字化到工程管理數(shù)字化，寶安區(qū)建筑工務(wù)署已走向施工建造技術(shù)數(shù)字化。3D打印景觀廣場雖小，卻承載著科技創(chuàng)新、人文環(huán)保、數(shù)字轉(zhuǎn)型等多種象征，既是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的凱歌，也是開啟新征程的一聲號角。