1.1 项目基本信息

北京市昌平区未来科学城第二中学建设工程由北京建工集团承建，北京国际建设集团有限公司（北京建工集团优先发展的子集团公司，以下简称“国建公司”）承担技术咨询服务。工程位于北京市北七家镇，总建筑面积23088.82㎡，建筑结构主要为钢框架装配式结构，工程将BIM+智慧工地技术应用到项目信息化管理实践中，积累了很多实践经验和成套的施工技术成果，在被动式建筑的数字化施工方面具有代表意义。

该工程是由北京市昌平区教育委员会决策、北京未来科学城置地有限公司具体实施的政府投资项目，是北京市投资项目审批改革的试点项目，建成后对昌平区教育系统乃至对昌平区建设具有重要意义，为建筑行业绿色节能建筑，推动建筑行业数字化智慧化管理模式的发展。

1.2 项目难点

1.2.1管理难点

（1）高标准的质量要求

由于本工程为超低能耗被动式建筑，在绿色节能和建筑特性上，有特殊质量要求。同时，本工程制定了较高的施工目标，希望在工程质量方面争创结构、建筑长城杯金奖；在建筑特性方面，通过被动房气密性验收及认证；在绿色施工方面，力争达到“北京市安全文明样板工地”的标准，打造安全绿色施工样板工地，争创建筑部“绿色施工科技示范工程”。

在如此高的目标要求下，公司必须在施工过程中建立严格的质量控制机制，应用先进的施工技术，做到精细化施工。只有每个分项达到过程精品，才能以过程精品确保精品工程。

（2）紧张的工期要求

本工程于2018年12月22日开工，计划于2020年5月30日竣工。期间经历两个春节假期、两个冬季、2019年全国两会及2019年国庆大庆。考虑到北京市严格的环保要求，实际合同工期内有效的施工时间，已不能满足高标准的质量要求及精细化施工所需时间，如何科学合理地进行施工部署是本工程总体工期控制的关键点。

（3）参建各方高效组织协调要求

本工程在施工中有较多的专业分包项目，施工过程中，需要大量、高效的沟通协作工作，确保参建的各专业分工有效推进。因此，如何正确行使总包权力、履行总包责任及义务是工程的管理重点，对总包方协调、配合、管理提出了较高的要求。

1.2.2施工难点

（1）钢框架装配式结构与被动式建筑的结合

本工程为钢结构装配式、被动式超低能耗建筑，因此，外围护严格的保温和气密性能如何在钢结构结构体系上达到，如何消减钢结构温度变形对被动式建筑相关参数要求的影响是本工程的结构施工难点。需要在施工前编制科学合理的施工方案，在过程中严控各工序施工质量，以确保施工质量和安全。

（2）ALC外挂板的安装

本工程±0.00m以上的外墙围护均采用200厚ALC加气混凝土条板，在钢结构外侧外挂安装。如何规避外挂板在使用中不受钢结构温度变形影响，造成接缝开裂、影响外保温及气密性要求是项目的重难点。此外，ALC条板的现场安装精度、接缝处理的控制，与结构连接节点做法设计同样面临巨大的挑战。

（3）各专业工序配合紧密

本项目除常规建筑需要的水电安装、电梯安装等专业队伍外，还需要很多符合被动式建筑需要的、专业性更强的专业队伍，比如：被动式门窗专业队伍，被动式外墙保温专业队伍，高效新风、光伏发电、气密性施工专业队伍等。如何合理安排和解决各专业的施工组织和施工协调，以及与钢结构、土建的密切配合，是保证施工质量和进度的关键。

（4）克服现场场地狭窄的不利影响

受工程位置影响，北侧为未来科学城大道（未来科学城主要参观通道），东侧与达华庄园别墅区一墙之隔，南侧与京能集团一墙之隔，以上三面均不能进行项目施工开口，只有西侧岭上路可以作为施工进出主要市政道路。但项目总体规划北侧为教学楼，西侧由北向南分别为行政楼、体院馆、宿舍楼，南北贯通，仅宿舍楼与体育馆之间有狭窄通道，东侧为室外操场，地下设计为地下车库人防。地下工程开挖后，东南西面均紧贴建筑红线和现有围墙，施工场地仅有地下车库北侧与教学楼之间绿化空地可用。在工期紧迫的情况下，如何科学进行现场施工平面布置、统筹各单体建筑的施工顺序、将场地影响降为最低是该项目的重点、难点。

（5）克服季节性施工的不利影响

本工程大部分结构施工处于雨季和酷暑天气，土方开挖及后期装饰、室外工程大多工作处于冬季施工，施工面临大量季节性天气因素，且诸多因素具有随机性，难以及时预测和反应。为保证本工程施工的安全、质量及工期，如何做好季节性施工保证措施将是本工程的施工重点控制之一。

1.3 应用目标

（1）实现工程项目的履约目标

作为全国第二个将钢框架装配式结构和超低能耗建筑结合的工程，在规模体量上实属全国第一。工程面临很严峻的管理难点和施工难点，对施工总承包方的顺利履约造成重大障碍。希望采用BIM+智慧工地技术，切实解决项目建设过程中的管理难题和施工难题，保障项目的质量目标、安全目标、进度目标、成本目标的顺利实现，最终达到如期、保质、保量的履约目标。

（2）实现工程项目的创优及科研目标

本工程合同质量要求合格；工程创优目标为结构长城杯、建筑长城杯金奖；争创北京市新技术应用示范工程；争创建设部绿色施工科技示范工程；争创省部级（或中施协）科技创新进步奖等。

项目进行科研课题立项，课题名称为“钢框架装配式结构超低能耗建筑综合技术研究与应用”。科研课题预期研究成果目标：

• 1)形成研究成果报告，完成课题鉴定；

• 2)取得以下成果：

• 省部级（或中施协）科技创新进步奖1项； 获绿色施工科技示范工程；专利2～3项；

• 3)集团级或市级工法2～3项；

• 4)发表论文3-5篇；

• 5)申请软件著作权1项。

2.1 软件设施和组织架构

软件配置表1

组织架构图

“BIM+智慧工地”小组岗位职责表2

项目实施应用整体步骤流程图

2.2 主要应用内容

（1）智慧劳务应用

解决项目劳务管理的问题。目前，施工劳务队伍存在结构松散、零散用工以及劳务工资发放不及时等问题，严重影响工程施工质量和施工组织效率。本项目欲通过应用智慧劳务应用技术，在劳务管理上实现突破，通过智慧劳务技术与劳务实名制紧密结合，来切实提高劳务人员的组织协调效率，保障工程建设秩序、稳定及劳务人员的切身利益。

（2）智慧安全应用

解决项目安全管理的问题。建筑施工行业是高危行业，一线作业人员安全意识薄弱，基本操作技能较差，加之建筑行业本身条件复杂，易受周围环境影响，行业竞争激烈。本项目欲通过应用智慧安全应用技术，在安全管理上发挥实质性的作用，通过物联网技术、可视化技术、智能安全帽技术等，精准预测安全隐患并消除隐患，最大程度降低安全风险，从管理源头处实现安全可控。

（3）智慧质量应用

解决项目质量管理的问题。本工程作为北京市的试点项目工程，性质特殊，质量攻坚更是志在必得，质量目标更是以行业的最高的“长城杯金奖”、“国家优质工程奖”等作为努力的目标，因而应用当前先进的智慧质量应用技术，是实现工程质量目标的保障，有先进技术的应用，让项目更加有信心有决心实现既定的高质量目标。

（4）智慧进度应用

解决项目进度管理的问题。本工程的超低能耗建筑类型在建筑技术上存在诸多技术难点，施工工艺操作细致繁琐，国内被动式建筑建造规范不完善，本项目工期紧、任务重（465日历天，预计有效工期仅200天左右），意味着在短时间能实现精细化建造，对项目的进度管理是极大的挑战。项目通过采用智慧进度技术，直面挑战，广联达的斑马进度，从项目开端即对全施工周期进行进度精细化排布，过程中实时调整，使进度皆在把握之中。

（5）智慧协同（资料）应用

解决工程资料收集整理共享的问题。工程资料是建设施工中的一些重要组成部分，是工程建设及竣工验收的必备条件。项目非常重视工程资料的管理工作，通过智慧协同（资料）应用，实现工程资料实时跟进，切实反映实体工程的进展情况。通过平台的共享，信息及时进行传递，实现资料最优化管理。

（6）智慧环保（绿色施工）应用

解决环保问题，满足北京市对绿色施工的高标准要求。本工程开工伊始，即确立了要创立北京市绿色文明安全样板工地，争创全国绿色施工科技示范工程。项目部在满足常规环保要求的同时，自我提高了绿色施工的高要求高标准，通过应用智慧环保（绿色施工）技术，来大大助力项目部实现既定的目标，助力项目管理整体目标的顺利推进。

（7）可视化智慧应用

BIM+智慧技术实现可视化应用，解决项目实际难题。项目通过BIM技术实进行施工场地可视化布设、BIM建模、BIMVR安全体验、可视化施工交底，欲使繁琐的工程施工更加具体明确，避免传统图纸、文字描述等产生思维误差，进而提升工程项目管理工作。

3.1实施准备

使用“BIM+智慧工地”技术助力“钢结构+超低能耗被动式建筑”的建造发展，项目部结合自身实际，确定了实践步骤。

（1）学习阶段

项目前期，派技术员报名参加广联达BIM+智慧工地技术的课程培训班，学习BIM、智慧工地技术实践知识，并且多次到转型领先的施工单位进行学习交流。

（2）策划阶段

结合项目部的实际情况、履约及创优目标，策划技术应用框架和具体实施方案，匹配项目部的管理人员，推进技术与管理复合型的人才团队建设。

（3）平台搭建及技术措施布设阶段

在广联达公司的支持下，线上搭建数字项目管理平台，线下采购智能硬件，如智能摄像头、智能安全帽、智能闸机等，让硬件设备与管理平台实现数据的互通互联。

（4）项目部技术交底、培训阶段

组织项目各部门进行工程项目智慧工地实施方案交底，明确主要负责人、各参与人员的职责分工。开展项目部BIM+智慧工地技术培训，针对各部口的具体应用，开展深化应用培训。

（5）实施应用阶段

根据技术实施应用方案、前期交底内容、培训内容，各负责人对应实施BIM+智慧工地管理，将技术常态化应用，将现场实际情况真实反映在数字项目管理平台上。

（6）优化、完善应用阶段

根据技术实施的情况，工程的实际需要，深入开发数字项目管理平台，调整现场智慧措施，完善技术应用，以服务施工生产，提效施工效率。

（7）应用总结阶段

结合被动式建筑的建造，总结BIM+智慧工地技术的基础应用和创新应用，实现技术研究开发成果，实现项目目标。

3.2实施过程

结合前期调研沟通结果，为满足项目部业务管理需要、提高工作效率、实现项目业务替代、降低现场人员工作量，同时，快速高效采集现场数据，项目部的应用，主要采用六大成熟产品以及部分定制开发工具，主要应用点概述如下：

（1）劳务实名制

硬件和软件结合，应用闸机、人脸识别、安全帽无感通行等多种硬件设备，实现劳务人员考勤、劳务用工统计、黑名单管理、安全教育及考核、工人住宿、劳务民工工资支付等，作为劳动人员管理的数据来源。

• 1)智能安全帽：关联施工人员ID和安全帽芯片，结合关键位置的“工地宝”设备，对项目管理而言，能够实时获得劳务人员的位置、区域等活动信息。在此基础上，绘制全天移动轨迹，进而掌握场布模型，实现人、证、图像、安全帽科学统一，提升劳务管理效率。对施工人员而言，减轻个人的手动登记工作量，系统自动生成考勤表，作为薪资发放的依据之一，相比传统模式而言，劳务记录和薪资发放更有数据可依，减少扯皮和拖薪欠薪情况。

   

• 2)按需分配，科学管理：过去，劳务分包团队的出勤人数，往往是根据老施工员的经验判断，很难真实把控和管理。在应用智能安全帽和劳务系统后，可以预警信息播报、花名册、考勤表等一键导出、人员异动信息自动推送、人员滞留提醒、联动闸机和其他外围设备等等。不仅可以知道“量”，还可以动态去“管”，将很多出勤异常的问题扼杀在摇篮中，根据施工进度、施工内容按需配置专业人员，分区分类，高效施工。

（2）安全、质量巡检

建立安全隐患/质量问题库以及规范库，手机端实现“检查-处罚-整改-回复-分析”的PDCA的管理流程，统一建立检查隐患清单、标准规范文件，搭建知识平台。在智能巡检过程中，通过手机端移动设备，拍照留存现场实况，并通过云端生成整改通知单，施工人员能够及时接收问题通知，对整改做出快速响应。此外，通过集成实测实量设备，自动统计分析问题数据，经过时间的积累，逐渐形成项目特有的大数据库，指导后续工作的开展，让质量管理更简单、便捷、直观。

（3）环境监测

通过环境传感器等硬件，实时监控工程施工现场环境的噪声、扬尘等环境信息，并通过软件系统及硬件显示设备，分析及显示施工现场环境信息。

（4）VR安全教育

项目基于施工现场BIM模型，构建了广联达BIM+VR虚拟安全体验馆系统，通过现场BIM模型和虚拟危险源的结合，让体验者可以走进真实的虚拟现实场景中，通过沉浸式和互动式体验让体验者得到更深刻的安全意识教育，以提升全员的生产安全意识水平。

（5）进度管理

项目采用斑马进度计划进行进度管理，自动生成网络图、横道图，通过“前锋线”检查分析整体进度。因为本工程的工期紧张，有效工期很少，存在很多不可控的随机因素，在进度管理上投入了极大力度。通过关键线路和影响天数的标记和测算，能够及时根据突发情况及时调整，保证工期和顺利履约。

前期项目策划上即明确了项目推进的管理难点和施工技术难点、项目的重要意义与目标，将数字化技术应用在劳务管理、质量管理、安全管理、进度管理等方面，使项目的整体推进情况基本可控，质量安全进度得到实质性保障。目前，应用仍在持续中，且趋于常态化，下一步将结合北京建工集团科研课题《钢框架结构超低能耗建筑综合技术研究与应用》，进一步深化应用智慧工地技术，助力科研课题成果的落地，实现项目的终极目标。

（1）应用方法

《国建集团+昌平二中项目智慧工地整体解决方案》

《昌平二中项目BIM应用方案》

《智慧工地各大系统实施方案》

（2）昌平二中数字化建造技术培训制度

（3）人才培养

（4）经济和社会效益

• 1)本工程采取的绿色施工技术，提高了工程的节能、节地、节水、节材的水平等环保效益；

• 2)预期经济效益达到300万元，节省资源；

• 3)“BIM +智慧工地”技术，实现了现场信息管理，减少人力物力的投入，加快了施工进度，预计能够缩短工期2个月；

• 4)本工程进行综合改进和集成优化，为钢结构装配式超低能耗建筑的建造提供高效的技术参照；

• 5)提高了项目管理效率，其管理模式可为其他项目提供参考与借鉴；

• 6)超低能耗被动式绿色建筑是建筑行业发展的方向，与国家可持续发展的政策保持一致，也是建筑施工水平先进性的体现，昌平区未来科学城第二中学建设工程项目在施工过程中通过开展绿色施工，科技创新、智慧工地等一系列新型建造方式，助推绿色节能建筑的发展，助推行业的转型升级。