坪山区沙湖保障性租赁住房项目

自2022年10月深圳入选国家智能建造试点城市以来，深圳严格落实住建部和省住建厅的部署要求，按照先行示范标准，全力打造智能建造新模式。全市已遴选并发布了100个智能建造试点项目，为进一步推广经验做法，现对试点项目之一“坪山区沙湖保障性租赁住房项目”（以下简称项目）创新内容进行整理推送。

坪山区沙湖保障性租赁住房项目占地面积约4.7万平方米，总建筑面积约28万平方米。由2栋145米超高层住宅、7栋100米高层住宅、1栋幼儿园及相关配套组成。周边现状为已建成的坪山区汤坑小学、坪山人民医院(在建)、康宁医院、新城东方丽园公交站等公共配套设施。

△坪山沙湖保障性租赁住房项目效果图

本项目是全国首个保障性租赁住房建筑机器人应用项目，作为深圳入选全国首批智能建造试点城市重要支撑项目，旨在打造高品质公共住房示范样板，建筑机器人系统化应用与智能建造的标杆，基于建筑机器人系统化应用，采用“8+9+N”点面机器人应用模式，结合先进的无人值守建造监测及智能安全帽立体定位等智能技术，运用“最强大脑”智慧建造平台，实现管理模式的创新、管理技术的创新、建造技术的创新，首创保障性住房智能建造技术的集成应用。

△建筑机器人系统化应用示意图

造楼机是采用云端建造工厂建造，它主要由钢平台系统、支撑系统、安全防护系统、液压动力系统、控制系统、挂架系统、模板系统组合而成，集成模板吊挂、遥控布料机、可开合雨棚、自动喷淋、巡检机器人等装置，提高作业功效和安全保障，为全天候施工作业创造条件。相对于传统的爬架、爬模、顶模系统，云端建造工厂具有模块化高适应性自升力降钢平台、高承载力附墙支座、类工厂施工作业环境、施工装备集成平台、挂架和模板吊挂及自动化程度高等点。云端建造工厂秉承“轻量化、标准化、类工厂化、产品化”设计理念，致力于打造类工厂化作业空间，可进一步提升工程质量、安全、效益和品质。

△造楼机相关图片（可滑动）

项目建设单位为深圳市坪山安居有限公司，安居公司项目负责人定期召集施工总承包单位中建一局及中建四局、设计单位香港华艺、机器人施工单位等单位相关人员，就智能建造推进过程中遇到的问题进行会议讨论，并协调各家单位将问题会上解决，再将成果及时整理汇总。各家单位“一体同心”,以坪山沙湖项目为依托，通过归纳总结形成智能建造示范及建筑机器人既有平台、功能改造关键技术的研究报告，从而共同推进智能建造方案的落实。

△建筑机器人系统化应用的相关研究

AI方案比选：创建或局部调整的方式形成多个备选设计方案BIM模型，对比不同设计方案优缺点。

周边环境分析：通过BIM建立场地模型能够更好的对项目做出总体规划，结合场地BIM模型分析交通组织，竖向布置等，并且可以得出大量的直观数据作为方案决策的支撑。

BIM设计协同：正向设计工作流逐渐形成，进行项目技术创新，尝试形成“CIM+BIM+UE5+Al+机器人”的智能建造流程，进行多技术联动。

△基于BIM的设计协同

项目采用红瓦的协同大师和品茗CCBIM平台，形成了高效协同办公及模型轻量化预览，在施工前进行BIM可视化交底，使作业工人掌握设计意图，减少现场返工情况。

△CCBIM平台

模型创建过程中通过利用在线文档，实时统计各专业问题，查找图纸错漏碰缺问题并进行优化。

BIM轻量化子系统：可在线查看BIM模型，通过轻量化解决模型体量大、容易卡顿的现象，随时查看模型辅助现场施工。但在平台上接入为模型分享链接，只能查看1个模型，无法对CCBIM平台每个模型查看，涉及平台系统开发。

无人机巡检子系统：通过无人机平台生成项目点云模型，可实时掌握现场的形象进度、全景图查看及土方测量。但无法与无人机航线系统打通，存在1个无人机航线系统及1个无人机应用平台系统。

△施工工地数字化管理

智能升降机子系统：对8#楼智能施工升降机进行动态实时监控，可在线查看所在楼层、运行速度、运行状态等数据。但无法实时查看施工升降机视频监控情况。

塔机监测子系统：在现场4台塔吊中均安装传感器，可进行塔群碰撞预警，但塔机监测系统无法实时查看塔吊作业状态。

△施工安全监测

外墙扫描仪子系统：可将外墙检测报告及原始点云上传至平台上，在8#楼墙面的东北面为98分，东南面为97分。但无法对点云模型在线三维查看。

室内扫描仪子系统：可将实测实量数据上传至系统上，并可对室内环境扫描三维查看。目前室内扫描仪在8#楼开展实施应用，正进一步开通设备运平台管理服务，拓展应用场景。但墙上有爬架附着点会存在测量偏差。

△施工质量监测

环境监测子系统：可对环境的PM2.5、PM10、噪声及温度等监测，但存在数据采集精度不足，响应不及时等问题。

配电箱监测子系统：现场5台传感设备部署于不同材料堆放区的配电箱上，用于监测电流及电缆温度。但系统无法对漏电流及电压等安全隐患预警。

△施工环境监测

项目采用中建一局自主研发的智能安全帽，采用行业首创的一种新型传感网络技术和多模融合定位技术，有效解决市面上其他智能安全帽室内定位难、通信难和成本高的问题，开发了星璇智能项目管理系统，一揽子实现建筑施工的人员安全、考勤、工期、工效和产业化工人管理。目前已投入285顶智能安全帽，项目部及分包管理人员50顶，工人150顶，特种作业人员30顶。逐步使安全帽全覆盖，让安全生产闭环管理。

△智能安全帽应用

根据项目建筑机器人系统化应用特点，开展机器人创新应用，结合星璇定位模块，联合研发设备空间定位系统，实现多厂商多品类机器人定位可视化，可对项目所有进场建筑机器人进行集中管理及施工作业数据的分析。组织工人佩戴智能安全帽，通过星璇系统实时记录工人的行动轨迹及作业时长，提高考勤数据真实性，协助项目安全管理。

△机器人创新应用

工期管理：劳动力流动热力图更新频率为10分钟1次，通过热力图分析，帮助管理人员实时精准掌握现场劳动力情况。劳动力分析，可以发现在5#楼人数相对其他栋较多，应重点关注人员的交叉作业，在8#楼上人均时长相对较长，应重点关注工人的安全状态，避免工人作业过度疲惫。

△工期管理

采集现场工人的立体位置数据，实现以下应用：

①现场工作面上的人员分布数据透明可视，便于总包和分包之间因用工投入数量进行协调。

②工长通过APP实时掌握施工现场的工人投入数据，大大节约人工清点人数的时间。

③生产例会上，提供精确的当日用工数据分析，帮助项目部及时进行用工计划纠偏，保障工期进度。

△工期管理

建设工程项目管理产业互联网平台除了工期管理，还有劳务管理，安全管理、人员分布可视化、危险源语音预警、应急疏离、管理行为、出勤人数变化、出勤天数分布等。

云筑集采不仅将传统线下询价、招投标、订单、合同、结算等业务环节通过电子商务平台转移到线上进行，有效保证了供求双方遵循公开、公正、公平的契约原则实现采购全流程的公开透明，有效控制企业的采购成本。

项目施工过程中共累计有32款机器人进场，持续使用3款机器人，样板施工8款机器人。以下重点介绍几种有突出特点的几款机器人应用。

△智能建造机器人使用情况表

无人机自动巡航：通过设置航线，对现场的劳动力、设备等情况及形象进度的实时掌控，实现立体巡检。将每日定点拍摄的照片数据留存于无人机平台上，可实时进行追溯。通过无人机定时巡查日报自动推送，可使管理人员准确掌握工程建设的形象进度与进度计划的偏差。

△无人机自动巡航

采用SC200/200G系列的智能施工升降机，对接智慧建造平台，实时查看升降机运行状态，司机无需进行操作，把控人员进出安全即可。可选配自动平层方便运输。

△智能施工升降机

采用全回转壁架式布料结构：具有结构稳定可靠，转动轻便灵活配用φ125mm输送管，整机自动操作，只需轻松拉动绳索，即可任意改变布料方位>360°全方位正反向回转，回转半径可任意调节。

△智能布料机

智能布料机是混凝土输送泵的辅助配套设备，通过标准的输送配管与混凝土输送泵连接，有效地解决了现场墙体浇注布料的难题，通过电力驱动控制大小臂运动，只需30%的人力，即可完成布料工作，从而减轻工人劳动强度。

项目秉持着开放合作的理念，积极对接机器人企业，为校企合作提供良好的试验环境，鼓励新产品在现场的试用，香港智能建造研发中心的钢筋绑扎机器人在现场板面筋试用，助力于产品的更新迭代走向市场化。

△钢筋绑扎机器人

经过在项目上对外墙智能喷涂机器人应用的测算，1分钟喷涂长度6m宽度0.5m为2道，机器人的准备时间较长，综合考虑喷涂效率可110m²/h,对比传统人工约为60m²/h,约为传统人工效率的2倍。通过市场化应用并更新迭代，实现自动接缝功能，喷涂效果打造得更加连续和无缝，提高涂装效率和质量。对外墙面涂料自动化喷涂，可减少人员投入2名，减少人工高空作业，可避免高空作业的安全隐患。

△外墙智能喷涂机器人

层层打麿，质感升华。通过自行驶+人工辅助定向，实现贴边轻松研磨，同时还具有自动吸尘、集尘、清尘、急停保护等功能。适用于混凝土地面精密找平，尤其适用于楼层混凝土地需浇筑施工。地坪研磨机器人行走速度约50mm/s,工效约=0.8[研磨宽度]*50[速率]/1000*60*60=144m²/h,工效可达传统人工的2倍。

△地坪研磨机器人

△人机数据对比

涂不停，上漆神器。自动规划路径完成环氧树脂地坪漆的施工作业，涵盖底漆、中涂和面漆的涂敷。适用于整个地下车库环氧地坪漆的底漆、中涂漆以及面漆的施工。地坪漆涂敷机器人行走速度约50mm/s,工效约=2[涂敷宽度]*50[速率]/1000*60*60=360m²/h,工效可达传统人工的2倍。

△地坪漆涂敷机器人

△人机数据对比

一机多能，轻松上阵。适用于混凝土结构工程、砌筑工程以及抹灰工程等土建工程分部分项施工质量检测-实测实量。

△建筑施工场地平整测量

△人机数据对比

刮平如画，一抹顺滑。自动完成砂浆均匀上墙、自动刮平等施工作业，抹灰厚度精度可控。适用于室内混凝土墙面抹灰施工的机器人。

△砂浆抹灰机器人

△人机数据对比

智能化腻子，让室内装修变轻松。不需要人工参与，根据规划路径自动行驶并完成涂覆作业，适用于住宅室内的墙面、飘窗、天花板的两遍腻子全自动涂覆。

△腻子喷涂机器人

△人机数据对比

机器修面，智能磨皮，一键美颜。采用参数化打磨工艺设置，智能恒力控制，精准激光测距，施工质量一致性好，适用于建筑内墙和天花板腻子打磨作业。

△腻子打磨机器人

△人机数据对比

喷涂打磨一体机器人集合乳胶漆喷涂、腻子喷涂及腻子打磨一体的建筑机器人，融合环境感知、柔性控制等技术，集成导航底盘，基于无人控制软件平台及机械臂，实现对墙面腻子与乳胶漆等墙面的无人自主喷涂打磨作业。

首次在底板使用混凝土类机器人，该类机器人适用于地下室底板大面积施工，不适用于塔楼区域面积小的施工，同时受铝模斜撑体系的影响，需要进行预埋套筒代替传统凸起钢筋的形式，其中会投入大量的人力、物力，如未能找到预埋套筒需要进行返工处理。

△地面圆盘抹光机器人

智能巡检机器人（机器狗）通过搭载各种传感器和摄像头，结合机器视觉、人工智能和自主导航等技术，能够自主地巡视和监测建筑结构、设备和环境，实现平面自动巡检，从而确保工地安全，同时，机器狗还可以帮助检查工程质量，包括建筑物的结构、排水系统、电气系统等方面。

△智能巡检机器人

参建单位信息

工程名称：坪山区沙湖保障性租赁住房项目

工程地址：坪山区碧岭街道、南坪三期与坪盐通道交汇处西北侧

建设单位：深圳市坪山安居有限公司

勘查单位：深圳市勘察研究院有限公司

支护设计单位：深圳市工勘岩土集团有限公司

设计单位：香港华艺设计顾问(深圳)有限公司

监理单位：深圳市大众工程管理有限公司

施工单位：中国建筑一局(集团)有限公司（Ⅱ标）

中国建筑第四工程局有限公司（Ⅰ标）

编辑：朱禹诺

审核：李洪东