香港工程公司凭借InnoCell模块化建筑再创新高

InnoCell项目由400多个预制房屋模块组成。协兴工程供图。

• 协兴工程有限公司建造了香港首个采用模块化集成建筑（MiC）方法的高层建筑——InnoCell。

• 通过MiC，各施工步骤能够平行进行，模块化结构能够在现场施工的同时在场外进行预制。

• 协兴工程比计划提前了六个月完成InnoCell项目，并在施工期间取得了60万个零事故工时的成绩。

耀眼的摩天大楼点缀了香港这座城市著名的天际线。这些高楼的建造是一项了不起的壮举。不过，香港协兴建筑有限公司凭借InnoCell项目将建筑施工技艺提升到了一个新的水平。InnoCell是一座17层的建筑，为IT人才提供生活和协作办公的空间。

InnoCell地处香港创新中心的科学园，是香港首个采用模块化集成建筑（MiC）方法的高层建筑。MiC（通常称为模块化集成建筑）方法是指在将建筑单元（包括饰面、固定装置、配件和家具等）在场外预制，然后在现场进行安装。

建模有助于缩短施工时间

协兴工程仅用了14个月就于2020完成了InnoCell大楼的建造，比计划时间提前了6个月，这一完工时间表尤其令人印象深刻。

这家工程公司把项目的成功归功于将BIM（建筑信息模型）和MiC相结合。协兴工程的项目经理Michele Lui表示：“我们不再把建筑施工看作实体工程，而是把它看作一个以技术为基础的行业，我们可以在这一实体工程中使用BIM、人工智能、自动化和像MiC这样的创新方法来简化流程并提高质量。”

协兴工程在施工的规划、设计、现场作业和监控等所有阶段都采用了BIM技术。Michele Lui说：“BIM在InnoCell项目中发挥了关键作用。它是我们团队、供应商、分包商和其他利益相关者之间的协作平台。”

BIM还帮助公司满足了客户和顾问的需求，尤其是在疫情最严重的时候。协兴工程创建了三维模型渲染图及施工图，供客户和顾问远程查看，并在这一过程中添加注释，使它们更易于理解。

此外，BIM还整合了3D无人机扫描等技术用于检查。团队定期进行无人机扫描，并将数据输入BIM中，以监控现场进度。这使协兴工程能够更加专注并优化工作。

“通过将现实捕获的点云数据与虚拟4D施工模拟进行比较，我们确定了团队应该关注的领域，”协兴工程的BIM主管Billy Wong说道。“我们通过BIM在现场发现问题并立即进行修复。我们还能够提前计划并找出加快施工的最佳设备或方法。”

InnoCell的模块化建造方法

MiC也是提前完成InnoCell项目的关键。Billy Wong将MiC比作汽车制造，由不同的生产线平行地生产零件。通过使用这种方法，InnoCell项目的现场施工和场外异地制造组装能同时进行。各个建筑模块（或居住单元，包括天花板、框架、内墙、覆层、固定装置和配件）是在配备了自动化机器（如机器人手臂）的工厂里制造的，并可快速、系统、自动化地组装。

然后，这些盒状模块化的结构可在现场进行安装，每个模块的吊装时间不超过30分钟。每天最多可以安装15个模块；所有418个模块在71天内全部完成安装。Michele Lui说：“这就像是拼乐高积木，所以速度快，完工率高。工厂和现场同时施工，节省时间。节省时间就意味着节省金钱。”

除了更快、更具成本效益的施工过程之外，MiC还解决了与传统施工相关的一些问题。“传统的施工方法以人工为主，很容易受到恶劣天气的影响，” Michele Lui说。“当天气太热或下雨时，我们不得不停止工作。在香港，我们缺乏熟练的工人，劳动力趋于老龄化，这可能导致生产力下降还有更高的建造成本。”

有了MiC，无论天气如何，工作都能开展，因为这是在可控的室内环境下完成的。此外，MiC采用了自动化技术，可以解决工人短缺问题并提升技能。建筑工人可以转变为更多基于知识和技术的角色，并与机器一起工作。

MiC虽然采用的是预制造，但这两种方式不同，各有优势。预制造和MiC都涉及在场外制造建筑组件，但预制造材料时仍然需要内部工艺或现场相关的组装工作才能将所有部件组装在一起。而MiC模块是封闭、自成一体的单元，包括了所有饰面、固定装置和配件。然后这些模块就可以被抬起、堆叠并用螺栓固定在一起，构成建筑物。

就现场组装的时间而言，MiC处于领先地位，但在物流方面，预制造具有优势。“预制组件更紧凑，因此它们更容易大批量运输并在现场保持库存，” Billy Wong说。“对于MiC而言，它的运输体积较大，因此需要更多的物流规划，例如JIT（准时制）方法。欧特克Civil 3D有助于创建扫描路径方式的分析，从而确保无缝高效的组装施工环境。”

MiC的废物管理也更好。“与现场的动态环境相比，在工厂这种受控的空间内，废物可得以更准确地分类，也可以得到更有效的管理。” Billy Wong补充道。

安全优先，事故更少

对协兴工程来说，安全是重中之重。“与其他行业相比，建筑业是危险和高风险的行业，因此我们一直在培养一种安全文化。我们的每一位工程师都具有安全意识，” Michele Lui说。

在InnoCell项目中，协兴工程与一家生产智能头盔的初创公司合作，进一步致力于解决安全问题。这些头盔配备了一个系统，该系统使用物联网（IoT）技术和欧特克Revit软件创建了建筑物的三维 BIM布局，实时报告现场工人的位置及其健康状况。

协兴工程还将虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术应用与安全培训，为员工提供更具互动性的沉浸式培训体验。Michele Lui说：“虽然我们的员工没有在现场，但他们可以通过VR和AR体验现场的感觉。他们可以尝试不同的场景，并设想在执行某些操作时如何定位自己。”

由于将这些技术融入了其安全至上的企业文化，协兴工程在InnoCell的建设过程中取得了60万个零事故工时的成绩。

以知识为基础的工程让所有人受益

与之前的项目相比，采用BIM和MiC可以使设计细节可以在较早的阶段得以确定，并缩短了交付过程，这意味着可以更早地开始建造。“与传统项目相比，这一项目的初始设计时间和成本要高得多，” Michele Lui说。“但它的修订次数较少，我们能够更早地交付方案。现在，我们还在寻找优化流程的方法。”

协兴工程认为，建筑行业的未来取决于更广泛地采用BIM和创新技术，如MiC。“对我们的行业来说，MiC是一个跨越式的过程，” Michele Lui说。“这是一个革命性的阶段，因为我们从传统形式跳到了更加工业化的建筑方式。”

     

因此，该公司正在采用一种基于知识的工程模型，将“InnoCell等项目的经验纳入一个所有人都可以访问的通用数字知识环境中。协兴工程正在内部和整个建筑行业分享自己的成功经验和教训。

“在我们获得的每一次机会中，我们都有分享自己学到的经验教训的责任，” Michele Lui说。“我们希望贡献出自己的知识，这样我们所有人都能以更高效和多产的方式与建筑行业合作。我们想的不仅仅是做好自己的事情，我们也希望能成为香港建筑业发展的主要推动力量。”