中国初の3Dプリントプラザが大空空港に設立され、BIM、RFIDなどの技術でデジタル建設を実現

出典：サザンメトロポリスデイリー

飛行機は深セン宝安国際空港に到着しようとしていた。清華大学建築学院の徐維国教授のチームの一員である高元さんは窓際に座って下を眺め、これから向かう建設現場をはっきりと見ていた。この広場は、国際会議展示センター、街流河景観帯、スマートシティ高地海洋新城の接続点に位置し、国内初の3Dプリント景観広場が誕生しようとしています。

深セン市宝安区建設工事局が導入した3Dプリント景観広場プロジェクトは、中国MCC20グループ株式会社とMCC SEDIエンジニアリングテクノロジー株式会社のEPCコンソーシアムと、清華大学の徐偉国教授のチームが共同で作成したものです。宝安区公共工事局は「標準化、メカニズム、近代化」に重点を置き、実践に基づいたインテリジェント建設と建設管理技術を推進しています。

深セン市宝安区建設工事局が導入した3Dプリント景観広場プロジェクト、景観広場の建設現場
小さなプロジェクト、大きな意義：未来のテクノロジーと東洋の遺産の出会い

中国初の3Dプリント景観広場として、5,523平方メートルの面積は小さいように聞こえるかもしれないが、その意義は小さくない。「当地区は広東・香港・マカオ大湾区の中心軸に位置しており、景観広場は海辺の大通り沿いにあり、両側のランドマークに頼り、2つの都市をつなぐ役割を果たしています。」宝安区建設工事局の責任者は、「プロジェクトは小さいですが、意義は大きいです」と語った。

景観広場には、歩道舗装、彫刻、座席、樹木プール、花壇、擁壁などのプリント建設コンテンツが含まれています。すべての3Dプリント景観インスタレーションは「水」という全体的なコンセプトに基づいており、宝安と大空港エリアの特徴を取り入れています。地面には曲がりくねった泉、壮大で急流の滝、生命力と幸運を象徴するクローバーが横に揺れています...そこを歩くと、3Dプリント技術の未来的なテクノロジー感覚が「水」の形のデザインが持つ東洋の伝統と融合し、過去と未来を結びつけ、斬新でありながら奥深いものです。

革新的なコンセプト、先進的な建設、景観の調和、自然との融合は、宝安区建設工事局が一貫して堅持してきた建設思想です。深セン世界会議展示センターへの3Dプリント景観広場プロジェクトの導入は、デジタル変革、技術革新のコンセプト、高品質、グリーン、環境保護の要件を組み合わせる試みです。「市民の間では『パーソナライズされた』建物に対する需要がますます高まっており、3Dプリントは多様で複雑な建物の迅速かつ正確な試作、および材料費と人件費の節約において明らかな利点を示している」と宝安区建設工程局の担当者は紹介し、「このプロジェクトはデジタル変革における建設技術のデジタル化を反映している」と語った。

景観広場には、歩行者用舗装、彫刻、座席などの印刷コンテンツが含まれています。
高品質、デジタル化 - 設計から製品までワンステップ

3Dプリントコンクリート技術は、3Dプリントと特殊コンクリート分野の技術を組み合わせた新しい応用技術です。ロボットアーム、独自開発の印刷材料、ソフトウェアプラットフォーム、印刷ツールヘッドを通じて、コンクリート構造物の高度に自動化された生産を実現し、従来の建設に存在する材料損失が大きい、精製度が低い、複雑な建築形状を実現するのが難しいなどの問題を効果的に解決し、設計と建設がもはや「独りよがり」ではなくなりました。

景観広場は「水」をコンセプトに設計されており、その景観設備には多くの流線型の芸術的要素が含まれています。手作業でこれらを実現することは非常に難しく、芸術性と精度の要件を満たすことは困難です。しかし、3Dプリント技術はこれを簡単に実現できます。「これは、設計から物理的な製品までを 1 つのステップで実現するのと同じです」と Gao Yuan 氏は紹介し、「設計プロセスは最初からインテリジェントかつデジタル化されています。設計プランを当社が開発したプログラムにインポートすると、ロボットアームを iPad で操作して印刷を開始できます。理想的な状況では、1 人の作業員が操作できます」と述べました。

3Dプリント技術は、「どんなデザインでも同じものができる」という目標を実現しました。金型による一体成型は不要です。中が空洞で中身が空洞になっているデザインでも、従来の建築では実現できないデザインでも、直接「生成」することができます。必要な作業者以外に人手は必要なく、材料と労力の消費を減らしながら建築品質を確保します。

3Dプリントの景観広場の造成は、宝安区建設工程局が空港新城起業エリアで手掛けるパイプライン回廊と道路の一体化プロジェクトの一環である。「これまでは、プロジェクトを行うと、結果が期待に応えられず、精度や品質も要求に応えられず、何度もやり直さなければならず、コストが増加し、建設部門の時間が無駄になっていた」と宝安区建設工程局の担当者は語る。「3Dプリント技術の応用は、デジタル化、高品質、グリーン環境保護に対する当社の要求と非常に一致している」

インテリジェントで人間的 - アルゴリズムで生成された道路とパイプライン回廊の科学的経験

ランドスケーププラザには3つの入り口があり、曲がりくねった小道が通っています。小道のクッションは「単純な平面」ではなく、アルゴリズムによって生成された3次元の表面です。「まず、人の流れをシミュレートするために3つの入り口を入力し、人口の大部分が北側に集中していることがわかったので、人の流れの方向に合わせて2つの彫刻島を追加し、アルゴリズムが自動的にこの曲面を生成しました。」清華大学の現場責任者である高元氏は、「このようにして生成された曲面は自然に流れ、その背後にはデータロジックもあります。」と語った。

入口と出口の位置を特定し、景観構造の位置を組み合わせて広場の内部道路上の人々の流れをシミュレートし、対応するアルゴリズムを使用して道路と緑地の平面輪郭と内部線を生成することにより、テクノロジーを使用して人々にサービスを提供し、景観創造の人間化された要件を満たします。

広場の南側にあるコーラルロードには、3Dプリントされたパイプライン通路というユニークで独創的なデザインがあります。このデザインはパイプライン通路の一部をとらえ、公園全体のスタイルと一致する流線型のデザインを取り入れています。パイプライン通路には 2 つのキャビンがあり、1 つは人が通る展示通路として、もう 1 つは実際のパイプライン通路を模したパイプキャビンとして機能します。「統合パイプギャラリーとは、市内のさまざまな公共パイプを収容し、メンテナンス担当者が通行できる通路を残した地下トンネル構造を指します。」宝安区建設工事局の朱新豪氏は、「景観広場にパイプギャラリーを追加する設計は、科学の普及にも役立ち、パイプギャラリープロジェクトに対する人々の理解を深めることを期待しています。」と語った。

スマートエンジニアリング情報管理プラットフォーム: デジタル変革への3つのステップ

上空では飛行機が飛び交い、海風が吹く。朱新昊さんは3Dプリントの景観広場に立ち、携帯電話を取り出して顔認識カメラでチェックインした。「今では、工事現場を視察する際にいつでも写真や動画を撮影し、携帯電話にアップロードして情報を確認できるので、手元にある紙の資料が大幅に減りました」と朱新豪氏は言う。「私は公共事業部門で10年以上働いていますが、以前はデジタル化のレベルが高くなく、プロジェクト情報を探すのに非常に苦労しました。今では、携帯電話でいつでも写真を撮影してアップロードできます。何か問題があれば、すぐに資料を調べて原因を突き止めることができます」

宝安区建設工事局は、内部管理の効率を高めるため、工事施工の全プロセスからデータを収集し、共有型の全ライフサイクルスマート工事情報管理プラットフォーム（EIMプラットフォーム）を構築しました。現在までに、69のプロジェクト、177,960件のデータが収録されています。

エンジニアリング情報のデジタル化はデジタル変革の第一歩であり、エンジニアリング管理のデジタル化は第2歩です。 BIM技術は、エンジニアリング設計、施工、管理に使用されるデジタルツールです。建設プロジェクトのさまざまな関連情報データを基礎として、デジタル情報シミュレーションを通じて建物の実際の情報をシミュレートします。宝安区建設工事局は、BIM技術を活用して図面の詳細な設計、スマート建設現場のインテリジェント管理を実現し、政府工事建設分野にブロックチェーン技術を導入して試験運用し、工事建設のインテリジェント管理能力を強化しています。

深セン空港新城起業区のパイプライン通路と道路の一体化プロジェクトを例にとると、宝安区建設工事局はBIM技術を使用してモデルを構築し、スライディングフォーム技術の施工シミュレーションとパイプライン通路の運用と保守のシミュレーションを通じて、現場の施工担当者がプロセスを迅速に理解し、施工品質を確保し、パイプライン通路プロジェクトが将来の運用ニーズを最大限に満たすように支援しました。

さらに、宝安区建設工事局と中国建設科学技術グループは、宝安1990（図書館、文化センター、コンサートホール）のアップグレードと改修プロジェクトにおいて、スマート建設現場システムを使用してプロジェクトの定期的な建設管理を行うことを検討しました。モノのインターネット、シミュレーション、視覚化、RFIDなどの先進技術を総合的に応用することで、建設プロセスに関わる5つの主要な生産要素、すなわち「人、機械、材料、方法、環境」をリアルタイムかつ動的に監視し、建設管理レベルを効果的に向上させました。

深セン第24高校プロジェクトでは、宝安区建設工事局が中国建設科学技術が独自に開発した「壁パネル設置ロボット」も導入し、鉄骨構造のプレハブ図書館・実験棟の内外壁にALCパネルを設置した。従来の手動パネル設置と比較して、壁パネル設置ロボットを使用すると設置品質が向上し、設置プロセス全体の時間が短縮されます。同時に、プレハブ建築囲いシステム壁パネルの建設プロセスにおける労働集約度の高さ、効率の低さ、作業員の安全リスクの高さといった問題を解決しました。各チームに必要な作業員は 2 人だけですが、作業効率レベルは 2 倍に向上しました。

近年、宝安区建設工事局は、ブロックチェーン、ビッグデータ、クラウドコンピューティング、モノのインターネット、モバイルインターネットなどの先進的な情報技術手段の活用を模索し、政府工事プロジェクトの建設に統合し、建設方法の変革を加速し、政府工事管理の総合的な効率を高め、政府工事建設の高品質な発展を促進することに尽力しています。宝安区建設工事局は、「高品質＋デジタル化＋グリーン環境保護」という建設理念に基づき、「3段階」戦略に従って、政府の工事施工管理を徐々にデジタル建設へと転換している。

宝安区建設工事局は、工事情報のデジタル化から工事管理のデジタル化まで、一歩一歩、変革を重ね、建設技術のデジタル化に向けて前進してきました。 3Dプリントの風景広場は小さいながらも、科学技術革新、人文環境保護、デジタル変革など多くのシンボルを携えており、デジタル変革の勝利の歌であるだけでなく、新たな旅を始めるための警鐘でもある。

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