Turner Construction虚拟设计与建造(VDC)案例

特纳建筑公司（Turner Construction)是一家跨国施工和建筑服务公司，它拥有10,000名员工的强大团队，每年可完成1,500个项目，产值130亿美元。这家总部位于北美的公司在利用创新和新兴技术交付大型复杂项目方面享有盛誉。这些项目均由各地的虚拟设计与建造（VDC）团队创建。伦佐·迪·富里亚（Renzo di Furia）领导了其中的一个团队，作为西北地区的VDC经理，他有着十五年的建筑模型制作经验。 

伦佐（Renzo）的团队通过应用研究开发改进操作过程，专门用于参数化建模和数字预制。接下来，我们将讨论团队如何利用技术和研究来交付高影响力的项目。

Renzo，请告诉我们一些有关您自己以及如何开始进行3D建模的故事。

我最初的职业身份是个木匠，同时在华盛顿大学攻读建筑管理学位。毕业后，我在西雅图的一家大型商业承包商担任了大约五年的项目工程师。当时，该地区需要更多的项目负责人（一名确保项目质量和成功交付的现场项目经理），所以我在这个岗位上工作了15年，干过许多引人注目的项目。 

我在1999年加入特纳，担任混凝土总监，那时我们西雅图的办事处第一次开始使用自密实高性能混凝土。使用这种混凝土意味着公司可在不依赖外部承包商的情况下即可交付混凝土工程项目。 

2003年，家里添了一对双胞胎，稳定的工作时间和周末与家人在一起变得更为重要，因此，我转到去做估算工程量，结果却出乎意料地爱上了它！

左下角顺时针方向的图像显示了具体的浇筑周期。在SketchUp中创建。

在那之后不久，有个机会，公司资助我去学习和实践如何基于模型进行估算的工作流程。几年前，我在一所社区学院上过SolidWorks课程，还建立了物理模型，但后者所需的时间和资金成本阻碍了公司项目的实施。不过从管理者和估算的角度来看，虚拟建模的想法太好了，一定要坚持下去。

左图：减速带的SketchUp模型。右图：现场照片显示了特纳团队正在施工的减速带。

培训结束后，从2006年开始我使用了基于模型的估算程序，用来支持公司的自密实高性能混凝土的实施操作。第一次的成功使得往后的全部估算都开始基于模型来实现，现在这已经成为我们VDC部门的统一标准。我们设计和实施混凝土模板及钢筋、制作升降机图纸、规划场地布局，以提升物流效率和安全性，并提供木结构、钢结构加工车间和三维激光扫描仪。我们还有一个带有3D打印机和工业CNC加工车床的模型制作车间，来帮助我们预制混凝土模板。   

西雅图VDC预制车间的照片

您现在在特纳担任要职，能告诉我们关于您以及您的管理的团队的情况吗？

目前，我管理西雅图的虚拟设计和建设（VDC）团队。我们作为一个集中的团队运作，专门为总部提供所有必需的专业知识，而不再是将VDC工程师安置在各个工地。随着时间的推移，我们会逐渐将服务范围扩大到特纳的其它业务部门。现在，我们三分之一的工作用于西雅图业务部门以外的项目。

使用SketchUp绘制的特纳团队成员

作为一个团队，我们拥有超过120年的综合施工经验，团队成员由建筑师、项目工程师、木工、施工和建筑技术专家组成。从实习生到经验丰富的从业人员，从应届毕业生到具有硕士学位甚至博士学位的人才。总体而言，这是一个受过良好教育的团队，具有技术和运营背景。

您做过哪些典型的项目？

特纳派克市场项目

特纳的业务包括为从学校到体育场、住宅到商业、多层办公综合体、航空、交通、医疗和基础设施等项目提供预建、拆除、施工、再开发、抗震加固、基础设施维修和翻新服务。

渲染图展示了特纳西雅图水族馆项目的鸟瞰图

一些受关注的特纳项目有西雅图水族馆，目前正在预施工阶段，它是一个50000平方英尺的展馆，拥有一个325000加仑的水族箱，将来里面会容纳鲨鱼、鳐鱼以及其它更大的物种。

特纳西雅图水族馆项目的效果图

特纳的另一个正在建设中的标志性项目，是位于555108号的42层办公楼。它将成为西雅图郊区贝尔维尤（Bellevue）最高的建筑，拥有约100万平方英尺的可出租空间（加上停车场约150万平方英尺）。塔楼部分为钢结构混凝土核心，包括一个展馆、一个公共广场，一个临街的零售亭和五层地下停车场。

特纳在西雅图贝尔维（Bellevue）的555108号办公楼

700 Dexter Yard项目的效果图

您是如何开始一个新项目的？

我们的大多数项目都是从施工前阶段开始的，通常我们与客户签署保证最高价格合同。使用这种类型的合同，可以确保即使受物料成本或经济波动等可变因素影响，客户也不会支付超过合同价格。与参与投标相反，我们的项目大多是与老客户直接签约，因此，我们通常会在施工前就开展工作，以帮助开发和完善设计，有时这个过程可能需要一年多的时间才能正式动工。

除此之外，我们还通过创建直观的视觉内容来向我们的业务开发部门提供投标支持，这些内容清楚地表达了我们打算如何建设项目。还可以通过我们的模型制作车间，采用3D打印或激光切割模型的形式，提供更多帮助。项目中标后，下一步就是估算。

Turner估算模型的示例。从左到右：质量控制模型（SketchUp），混凝土模型（ArchiCAD）和外表面模型（SketchUp）。

为了进行估算，我们始终坚持在SketchUp中自己创建3D模型，以把控模型质量，利用SketchUp绘制并计算出所需的建筑面积、材料面积和体积。接下来，我们会在ArchiCAD中创建详细的具体模型，并考虑自密实高性能混凝土的实施过程。最后，我们在SketchUp中创建了一个专门用于土方计算的外表面模型。

如今，许多从业人员仍在使用2D做物流计划。

除此之外，我们还使用SketchUp研究施工工序和其它施工图纸，并摸索出了一套3D物流规划流程。即使在现在，仍然有许多从业人员还停留在使用2D的方式进行物流计划。

特纳700 Dexter项目的建设物流流程。

我们不仅要列出数据，还希望通过多维度讲述一个故事，并使客户沉浸在我们的解决方案之中。

SketchUp使我们能够以3D的方式更加直观地讲故事。这也确保了设计师在提出有效的解决方案时投入更多的思考。

通过技术特纳提高了哪些工艺效率？

我们一直专注于改进我们的过程而不是纯粹累积技术，尤其是在摸索使用建筑公差建模法来改善现有工作流程的新机会时。为了实现可重复、可预测和可扩展的实施，我们已经意识到，改进必须是熟悉的、易于理解的并且与现有实践兼容。通过采用一种科学的方法，在这种方法中，实践和测量结果比假设更重要，我们已经避免了意想不到的负面后果。  

尽管我们使用了许多3D软件程序，但我们的工作流程使用SketchUp进行了50％以上的全部建模任务。 

SketchUp的能力让我们可以进行详细的施工预计划，减少现场误差，从而帮助我们消除了浪费，同时提高了产量、质量、安全性和客户满意度。

Turner的Waverly项目效果图

Trimble还有哪些其它产品有助于您的工作流程？

我们的技术应用非常广泛，包括了Trimble的软件和硬件。最近我们购买了TX8扫描仪进行3D激光扫描，并使用TrimbleRealWorks进行点云处理和分析。我们依靠Trimble BIM放样机器人进行基于模型的现场放样。 

Trimble的T是我们所有钢筋和混凝土图纸建模的首选。它使我们能够对复杂的安装顺序进行详细的可实施性计划，而这一过程在行业中并不总是预先计划好的。

这样做可以减少大量的浪费和错误，并帮助我们提高施工过程的效率。 

从左上方顺时针方向：1.在Trimble的T软件中创建的Capital Hill轻轨站的钢筋模型  2.首都山轻轨站施工现场  3. 425 Fairview的基础模型

钢筋建模的另一个好处是，我们可以将建筑部件划分为卡车的运输负荷。这能帮助我们对施工现场物流交付进行严格控制，并提高项目效率。 

整体Trimble解决方案的另一个好处是，我们可以将T钢筋模型无缝导出到SketchUp中，以预先计划场地桩基的安装位置，从而使我们的设计解决方案更易于非专业人员使用。我们将SketchUp模型组织成多个层，利用场景和纹理材质来区分施工阶段，并与材料制造商充分合作，以确定具体的建造和捆绑交付过程。

根据您的观察，在过去的几十年中，新技术如何改变了建筑业？

新技术的采用对消除浪费和提高生产力产生了深远的影响，但也可能导致意想不到的负面后果。新技术的激增和发展导致收集和生成的数据量呈指数增长。现在，以往简单的任务反而变得更加复杂，因此建筑行业需要更多技术熟练的人员来管理和解释这些数据。话虽如此，我们能够设想、设计和建造三四十年前根本无法想象的建筑。

您预计该行业的未来趋势是什么？技术能否推动建筑业的更大增长？

数字预制和建筑机器人技术的使用这两个领域，将获得大量的采用，增长最快。这些技术在很大程度上依赖于复杂的模型构建和模型协调能力，因此，我将很高兴观望它会往哪个方向发展。我有信心，我们将创造更好的工作环境，并挽回失去的工艺。为了确保成功，该行业将需要做得更好，为对技术和建筑感兴趣的年轻专业人员提供有吸引力的职业机会。

关于特纳

特纳建筑公司由亨利·C·特纳（Henry C. Turner）于1902年创建，并在世纪之交率先使用钢筋混凝土来建造更安全、更坚固和更高效的建筑。如今，特纳采用了一套创新方法，该方法可以鼓励其员工的独创性来推动技术突破，并为客户和合作伙伴带来新的价值。特纳建筑公司的办公室位于纽约市。

关于作者

Sumele为SketchUp博客贡献了以架构和性能为重点的内容。当她不写作或练习建筑时，可以发现她在唱歌，在大雨中做饭或把头埋在书中。

感谢肖万涛老师帮助翻译工作。