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China Construction Eighth Engineering Division

Construtores de arranha-céus e um desafio nas alturas de Tianjin

The Future of Making Things

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Vídeo gentilmente cedido pela China Construction Eighth Engineering Division

Ferramentas BIM avançadas e a construção industrializada estão revolucionando a construção de arranha-céus

A China Construction Eighth Engineering Division (CCEED) já construiu alguns dos maiores e mais complexos arranha-céus sustentáveis do mundo. No Tianjin Chow Tai Fook Financial Center, a empresa aplicou recursos de Modelagem de informação da construção (BIM, Building Information Modeling), pré-fabricação e processos de construção industrializada para construir um ícone: um "super" arranha-céu com 103 andares que cumpre as normas da certificação LEED Ouro. A abordagem da empresa é pioneira, com uma forma mais eficiente, precisa e colaborativa de projetar e construir prédios extremamente altos.

A construção de arranha-céus repensada

Parte do maior conglomerado da área de construção da China e líder no segmento de construção sustentável, a China Construction Eighth Engineering Division foi fundada em 1952 para prestar serviços de construção na República Popular da China e em outros países. A unidade de arranha-céus da CCEED, liderada por Su Yawu, já tem no currículo 30 prédios em todo o mundo, 20 dos quais estão em construção.

Veterano da indústria de construção, Su trabalha com arranha-céus há cerca de 20 anos. Desde o início, ele percebeu que seria muito difícil controlar o processo de construção de arranha-céus com os métodos tradicionais, que envolviam uma mistura desconectada de arquivos Excel, outros de modelo e ferramentas de planejamento de projeto. “Foi altamente desafiador, e a prática me ensinou muito”, conta ele. “Decidi aprender todas as tecnologias possíveis relacionadas a arranha-céus." Hoje, ele aplica sua experiência, que inclui dois arranha-céus com mais de 300 metros de altura construídos em vidro, à supervisão de alguns dos maiores e mais inovadores projetos de construção de arranha-céus da Ásia.

Su Yawu, gerente responsável pelo projeto da Tianjin Chow Tai Fook Tower, analisa uma digitalização a laser feita no canteiro de obras. Foto gentilmente cedida pela China Construction Eighth Engineering Division.

Uma referência de perfil exclusiva em arranha-céus multifuncionais

O maior projeto da CCEED até hoje é o Tianjin Chow Tai Fook Financial Center, um arranha-céu com 530 metros de altura e 103 andares localizado em Tianjin, metrópole à beira mar no norte da China. Este é o primeiro arranha-céu da empresa com altura superior a 500 metros, mas o tamanho da construção não foi o único desafio. O projeto exclusivo da torre tem formato ondulado, com linhas torcidas e curvas. “Ultimamente tornou-se comum o uso de linhas curvas em fachadas de arranha-céus, com as paredes cortina integradas à estrutura da construção", explica Su. “Mas, no Tianjin CTF, não estamos falando de paredes cortina, mas da própria estrutura interna.”

A torre também precisava acomodar em seus 390.000 m2 usos totalmente diversificados, como lojas, escritórios, 300 apartamentos de luxo e um hotel cinco estrelas com 350 quartos. Isso exigiu “mais de 100 diferentes tipos de sistemas elétricos, mecânicos e de tubulação, todos combinados sem qualquer modificação”, diz ele. Além de altura e da complexidade, o projeto do Tianjin CTF Financial Center também tinha a meta de cumprir os padrões da certificação global LEED Gold para construções sustentáveis.

  • A estrutura do Tianjin Chow Tai Fook Financial Center tem forma cônica, aerodinâmica, e sua forma curva foi projetada para reduzir as cargas de vento e maximizar a eficiência estrutural.

  • Ao contrário das linhas retas da maioria dos arranha-céus, a estrutura interna do Tianjin CTF é curva, formada por oito pilares inclinados que aumentam a estabilidade sísmica.

  • Os componentes de aço estrutural foram fabricados, medidos com scanners a laser e comparados aos modelos BIM, para garantir a precisão.

  • Como os componentes de aço pré-fabricados eram grandes demais para ser montados na fábrica, essa montagem e a instalação aconteceram no canteiro de obras.

  • Os componentes foram identificados com códigos QR e rastreados da fábrica à instalação, parte dos processos de manufatura avançada usados no projeto.

  • Os membros da equipe lançavam drones que capturavam diariamente dados fotográficos do canteiro de obras. Assim, podiam comparar o andamento ao cronograma e atualizar o modelo BIM.

Fotos gentilmente cedidas pela China Construction Eighth Engineering Division

Gestão da complexidade com modelos BIM

A CCEED iniciou a pré-construção da Tianjin Tower em 2014, reunindo uma equipe interdisciplinar de BIM para trabalhar com um grupo global de projetistas e com construtoras chinesas. A equipe criou 1.000 modelos BIM com 185.000 componentes. Usando o Revit, eles modelaram painéis de alvenaria, paredes divisórias, eixos de tubulações, portas, compartimentos de equipamentos e outras montagens. Ajustaram dezenas de milhares de layouts para acomodar sistemas MEP usando o Navisworks. Com o Dynamo (Inglês), geraram modelos de projeto paramétrico para a parede cortina. Produziram 40.000 desenhos de construção para fabricação usando o AutoCAD.

Para gerenciar o enorme volume de dados BIM, a CCEED desenvolveu sua plataforma patenteada “EBIM”, acessível na nuvem, para otimizar o modelo BIM e torná-lo acessível em dispositivos móveis. Assim, a equipe de construção podia atualizar o modelo no local da obra em tempo real, com dados obtidos por scanners a laser e drones, e usar recursos de robótica para posicionar suportes de tubulações e instalar com precisão. Os modelos BIM também foram usados para criar experiências de realidade virtual em simulações de projeto e treinamento de segurança do trabalho.

A equipe de 100 membros da CCEED renderizou o projeto do Tianjin Chow Tai Fook Financial Center com 1.000 modelos BIM, permitindo que projetistas nos Estados Unidos, no Reino Unido, em Hong Kong e em outros países colaborassem com as construtoras chinesas. Foto gentilmente cedida pela China Construction Eighth Engineering Division.

A conquista da precisão com manufatura avançada

A construção da torre exigiu um número imenso de componentes complexos fabricados segundo especificações precisas. Para isso, a CCEED usou tecnologias avançadas de manufatura e automação de construção. “Apesar de este ser um processo muito complexo, quisemos usar uma abordagem de industrialização na construção do Tianjin CTF Financial Center", explica Su. “Essa forma de gestão nos permite concluir o projeto com maior precisão.”

Usando o Inventor e outros softwares de projeto mecânico, a equipe de BIM da CCEED criou modelos e listas de montagem para a produção das peças que compõem a parede cortina, montagens de aço estrutural, dutos e outros componentes. Na fábrica, os dados dos modelos foram transmitidos a ferramentas de maquinaria CNC para a manufatura automática dos componentes segundo especificações precisas. Cada componente foi identificado com um código QR, para integrar as informações de todas as peças ao modelo BIM e rastreá-las da fábrica à instalação. Para garantir a combinação perfeita desses componentes estruturais gigantescos na fase de montagem no canteiro de obras, eles foram digitalizadas na fábrica com um scanner 3D a laser para a geração de modelos com o software ReCap (Inglês). Estes modelos eram analisados, para detectar qualquer desvio das especificações originais, e o modelo BIM era atualizado.

Os gigantescos pilares estruturais curvos da torre foram fabricados segundo especificações precisas e transportados para montagem no canteiro de obras. Foto gentilmente cedida pela China Construction Eighth Engineering Division.

Sustentabilidade desde o início

Localizado na cidade de Tianjin, no bairro de Binhai, o Tianjin Chow Tai Fook Financial Center é referência em termos de projeto. Ele integra um importante plano de renovação de desenvolvimento que visa a transformar uma antiga área industrial em um centro comercial e financeiro global. O bairro de Binhai é multifuncional e foi desenvolvido como modelo de projeto sustentável, com normas de construção de alto desempenho, transporte público acessível, uma malha de energia eficiente e um sistema sustentável de gerenciamento de águas.

Para cumprir e ir além das diretrizes para este ambiente urbano sustentável, a equipe de projeto trabalhou desde o início do projeto visando à certificação LEED Gold. Eles usaram processos de construção ecologicamente corretos e implementaram elementos de projeto sustentável, que incluem uma fachada de alto desempenho que reduz os requisitos de aquecimento e resfriamento e, ao mesmo tempo, maximiza a luz solar e a visibilidade. Usando modelos BIM para fabricar componentes e prever possíveis conflitos com precisão, a CCEED reduziu significativamente o desperdício durante a construção. A equipe também preservou recursos usando materiais leves em toda a torre, inclusive nos mais de 2.000 tipos de itens decorativos usados no hotel de luxo.

O projeto do Tianjin Chow Tai Fook Financial Center integra um esforço de desenvolvimento sustentável desenvolvido em Binhai, bairro da metrópole costeira de Tianjin. Foto gentilmente cedida pela China Construction Eighth Engineering Division.

Um novo padrão de arranha-céu para o futuro

A conclusão do Tianjin CTF Financial Center está prevista para o final de 2018 e ele deve entrar em operação em outubro de 2019, 10 a 12 meses após a inspeção governamental. O projeto já estabeleceu altos padrões para futuros projetos de arranha-céus, e foi o vencedor do prêmio Autodesk AEC Excellence Award, edição 2017 (Inglês), na categoria construção.

Concluído o projeto, a CCEED entregará o modelo BIM final ao proprietário do empreendimento, com informações no padrão BIM LOD 500 (Level of Development 500) (Inglês). O modelo LOD 500 possui dados abrangentes e exatos sobre a construção da torre, com detalhes como a localização de peças e seus números de modelo. “Assim, o modelo BIM pode ser usado não só no processo de construção, mas em todo o ciclo de vida do empreendimento", diz Su. O processo de construção industrializada e com foco em BIM usado no Tianjin Chow Tai Fook Financial Center mudou totalmente a abordagem da CCEED para seus projetos de arranha-céus. A empresa está aplicando a experiência obtida com o Tianjin CTF em novos projetos, como um arranha-céu com 111 andares em Jacarta, Indonésia.

"Antes deste trabalho, o projeto, a construção e a aquisição de materiais eram feitos de uma forma. Agora, eles se combinam em uma plataforma BIM, totalmente coordenados e colaborativos entre si."

Su Yawu, Gerente de projetos, China Construction Eighth Engineering Division

Em todo o planeta, a construção está mudando

Com olhos no futuro das tendências no setor de construção, Su acredita que automação da construção e o BIM conectado são o próximo movimento da inovação. O BIM conectado (Inglês) integra novas formas de captura de dados de projeto, usando o poder da nuvem para captar novas ideias em todos os processos envolvidos no projeto, na construção e nas operações. Ele também prevê o aprimoramento dos recursos BIM com sistemas de informações geográficas (GIS, geographic information systems) capazes de fornecer dados de localização em tempo real aos modelos BIM. "Nós já empregamos algumas das mais recentes tecnologias de GIS no Tianjin Chow Tai Fook Financial Center", diz Su. "O que estamos fazendo agora é a base para a implementação futura dessas tendências tecnológicas.

O Tianjin CTF Financial Center é apenas o primeiro de vários arranha-céus ainda maiores e mais complexos: ele está ajudando Su e toda a sua equipe a lançar os fundamentos do primeiro empreendimento com um quilômetro de altura, a ser construído na China. “Esta abordagem vai mudar a forma como as pessoas constroem prédios comuns e arranha-céus, na China e em todo o mundo" afirma Su. Com um arranha-céu de cada vez e usando tecnologias avançadas de BIM, pré-fabricação e automação, a CCEED está transformando definitivamente a construção de prédios em todo o mundo.

Os modelos BIM detalhados para o Tianjin CTF Financial Center não só apoiam processos de automação da construção para agilizar o trabalho, como também serão usados pós-construção, em tarefas de manutenção e operacionais. Imagem gentilmente cedida pela China Construction Eighth Engineering Division.

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