六合传说

以工業化築基用資訊化賦能 推動建築業智慧轉型

发布时间:2021-08-09

  “與先進製造業相比,建築業主要依賴資源要素投入和大規模投資拉動發展,勞動密集特徵明顯,資源消耗大、科技創新能力不足等問題突出。特別是今年受新冠肺炎疫情影響,建築業傳統建造方式受到較大衝擊,粗放型的發展模式難以為繼。”10月12日,中國建築集團有限公司(以下簡稱中建集團)技術中心執行董事黃剛對科技日報記者表示,面對內外部發展形勢的倒逼,中國建造向以工業化、資訊化、智慧化為基礎的綠色建造轉型,已成為必然。

  近日,住房和城鄉建設部等9部門聯合印發《關於推動智慧建造與建築工業化協同發展的指導意見》(以下簡稱《指導意見》),旨在推進建築工業化、數字化、智慧化升級,加快建造方式轉變,推動建築業高品質發展,打造具有國際競爭力的“中國建造”品牌。

  《指導意見》的出臺為今後一個時期內指導建築業轉型升級、高品質發展明確了路徑,描繪了藍圖。

  建築業佔國內生産總值的16%,對國民經濟影響很大。“我國是建造大國,建築業創造了諸多世界第一,同時也面臨著産品性能欠佳、資源浪費巨大、安全問題突出、環境污染嚴重、生産效益低下等問題。”中國工程院院士丁烈雲説。

  “現場澆(砌)築的方式導致資源能源利用效率低,建築垃圾排放量大,揚塵和噪聲環境污染嚴重,工程品質和安全沒有保障。”住房和城鄉建設部科技與産業化發展中心副主任文林峰説,就建材消耗而言,建築業用量最大的鋼材、水泥都是高耗能産品,我國鋼材、水泥生産總量多年處於世界第一,並且建材迴圈使用比例很低。傳統建房過程易産生安全隱患,用材及使用時間都不易精確監控。

  今年3月7日,福建省泉州市鯉城區常泰街道南環路欣佳酒店發生樓體坍塌。據公開資料,該坍塌建築建設于2013年,主體7層,為鋼結構建築物。在分析樓體坍塌原因時,有建築領域的專家猜測,或是超載或損傷導致鋼柱失穩從而引起連鎖反應;也有人分析認為是改建(或裝修)增加建築荷載導致的坍塌。

  業內人士認為,按照此次《指導意見》提出的建築工業化發展,採用標準模組建材以及主體大空間可變結合裝配化裝修技術,再運用物聯網、大數據等新科技,不斷創新安全管理、培訓和檢測診斷技術,就能實現施工安全“零事故”,最大限度避免欣佳酒店樓體坍塌事故的重演。

  裝配式建築,可以像搭積木一樣蓋房子。“發展裝配式建築是建造方式的重大變革,有利於促進建築業與資訊化工業化深度融合。因其提高品質、縮短工期、節約能源、減少能耗、綠色環保等優勢特徵,裝配式建築受到行業青睞。但裝配式建築並非預製部品部件的簡單堆疊,而是從生産到施工都有嚴格的技術與工藝要求。”黃剛説。

  “裝配式裝修的地板是架空的,把傳統的水管、電管通過架空的空間進行預留預埋,後期如果發現哪個位置的水管或者電管有品質問題,局部維保非常便捷便利。”北京一家建築公司項目負責人丁維説,《指導意見》對設計有專門的表述,即“完善設計選型標準,實施建築平面、立面、構件和部品部件、介面標準化設計,推廣少規格、多組合設計方法,以學校、醫院、辦公樓、酒店、住宅等為重點,強化設計引領,推廣裝配式建築體系”,這樣一來,今後房建有了統一標準,不僅使用後少維修,而且即使維修也將更便捷。

  我國裝配式建築發展方興未艾。“十三五”以來,中建集團共牽頭裝配式建築相關國家重點研發計劃項目4項,公司自主立項課題32項,內容涵蓋裝配式建築的設計施工方法、新型裝配式建築結構體系以及新型裝配式建築高效施工等。“在2020年建設火神山、雷神山醫院過程中,為了同時間賽跑,中建集團創新採用分階段逆向設計、現代物流優化、模組化施工、快速驗收等組合技術,形成設計、施工、物流與工藝優化高度融合的應急醫院一體化建造技術,實現了極限工期下應急醫院快速建造、快速交付。”黃剛説。

  研究數據表明,裝配式混凝土建設項目在施工過程中相比傳統方式可減少建築垃圾排放70%,節約木材60%,節約水泥砂漿55%,減少水資源消耗25%。

  《指導意見》提出:“要提升資訊化水準,積極應用自主可控的建築資訊建模(BIM)技術,加快構建數字設計基礎平臺和整合系統,實現設計、工藝、製造協同。加快部品部件生産數字化、智慧化升級,推廣應用數字化技術、系統整合技術、智慧化裝備和建築機器人,實現少人甚至無人工廠。”

  “實現智慧建造的路徑要以工業化築基,用資訊化賦能,推動建造過程數字化、網路化、可視化、自動化、智慧化。”中建集團科技與設計管理部總經理李琦説。

  北京亦莊京東總部二期項目是中建集團建成的全國首個5G智慧工地。中控室大屏上,5G實名制雙防監管系統、5G可移動建築職業健康分析系統、5G雙360度空間立體實時監控系統等十大應用場景十分清晰。

  “這個5G智慧工地的架構充分發揮5G技術大頻寬、低時延、廣連接的優勢,搭載AI、大視頻、BIM、區塊鏈、物聯網等多种先進技術能力,將品質、安全、進度、成本作為四大核心驅動引擎,實現了‘一通、多能、四驅動’理念。”李琦説,中建集團自主開發的土木工程安全測控平臺,成為智慧施工的核心産品之一,整合應用了先進的分佈計算技術和物聯網、雲計算、大數據等,實現了數據自動採集、智慧分析、超限報警等,已在中國尊等幾十個大型工程成功應用。

  此次《指導意見》還強調,要加強智慧建造及建築工業化應用場景建設,發揮龍頭企業示範引領作用,定期發佈成熟技術目錄,並在基礎條件較好、需求迫切的地區,率先推廣應用。

  對此,業內專家表示,要以加強示範應用為重點,提升智慧建造與建築工業化協同發展整體水準。探索適合我國國情的智慧建造與建築工業化協同發展路徑和模式,但這個過程技術含量高、創新性強、工作難度大,需要充分調動企業和地方的積極性,組織開展試點示範,建設應用場景,推廣成熟技術,打造一批可複製、能推廣的樣板工程,帶動工作全方位推進。

  此外,《指導意見》還提出,要探索具備人機協調、自然交互、自主學習功能的建築機器人批量應用,以工廠生産和施工現場關鍵環節為重點,加強建築機器人應用。

  專家表示,加大建築機器人研發應用,有效替代人工,進行安全、高效、精確的建築部品部件生産和施工作業,已經成為全球建築業的關注熱點。建築機器人應用前景廣闊、市場巨大。目前,我國在通用施工機械和架橋機、造樓機等智慧化施工裝備研發應用方面取得了顯著進展,但在構配件生産、現場施工等方面,建築機器人應用尚處於起步階段,還沒有實現大規模應用。因此,應積極推廣應用建築機器人,促進建築業提質增效。

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