6月19日,由住房和城乡建设部建筑杂志社主办的“第十届美丽中国总论坛暨住房和城乡建设高质量发展大会”在中国城博会主会场举行。来自全国住房和城乡建设领域的主管部门领导、专家学者、优秀企业家和学会协会领导等相聚一堂,聚焦绿色低碳发展、新型建筑工业化、城市更新、智能建造等行业发展热点问题,交流分享创新成果,总结实践经验,探讨发展趋势,为行业转型升级和高质量发展贡献智慧和力量。住房和城乡建设部建筑杂志社全媒体现编发部分专家、企业家的演讲要点,以飨读者。 中建科技集团有限公司副总工程师、 中建科技研究院院长 智能建造的实现路径有哪些?我认为,首先,数字设计是智能建造的基础,其目标是定义完整的建筑产品,并将其用作房屋建造过程中的唯一依据;其次,适合于数字化和智能制造的工业化建筑产品,是智能建造的必要载体;再次,智慧工地是智能建造的“总装车间”;最后,通过数字化集成平台,将设计、采购、施工、调试等阶段产生的数据提交给运营管理者的交付方式,是实现智慧维保的基础。在此,我将以中建科技集团研发的4种装配式建筑产品为例来讲解集团在智能建造方面进行的相关探索及成效。 创新技术研究与应用 免模叠合剪力墙住宅产品 叠合墙和装配式剪力墙存在现浇+预制混杂、效率低、无法实现免抹灰、外墙无法全装配等共性关键技术问题,为此集团通过技术优化,实现了建筑外墙和主要内墙的全装配化目标。双面叠合剪力墙结构的装配方案采用现浇核心筒+双皮墙+全预制围护外墙的方案,预制构件包括户内预制叠合梁、预制叠合板、预制围护墙(一端带边缘构件)、叠合阳台、预制围护墙(一端带边缘构件)和双皮墙等。 基于全免外模双皮墙结构,集团对住宅建筑结构、电气、给排水和暖通4大系统进行了集成设计,可系统性解决各专业协同、标准化等相关技术难题,并以产品为目标提出整体解决方案。该产品具备以下技术优势:一是外墙结构、围护、装饰一体化,大跨度预应力叠合楼板实现户内无梁无柱,空间方正灵活;二是外墙全预制全免外模,大型一体化构件可减少吊次,竖向钢筋单排机械连接简单可靠,建造效率提升20%;三是综合建造成本不高于同类型现浇混凝土剪力墙结构建筑住宅;四是全面应用智能设计、智能生产(叠合墙)技术。该产品已在白云机场三期扩建工程周边临空经济产业园区基础设施建设三期工程(方石安置区)中成功应用。 白云机场三期扩建工程周边临空经济产业园区基础设施建设三期工程(方石安置区) 装配式学校产品 集团以高效、干式连接框架结构为骨架,集成一体化高性能外墙、叠合隔声楼板等,形成高效高品质的标准化学校产品,其结构技术体系为装配式钢和混凝土组合框架结构。该产品具备以下技术优势:一是空间大,布置灵活,无次梁,免支撑免模板施工;二是梁柱连接干式作业,施工快捷便利;三是统一梁、柱截面规格,多个项目重复利用模具,成本低等。 此外,集团对梁柱干式连接节点构造也进行了研究,提出了两个方案:一是采用全螺栓连接、可控塑性铰、可更换耗能组件,彻底改变了现有组合结构梁柱连接节点构造,适用于抗震控制;二是采用栓焊混接刚性节点,可实现梁柱全干式连接,刚度大,加工和安装便捷,适用于抗风控制。在产品研发基础上,集团编制了《高品质装配式学校建筑产品手册》《高品质装配式学校建筑产品关键部品部件选用手册》,并将产品成功应用于深圳市坪山区三校EPC工程总承包(国内首栋钢和混凝土组合的装配式建筑)、深圳市实验学校龙岗校区等项目中。 深圳市坪山区三校 EPC 工程总承包项目 摩天工厂 摩天工厂是国内各种工业园区建造需求较大的一类产品,其要求空间高、荷载大、柔性可变、运行安全可靠、成本经济等。主体结构的预制构件种类由预应力空心板、预制阳台、ALC条板、预应力叠合板、钢梁、钢柱、预制楼梯、预制外墙等构成,相较传统建造方式,可节省工期9个月,用工量减少约40%,水、电节省20%,模板、垃圾量降低20%,应用效果受到同行的高度评价。该产品已在深圳坪山新能源汽车产业园区项目(全国首个全装配式“摩天工厂”)、坪山生物医药产业加速器园区项目、深港生物医药产业园项目(华南片区首个采用装配整体式框架-剪力墙结构的装配式摩天工厂)中推广应用。 坪山新能源汽车产业园区项目 集成模块 集团研发了SMC建筑产品谱系,基于3种结构体系(主次结构、叠箱框架混合结构、叠箱结构)搭配2种产品(冷弯薄壁轻钢集成模块、热轧型钢框架集成模块),可以提供满足4种功能(人居、设施、公建、特需)各种建筑产品的模块化建造方式。该产品已在上海市浦东新区曹路中心镇区D1E-11地块中应用,打造了17号楼近零能耗建筑。项目采用被动式高效围护结构设计、高效用能设备及可再生能源系统,建筑本体节能率42.73%、综合节能率112.41%、可再生能源利用率121.83%,达到《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350-2019)中零能耗建筑能效指标要求。 智能化生产、装配式建造助力质量、效率“双提升” 基于装配式建筑产品的研发与应用,我认为适合于数字化和智能制造的工业化建筑产品,是实现智能建造的必要载体;采用构件部件拼装,或采用集成模块拼装的装配式建筑,是工业化建筑的主要形式。 面向标准化程度较高的建筑形式,包括住宅、工厂、学校等,集团研发了具有更高集成度、更高工业化水平的建筑产品。同时,与建筑产品相对应,集团还研发了各类构件、部件、模块的生产线,形成了产品+产线的应用模式。通过智能化生产、装配式建造,实现质量和效率的提升,通过标准化设计、部品部件集成、打造供应链等方式控制了整体成本。
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