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副会长单位丨发展装配式建筑,中建集团N种“招式”培育中国建造新动能
作者:金沙城娱乐场官网平台 时间:2020-09-04 来源: 中国建筑 分享:


副会长单位丨发展装配式建筑,中建集团N种“招式”

培育中国建造新动能



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      装配式建筑,一场建筑业的技术革新。


      “像搭积木一样盖房子”是对这一建造方式的生动描述。因其提高质量、缩短工期、节约能源、减少能耗、绿色环保等优势特征,装配式建筑受到行业青睐。但装配式建筑并非预制部品部件的简单堆叠,而是从生产到施工都有严格的技术与工艺要求。


      我会副会长中国建筑股份有限公司(以下简称“中国建筑”)将绿色建造、智慧建造和建筑工业化作为集团建造技术三大发展方向,装配式建筑则是建筑工业化的一种有效路径得到了深入研究及广泛应用。“十三五”以来,中建集团共牵头装配式建筑相关国家重点研发计划项目4项,公司自主立项课题32项,内容涵盖装配式建筑的设计施工方法、新型装配式建筑结构体系以及新型装配式建筑高效施工等,培养了大批专业人才,形成了公司可贯穿装配式建筑生命期的全产业服务能力,引领建筑产业由“建造”向“智造”升级。


中国速度


开创建造新纪录


      建一座医院需要多久?装配式建筑刷新了行业新纪录。


      占地面积7万平方米、建筑面积3.4万平方米、床位1000张的火神山医院仅用10天建成;占地面积22万平方米、建筑面积7.99万平方米、床位1600张的雷神山医院仅用12天建成。两所医院完工速度之快赢得了海内外一片赞叹。


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▲建成后的火神山医院


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▲建成后的雷神山医院


      “早一分钟建成,就能早一分钟收治患者。”为了同时间赛跑,中国建筑创新采用分阶段逆向设计、现代物流优化、模块化施工、快速验收等组合技术,形成设计、施工、物流与工艺优化高度融合的应急医院一体化建造技术,实现了极限工期下应急医院快速建造、快速交付。


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▲深圳市第三人民医院二期工程应急院区项目通过应用模块化快速建造技术,从1月31日团队跑步进场到2月19日项目完工,仅用20天时间高质量、高水平建成千张床位的院区。


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▲项目采用基础模数化设计(上图)、“疫平结合”一体化集约设计(下图)等技术,对整体建筑功能进行分解、归并,确定基础功能单元;同时结合快速建造要求,以基础模数为最小单元,采用组合拼装的方式完成整体设计。


      远在一千多公里外的深圳市第三人民医院二期工程应急院区项目同样采用装配式建造方式。承建这所医院的中建科工将房屋的拼装、安装、综合管道支架体系进行模块化集成,实现双层房屋的快速建造,提高房屋的功能集成度;将机电设计要点进行集成和拓展,既实现传染病应急院区负压要求保证工程质量,又显著缩短工期,保障了整个项目的快速建造。近万人日夜奋战二十天,建成可容纳千张病床的应急院区,体现了新时代的深圳速度。


7.webp.jpg▲武汉沌口片区六村综合改造项目采用装配式建筑的方式建设,项目规划总建筑面积约80.3万平方米,共29栋住宅,合同额暂定20.52亿元。建成后将有5681户居民在此安家落户。


      装配式建筑开启“加速度”,不止于应急医院建设。


      节约近1/5工期,是中建三局承建的武汉沌口片区六村综合改造项目用装配式技术创造出的同类项目新速度。为了建设这个湖北省最大装配式还建房示范项目,中建三局先在工厂把梁、墙板、叠合楼板、楼梯、阳台等“零部件”生产好,然后运送到工地现场,像搭积木一样拼装起来。施工现场采用“吊一面墙,验一面墙,灌一面墙”流水作业,引进爬升式施工平台用于安全防护及外立面施工,应用BIM技术有效规避返工风险,实现“三天建成一层楼”的装配式建筑新速度。

      

      一个个新速度的背后,是中国建筑对装配式技术从未停下的创新脚步,用坚实的技术累积不断刷新“中国速度”。


中国智造


引领数字化转型


      将信息化技术和工厂化生产融为一体,中国建筑把数字化发展理念嵌入全产业链,用中国智造高质量提升中国建造。以标准化生产确保构件品质、提升制造效率,以定制化设计满足个性需求、拓宽行业边界。


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▲中建科技(深汕特别合作区)有限公司(进口)配套钢筋生产线,可与BIM系统无缝衔接,实现构建信息全过程可追溯。


      智能生产线是智能建造的基础。中建科技采用的自动化预制构件生产线,真正实现了从预制构件生产至工程交付全过程的数字化建造。在生产车间,只需将项目BIM模型数据导入生产管理系统,便可对构件二维码数据识别转化成构件生产信息,分类传递给对应生产线排产,实现高效自动化生产。在项目现场,构件信息可进行全过程追溯,提高工程整体管理效率。项目交付时,能够通过虚拟现实技术展示实体空间,并提供全景建筑使用说明书、全景物业管理导航等服务,让后期运营更加轻松便捷。


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全自动切割机


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焊接机器人


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搬运机器人


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程控行车


▲中建科工建筑钢结构智能制造生产线通过对建筑钢结构制造全工序智能化设备、基于智能控制集成技术的一体化工作站的研发,大幅提升了钢结构制造效率;通过对“无人”切割下料、机器人高效焊接、物流仓储过程定向分拣、自动搬运、立体存储等钢结构制造新工艺新技术的研发,推进了建筑钢结构制造自动化进程。


      在广东惠州,中建科工打造了全国首条建筑钢结构智能制造生产线。该生产线引入6轴机器人等智能装备,应用自动寻边、自动加工、离线编程、焊缝跟踪等关键技术创新成果,自动完成构件切割、搬运、焊接等核心工序。车间智能物流系统与智能化集成系统的开发应用,让工序衔接更加高效、智能、互通,实现“无人化”生产。


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智慧工厂管理平台


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智能下料中央控制室


▲围绕智慧工厂的数据采集、传输及处理,中建科工开发了智能下料集成系统、能像系统、焊机群控系统等一系列生产管控系统,实现了建筑钢结构智能化制造全过程的数据采集、分析及反馈。


      从前端生产到后台管控,中建科工设计并搭建了首个面向钢结构制造工业互联网大数据分析与应用平台,解决了智能装备之间、智能装备与产品之间、智能装备与制造系统之间的互联互通及互操作难题,实现了建筑钢结构制造全链条的数字化管控。


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▲青岛海天大酒店宴会厅施工面积2250平方米,属于青岛市最大的室内宴会厅。安装过程中,项目采用吊装方式加上剪刀车配合施工,避免了搭设满堂脚手架施工的方式,将预安装钢梁通过吊装,进行垂直提升,通过钢架栓接、检修马道栓接、天花饰面安装完成宴会厅天花装配式施工。


      个性化加工设计是智能建造的独特优势。6月20日,青岛第一高楼海天中心正式亮相。在建设高达11米的超高宴会厅时,面对502间客房包含的9种户型格局,中建装饰一改传统施工方法,采用集成化装配式施工工艺,对10种部件进行定尺加工,施工方法“干净利索”。在2019年第四届全国建筑装饰行业科技创新大会上,该项目作为“超级工程”承办了千人观摩会,获频频点赞。


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▲2019年11月29日上午,第四届全国建筑装饰行业科技创新大会暨超级工程观摩会在青岛海天项目举办,装饰行业的千余名精英齐聚于此,通过屏幕上演示的BIM技术动画观摩装配式建造工艺的科技力量与创新智慧。


      设计标准化、预制工厂化、施工装配化、管理信息化、运维智慧化,中国建筑采用装配式建造工艺以标准化的阶段性产品建造非标准化的最终建筑,重塑人们关于装配式建筑的想象。


中国工艺


破解现场施工难题


      相较于传统建筑形式,装配式建筑现场施工量极大减少,主要为预制构件的安装连接,位置精准、连接牢固成为装配式建筑的质量保障。在施工现场,中国建筑的建设者们以娴熟的现场深化设计克服尺寸偏差,以创新的技术应用突破环境限制,以精益的工匠精神准确控制安装误差。


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▲在“两山”医院进行箱式房安装时,项目部把拼装吊装时间计算至极致,在场外用极短时间对全国发来的各类箱式房进行拼装改装,同步进行内部设备安装并编码,提前布置吊机点位,根据现场需要有序组织进场,仅用72小时就将1832个箱式房安装到位。


      在“两山”医院建设现场,面对紧急调集的集装箱尺寸与设计图要求不符的难题,中建三局建设者迅速拿出解决方案。火神山医院建设对材料样式有着严格要求,总平面图中病房的组成模块是6米长、3米宽的长方形,但市场上现有集装箱尺寸长6.055米、宽2.99米,与设计尺寸存在细微差距。这些差距看似只是厘米级,但当几百个集装箱拼接起来后,误差将会达到几米。现场施工人员充分发挥现场深化设计的优势,以2990毫米宽对接方向为准,宽边对接缝隙按最小的12毫米控制,长边对接缝隙适当扩大来消除误差,快速搭建起满足要求的火神山医院。


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▲长春市一汽技术中心乘用车所项目停车楼建筑面积7.88万平方米,共7层,由3580块各类预制构件装配而成,建成后可停放3600余辆轿车。能实现“六节两减一环保”,即:节水80%、节能70%、节时70%、节材20%、节地20%、节约人工50%,减少材料浪费20%、减少建筑垃圾90%及全寿命周期的绿色环保。


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▲BIM动画展示该项目现场进行的剪力墙拼装施工与楼层板拼装施工。


      装配式施工还要因地制宜、随变而动。在吉林长春,中建八局承建的一汽集团技术中心乘用车项目7层停车楼是全国首例全预制装配式停车楼工程,预制率高达95%。冬季温度低、风力大的东北气候,对现场施工提出了难题:当平均气温低于5℃时,装配式构件灌浆料凝固缓慢,灌浆料强度停止上升;温度过低还会导致灌浆料冻坏,直接影响结构安全。针对这一实际问题,项目团队创新研发低温环境下套筒灌浆施工技术,采用电热保温灌浆、灌浆料热拌等措施,有效提升温度10℃以上,延长北方寒冷地区施工20至30天,有效解决寒冷环境不宜施工的难题。


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▲以312国道南京改扩建工程为载体,中建安装研究主导“装配式混凝土桥梁工业化智能制造与安装关键技术”,耗时4个月打造了一座15万平方米的智能化、机械化预制基地,共设4条桥梁构件生产线。此工厂还可以拆装重组,在其他装配式桥梁工程中重新使用,继续发挥其生产功效。


      高精度的装配式施工需要高精度技术设备加持。5月12日上午,312国道南京改扩建工程迎来复工后第一个重大节点——首件预制墩柱拼装。要把首根高7.89米、重81.18吨的预制桥墩的吊装误差控制在毫米级,中建安装施工人员拿出了独门绝技。施工人员先对墩柱预留套筒位置和承台预埋钢筋进行三维激光扫描检验,确认无偏差后,吊车将预制墩柱通过精准对位,缓慢套入预留承台钢筋内进行预拼装。在预埋钢筋附近,多名施工人员专门负责确保墩柱位置精准度,并通过千斤顶校正,技术人员采用全站仪进行精准复测。随着吊机的轰鸣,预制桥墩一次性平稳拼装到位,误差最终被控制在2毫米内。


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▲312国道南京改扩建工程的装配式桥梁墩柱、盖梁、箱梁拼装演示。


      “快”工也要出细活儿。面对预制构件及自然环境的限制,中国建筑凭借工程师与建设者们的娴熟工艺,有效破解现场施工难题,把好拼装浇筑“工艺关”,高质量搭建“严丝合缝”的装配式建筑。


中国品质


营造美好生活


      装配式建筑不仅是建造速度的代名词,也是建造品质的有力保证。隔音、保温、耐火、抗震等材料性能,建造过程噪音少、粉尘少、污水少、有害气体少等施工优势,让装配式建筑逐步成为较为理想的住宅建筑方式。


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▲长圳公共住房及其附属工程项目,是全国在建最大的装配式建筑社区项目。


      长圳公共住房及其附属工程项目,是全国在建最大的装配式建筑社区项目,创新打造的“空中花园”也大有玄机。该项目采用中建科技自主研发的装配式屋顶绿化模块,一个个模块紧密连接、毫无缝隙,具有可靠的抗植物根系穿刺能力和抗风能力。同时,架空安装的施工方法能够确保植物、基质和水与屋面零接触,确保屋面长久安全。人工环境与自然环境的共融共生,让中建科技实施REMPC一体化建造的深圳长圳公共住房其附属工程超乎行业想象。


      装修过程中,该项目采用精心挑选绿色健康的装修材料,规模化生产、流水式安装,从源头杜绝装修材料中化学物质的危害,并且减少人工现场作业,节能环保,让老百姓的住房品质更有保障,居住体验更加友好。


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▲应用于商场与住宅建设的无人机造石与建筑外墙的砼画,增加了建筑的艺术效果。


      满足实用性需求的同时,中国建筑兼顾艺术性,自主研发了个性化设计产品,如根据天然、名贵或稀缺石材进行纹路设计的天机人造石技术,在模具表面反向刻制装饰图像的砼画技术等,不断拓宽装配式住宅的发展边界,增添建造方式之美。


      将以人为本的理念应用于住宅设计、施工、装修等各环节,从绿色化装修到生态化景观,再到友好化体验,一同承载起人们对美好生活的向往。


中国体系


勇创国际领先


      得“体系”者方能得天下。现浇结构外挂板体系、装配式剪力墙体系、叠合式剪力墙体系等传统的装配式建筑结构体系均存在技术瓶颈,或对建造高度有较大限制,或对原材料消耗量过大。在全球装配式建筑市场发展迅猛的当下,中国建筑多年深耕于科研创新,为解决装配式建筑发展瓶颈提供“药方”,为全球行业发展提供有益参考。


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▲PPEFF体系示意图


      两天半建好一层楼的高效建造、用工量与材料消耗大幅减少的成本节省、抗震和防连续倒塌的性能保障,让预制预应力快速装配混凝土框架体系(PPEFF体系)受到行业关注。这是中建科技历时近五年的科研探索与工程应用,依托“十三五”国家重点研发绿建专项平台牵头研发的新型高效“干式”装配结构体系。该体系摆脱了传统装配式混凝土体系“等同现浇”的思维束缚,创新采用新型预应力“干式”装配技术,显现出“快、省、好”的独特优势,不仅实现“五天两层”的建造速度,还具有高抗灾性能、节能环保和成本经济等优点,评价机构认为达到“国际领先水平”。


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经系统的抗震性能试验和世界最大的5层足尺抗连续性倒塌试验验证,PPEFF体系可广泛应用于高地震烈度区的公共建筑中。图为中建科技PPEFF体系5层足尺试验楼。


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▲在武汉东西湖区,中建三局承建的同心花苑幼儿园项目采用PPEFF体系建造,应用“梁柱预应力干式压着连接”“大跨无次梁预应力空心楼板”“屈曲约束耗能钢筋”“高强钢筋”和“单孔灌浆套筒连接”等多项创新技术。


      该项技术体系的优势在武汉同心花苑幼儿园项目中得以体现。项目南楼应用PPEFF体系建造,预制率达82%;北楼采用传统湿节点装配式框架体系,预制率为69%。经对比验证,PPEFF体系在建造阶段可实现建造效率提升2倍,用工量减少32%,脚手架用量减少49.1%,碳排放量减少34.9%。“十天搭起一栋楼,这个项目比想象中建设的还要快,不仅节省了工期、节约了费用,而且项目一次性验收合格,质量安全可靠,小朋友在这里上课学习,百分百放心!” 武汉市东西湖区走马岭街道办赞许有加。


      目前,PPEFF体系已完成5项示范工程的设计与建造,其中4项获得工程所在地省级建设主管部门的三新技术工程论证,有力推动装配式建筑朝着节能低碳、绿色生态、集约高效的方向发展。


      从技术创新到“结构体系创新”,中国建筑正在源源不断为建筑企业的数字化转型打造“中国样本”,为世界装配式建筑发展贡献“中国智慧”。


      2020年是“十三五”各项成果收官之年,也是装配式建筑阶段性目标的达成之年,装配式建筑的未来发展被提至重要位置。北京、天津、江苏、安徽等地相继出台政策文件,对装配式建筑占新建建筑面积的比例、装配式建筑产业基地培育等制定明确的发展规划和目标,并大力推广装配式建造方式在保障房建设中的应用,为装配式建筑发展增添新的动力。


      在政策引导和市场需求推动下,中国建筑抢抓装配式建筑发展机遇,在长期实践探索与科技创新的基础上加快数字化转型,推动企业能力再造,实现企业高质量发展。中国建筑以实现“一创五强”发展目标为方向,充分利用集团拥有的建筑大数据优势打造“互联网+建筑”的新业态,努力成为“数字建筑”的领军企业。



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内容来源:中国建筑融媒体中心

素材来源:企业文化部,科技与设计管理部,中建三局,中建八局,中建装饰,中建科工,中建安装,中建科技

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