践行绿色发展理念全产业链深耕装配式建筑

发表于:2018-01-03 来源:解放日报
关键词: 装配式建筑

近日,由住建部认定的首批国家装配式建筑产业基地正式出炉,上海建工集团位居其中,成为该领域具有示范引领和带动作用的上海企业之一。在建筑装配式领域,上海建工可谓“元老”。早在上世纪70、80年代,就开始在“一模三板”住宅、多层厂房和单层厂房中探索尝试。

随着城市不断发展,大型建筑和基础设施越来越多。如何让这些建筑建造如“搭积木”一样举重若轻?悄然兴起的装配式建筑给出答案。和以往“一砖一瓦”的传统建造方式不同,装配式建筑是通过专业工厂生产预制建筑构件,运输到现场进行组装,如同“搭积木”。不仅施工工序简化、工期缩短,建筑质量和精度得到稳步提升。

2000年以来,上海建工以打造建筑全生命周期服务商为目标,充分发挥房产开发、设计、构件生产、施工、运维全产业链集成优势,全面推进装配式建筑发展。截至目前,上海建工共投资开发、设计、施工超过500万平方米装配式建筑,其中包括超百米、75%预制率建筑。项目遍布上海、北京、天津等30余个城市。

“上海建工将进一步加强在装配式建筑领域的技术创新,取得更大的发展成就,向广受赞誉的建筑全生命周期服务商迈进。”上海建工集团党委副书记、总裁卞家骏表示,作为中国建筑全生命周期服务商领跑者,上海建工积极借鉴日本、欧美等国家在装配式建筑领域的先进经验,不断推动我国建筑工业化发展。

十年精品 塑造行业典范

近年来,装配式建筑预制率不断提高。今年,上海夹心保温剪力墙体系正式迈入预制率“四”时代,实现这一突破的是上海建工承建的宝山顾村住宅项目(N12-1101单元06-01地块),其夹心保温剪力墙体系预制率达到45%。

不止宝山顾村住宅项目,自2007年正式涉足装配式建筑领域,上海建工用10年时间打造了一系列精品住宅项目,并在全国创下多项纪录。2007年,上海建工成功打造出上海万科新里城、天津东丽湖・万科城阅湖苑等国内产业化住宅首批试点工程。一年之后,又在北京建造出当地第一座预制夹心保温剪力墙装配式住宅。同年,上海第一栋预制夹心保温住宅小区康桥6号地块拔地而起,目前成为装配式住宅首选的主流体系。

2010年,彼时国内最高的装配式住宅同样出自上海建工之手。这是位于广州南沙的3栋30层高层住宅,高达94米。2014年,上海临江高端住宅首次采用预制装配式工艺……一件又一件精品,一次又一次创新,上海建工逐步在装配式建筑领域竖起不可撼动的典范。

业内赢得声誉,市场更要赢得口碑。2014年,浦东周浦镇的周康航大型居住社区首批5000余套交房实现零投诉。这是上海市六大保障性住宅基地之一,项目占地2.5万平方米,由6栋高层住宅组成,是上海建工投资、设计、预制构件加工和建造的全国最大规模预制装配式示范项目。如此大的规模,靠什么才能实现零投诉?

答案便是质量优先。“搭积木”式的装配式技术,不仅能实现构件标准化,而且可以减少现场浇筑的偶然性干预因素,大大提升建造质量。在周康航大型居住社区建设中,上海建工采用自主研发的PCTF(单面叠合剪力墙结构体系)装配式体系。在住宅的公共区域、电梯厅、走道,以及室内阳台、厨房、卫生间全部采用预制叠合结构,楼梯段采用全预制结构,其中1栋13层住宅的预制装配率达到30%以上。

在建设过程中,整个工地甚至看不到一个脚手架。这来自项目团队的“大胆设想”:既然是“搭积木”盖房子,建造过程中就应当彻底摆脱脚手架。最终设想付诸实践:不同于传统尘土飞扬的施工场地,周康航大型居住社区在建设中不见尘土、不闻噪音,被住建部认定为“PC建筑科技示范工程”。

装配式技术不仅标志着建造工艺的发展方向,还可以提升住户们的实际居住体验。上海建工在周康航住宅中,自主研发出保温层和建筑墙体同寿命的“长效保温建筑预制围护体系”,就是在预制外墙模的基础上,集成泡沫混凝土保温层,把外墙保温材料和预制板“合二为一”。可以实现全生命周期保温,大大提高外墙面的防水、防潮、保温和装饰功能。

市政基础设施项目事关民生,需要尽可能减少对人们的生活影响,不仅要工期短,还要避免施工出现粉尘、泥浆、灯光和噪音等,更要确保工程质量。这时,装配式技术可以提供一个兼顾多方的解决方案。由上海建工承建的S3公路工程采用装配式技术,将一年才能完成的任务,保质保量地压缩到短短100多天,刷新了上海公路高架桥的施工纪录。除此之外,上海市交通建设装配式技术试点项目――S7公路新建工程,再创城市高架桥梁建设首次,成功安装国内首个预制拼装桥台。上海首个采用全预制高架桥技术的嘉闵高架同样出自上海建工。

技术引领 全产业链协同联动

虹桥机场西航站楼成功应用清水预制挂板车,浦东机场“工”字型卫星厅大量曲线和双曲面钢结构工厂化制作,上海北横通道实现国内首创预制双节大型立柱拼装……上海各项大型工程中,不乏上海建工的深度参与。这一座座装配式工程的竣工,如同一座座里程碑,记录了上海建工在建筑工业化领域的打磨和沉淀,同时也完善了上海建工装配式建筑服务的产业链。

目前,上海建工的业务领域涵盖了基础设施投资、建筑施工、设计咨询、房产开发、建材工业等五大事业群,同时形成了装配式建筑的投资、开发、设计、施工、构件生产和运营维护的一体化产业链。经过多年磨炼,五大平台纷纷交出满意的答卷,在业内取得不少亮眼的成绩。拥有国内房地产开发国家一级资质的上海建工房产公司,是集团全产业链的房产开发平台。2012年,由其开发的上海首个框架结构全装配建筑在浦江镇落成,创造结构预制率75%的全国第一。

装配式建筑的源头是构件生产和加工。去年,《上海市装配式建筑2016―2020年发展规划》发布,预示着装配式建筑迎来大发展,构件需求将大幅增加。而在此领域深耕多年的上海建工已经实现“自给自足”。集团旗下的预制构件加工平台――上海建工材料公司实力雄厚,年混凝土产量超过了2000万立方米,位居全国前三,拥有8个预制构件厂和多条预制构件生产线,预制构件产能超过60万立方米,市场占有率居上海首位。

高产能,匹配上较好的预制构件深化设计和制作能力,得到了业界认可,特别是在各类市政和住宅产业化构件方面。上海建工材料公司成为全国唯一同时获得日本预制建筑协会PCN认定和日本建材试验中心JIS认证的企业。

在装配式建筑设计环节,市政设计总院和建工设计总院两家企业共同组成集团装配式建筑设计平台,可以提供装配式方案设计、总体设计、施工图设计、深化设计等全方位、全过程设计服务。这支团队,先后设计出浦东周康航大型居住社区、宝山罗店大型居住社区、徐汇漕河泾南桥园区公租房、奉贤南桥大型居住社区、碧桂园・奉贤南桥新城、中信泰富科技财富广场、上海由由湖山养老院等100多万平方米的装配整体式混凝土居住建筑和公共建筑项目。此外,在城市高架桥梁设计中也创造出多个首次。

不仅如此,来自上海建工的5大施工总承包特级资质企业共同组成了装配式建筑施工平台。截至目前,累计完成装配式混凝土结构建筑施工项目超过300万平方米,在建装配式建筑面积超过200万平方米,预制装配式住宅小区达到30多个。在上海、天津、苏州、长沙、佛山等城市建设中,依然活跃上海建工的身影。

装配式建筑要实现好看、好用,还有一支团队不可忽视,这就是装修设计团队。上海建工的装配式装修设计施工平台,承建的项目采用内装工业化比率超过90%,包括快装墙面、轻质隔墙、龙骨吊顶、集成地暖、整体卫浴、整体厨房和整体五金等。

在装配式安装工程平台上,上海建工持续发力。今年在建的上海首条无人驾驶地铁项目――轨交8号线三期工程,将安装工程“搭积木”发挥得淋漓尽致。轨交高架车站集成度高、施工面相对狭小、管线纷繁复杂,如果按照传统模式,管线布局时常会产生矛盾,稍有不慎就要从头来过。项目团队就将整个综合管线进行场外“工厂化预制”,再到现场进行“搭积木”,从而解决了现场安装的难点。

产业为先,技术立本。经过多年耕耘,装配式建筑产业链的每个环节都积累了深厚的技术储备和研发力量。源源不断输出“智慧”的是这样一个多层次的建筑科技创新平台。它由上海建工工程研究总院、子集团工程研究院、国家级企业技术中心和15个上海市级企业技术中心、7个上海市工程技术研究中心共同组成。

由此,上海建工的科研水平始终走在行业前列,主编或参编的国家、行业、地方与装配式建筑相关的标准达到20多项。“十三五”以来,相继承担了国家科技部重点研发项目《预制混凝土构件工业化生产关键技术与装备》《工业化建筑部品和构配件模块化、系列化、标准化制造技术研究与示范》等多个研究课题。

绿色发展 产学研用一体化

市场经济大浪淘沙。上海建工并没有选择封闭在“象牙塔”中钻研技术,每一项自主研发的装配式建筑技术,始终是面向市场的,并由此形成自己的核心竞争力。踏着上海加快建设具有全球影响力的科创中心步伐,上海建工正通过技术创新体系的打造和产业化基地建设,积极推动科技应用和创新成果产业化。

2016年年初,上海建工集团一口气成立了建筑构件、工程装备、钢结构三个产业化基地,着重于科研体系的“产学研用”结合。一系列面向市场的技术不断诞生,并在各个项目中成功落地。如预制混凝土剪力墙体系、预制叠合保温外挂墙板、预制剪力墙螺栓连接技术、无脚手架多功能安全防护体系等,这些专业技术在各个细节处,为装配式建筑带来质的提升。

今年,上海装配式建筑再添两项首创技术,让“搭积木”实现更快更准。位于浦东前滩的中粮壹号公馆工地,建筑墙体由一支支醒目的红色“机械臂”支撑;每一块墙板和梁柱还带着“身份证”,智能终端靠近一感应,从出生到安装的每一项信息便跃然屏上,科技感十足。

其中,一支支红色“机械臂”,就是被称作“高精度自适应斜撑系统”的机械液压杆。只要把激光测量设备放在杆上,墙体角度的数据就会传输到“机械臂”中,“机械臂”会根据数据自动调整,只要15至30秒就能实现“横平竖直”。“机械臂”将打破限制,为装配式建筑外型预留更多发展空间。未来装配式建筑会越盖越高,甚至达到百米以上,对墙体角度的精度要求也越高。现有精度标准一般为1/100L,只适用于层高20至30米的建筑。新发明的高精度自适应斜撑系统理论精度可达1/1000L,如果实现规模化生产,将打破国内装配式建筑的高度限制。未来建筑会越来越个性化,外墙不一定要垂直,而人工测锤只能应用于90°垂直,激光测控可以精确设定89°或89.5°,对建筑造型适应性更强。

通过基于BIM平台预制装配式施工技术、精益建造可视化管理平台,“积木”搭起来后,可以实现全流程、可视化管理。在其应用的住宅项目中,6000个预制构件都有自己的专属“身份证”。内置的RFID芯片,用智能设备“扫一扫”就能看到预制构件从石子、混凝土,到变成一片墙,由谁生产何时生产、由谁吊装、何时检验等一系列生产、储运、安装、验收信息,可视化平台对此进行全过程管理,如同一条看不见的流水线,建筑任何一个环节出问题,工作人员可以迅速追责。

建筑设计 BIM 模型中的构建编码与RFID芯片一一对应,在BIM模型里用13种颜色详尽地反映出构件的不同状态,比如构件是否下单、是否运送、是否安装等等,如同查询电商APP的物流运送一般方便。工程师通过BIM模型中就可以对建造进度一目了然。

此外,装配式建筑还实现了真正的“看得见”。上海建工自主研发了基于VR技术和AR 技术仿真安全交底技术,工人可以通过VR眼镜看到施工现场的安全提示、技术节点,通过沉浸式体验可以让工人们更快更好地理解枯燥的安全技术交底内容,保证施工安全。

这些看似新奇的地方,背后纳入了建筑信息化和工业化应用,代表了国内最高水平。同年推进的星河湾中学建筑工地凭借同样“稀奇”的手法,先后入围“住建部装配式建筑科技示范工程”和“上海市装配式建筑示范项目”,并成为上海首个高预制率框架体系公共建筑,其中学生楼预制率达到47%。

以市场为导向的技术研发也得到了市场认可。多年前,华东医院改扩建工程中,上海建工首创预制地下连续墙施工工艺。今年,在桃浦科技智慧城综合管廊工程中同样得到应用。相关负责人认为,和传统工艺相比,预制地下连续墙不仅绿色环保效益明显、地下空间利用率高,而且墙体质量可控性强、施工周期有效缩短。由于预制地下连续墙是“两墙合一”,可以节省施工空间,对于周边保护建筑众多的地段或是对周边振动以及环境保护要求特别高的区域,在进行地下综合管廊施工和地下空间开发时,这种绿色、高效的地下预制拼装工艺还将大显身手。

随着大量新技术从研发到应用,上海建工逐步由劳动密集型向智慧密集型精细化管理转变,这在施工人员身上尤为明显。上海市装配式建筑装配工培训基地就落户于上海建工,通过一系列培训,让擅长绑扎钢筋、浇混凝土的施工人员也可以掌握精确到毫米级别的构件安装技巧和操作要求。同时,也为全国其它地区的工人培训提供可资借鉴的模板。

城市面貌日新月异,建筑技术持续革新。从上海到全国都对装配式建筑发展提出发展目标。未来,上海建工将进一步强化装配式建筑领域的科技创新,不断提高构件生产工厂化、施工现场装配化比率,推动钢结构住宅,开展新技术应用和绿色施工示范点。

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