地下2層、地上5層,總建筑面積約20萬(wàn)平方米,可同時(shí)容納6000輛汽車(chē)——建造這樣一棟大型停車(chē)樓,需要多長(cháng)時(shí)間?
“若按傳統現場(chǎng)澆筑方式,工期在1年以上,實(shí)際僅用了3個(gè)多月。”作為濟南融創(chuàng )文旅城停車(chē)樓項目施工方,中建八局第一建設有限公司項目負責人介紹。
工期何以縮短2/3以上?
秘訣在于采用了裝配式建造方式:依托標準化設計、工廠(chǎng)化生產(chǎn)、裝配化施工等先進(jìn)技術(shù),將建筑的部品部件在工廠(chǎng)內預制生產(chǎn),然后運輸到施工現場(chǎng),通過(guò)可靠的連接方式完成拼裝。
中辦、國辦2021年印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)城鄉建設
綠色發(fā)展的意見(jiàn)》提出,“大力發(fā)展裝配式建筑”。住房城鄉建設部編制的《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規劃》明確,“十四五”時(shí)期,裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%以上。
2017年11月,住房城鄉建設部辦公廳認定第一批30個(gè)裝配式建筑示范城市,山東有濟南等五市上榜。“十四五”以來(lái),濟南新開(kāi)工裝配式建筑面積,連續3年突破千萬(wàn)平方米,占新建建筑比例過(guò)半。目前,全市有國家級裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地10家、省級裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地29家,數量均居山東省首位。
黨的二十屆三中全會(huì )《決定》提出,“發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)”。近日,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型的意見(jiàn)》提出,“大力發(fā)展綠色低碳建筑。”
建筑領(lǐng)域是我國能源消耗和
碳排放的主要領(lǐng)域之一。大力發(fā)展裝配式建筑,是推動(dòng)建筑領(lǐng)域節能降碳的重要舉措。裝配式建筑有哪些特點(diǎn)?怎樣確保建筑質(zhì)量?如何發(fā)展推廣?請看記者發(fā)自濟南的報道。
規范精準提升效率
工廠(chǎng)生產(chǎn)預制構件,工地現場(chǎng)組裝連接,省時(shí)省力省事
走進(jìn)位于濟南市章丘區的中建
綠色建筑產(chǎn)業(yè)園,裝配式建筑構件生產(chǎn)車(chē)間內,一條條全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)高效運轉:經(jīng)鋼筋綁扎、桁架焊接、混凝土澆筑等工序,重達1噸的預制疊合板生產(chǎn)下線(xiàn)。倉儲區內,還壘著(zhù)一層層預制樓梯、預制墻板。
以前,這類(lèi)構件在工地上制作,施工人員露天作業(yè),遇上刮風(fēng)下雨,就會(huì )影響施工;如今,生產(chǎn)環(huán)節進(jìn)工廠(chǎng),流水線(xiàn)上預制構件,避開(kāi)了天氣因素等影響,提升了作業(yè)效率。
這個(gè)產(chǎn)業(yè)園由中國建筑集團有限公司投資建設,是山東省目前規模最大的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)園,主要開(kāi)展裝配式建筑研發(fā)設計、構件生產(chǎn)、產(chǎn)學(xué)研合作等。
在車(chē)間的生產(chǎn)線(xiàn)末端,記者看到,一塊塊疊合板“搭乘”流水線(xiàn),有序“住”進(jìn)蒸汽養護窯。
“疊合板也需要‘養生’。”車(chē)間負責人曾慶彌形象地說(shuō),混凝土澆筑后,經(jīng)過(guò)高溫蒸養,能使構件盡快達到設計標準強度。養護作業(yè)如果在室外工地進(jìn)行,養護期超過(guò)28天;現在,養護窯智能控制溫濕度,6至8個(gè)小時(shí)就能達到同樣效果。
養護完成,預制構件被分批裝車(chē),運往建筑工地。工人按照安裝說(shuō)明書(shū),將一個(gè)個(gè)構件拼裝組合、吊裝搭建,直至成型。
一棟樓房由成千上萬(wàn)個(gè)構件組成,如何確保這些構件嚴絲合縫?規范、精準設計是關(guān)鍵。
在中建綠色建筑產(chǎn)業(yè)園機房,設計人員正在電腦前“沉浸式建房”:屏幕上一間立體小屋,輕移鼠標,便可看見(jiàn)每個(gè)構件的內部構造——框架縱橫交錯,材質(zhì)清晰標注。這得益于建筑信息模型(BIM技術(shù))。
“通過(guò)BIM技術(shù),每個(gè)構件的規格、安裝說(shuō)明等信息一目了然,相當于為建房畫(huà)了張‘立體說(shuō)明書(shū)’。”中建八局第一建設有限公司綠色建筑發(fā)展公司總工程師張愛(ài)軍說(shuō),有了“立體說(shuō)明書(shū)”,在后續生產(chǎn)、施工過(guò)程中,施工人員能輕松掌握相關(guān)流程。
如果“立體說(shuō)明書(shū)”不精準,會(huì )影響后續施工嗎?
會(huì )!不但影響工效,還增加成本。中建八局第一建設有限公司項目經(jīng)理齊開(kāi)春舉例說(shuō),前期設計時(shí),如未考慮到常規塔吊的最大起重量問(wèn)題,等到構件運到施工現場(chǎng),才發(fā)現重量過(guò)大、吊不起來(lái),不僅增加來(lái)回運輸成本,還會(huì )延長(cháng)工期。
問(wèn)題能解決嗎?
能!以BIM技術(shù)為基礎,借助相關(guān)計算機應用技術(shù),構件制作可以精確到毫米級,還有大數據算法幫助模擬生產(chǎn)、施工流程。一旦系統發(fā)現設計不符合后續生產(chǎn)、施工要求,會(huì )及時(shí)報錯。
“糾錯環(huán)節前移,能有效縮短工期、降低成本。”濟南市城鄉建設發(fā)展服務(wù)中心主任李善坤表示。
2024年3月,濟南市住房和城鄉建設局等15個(gè)部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》,提出到“十四五”末,建立基于BIM技術(shù)的裝配式建筑一體化綜合應用
平臺,提高標準化、數字化、智能化水平。
“工廠(chǎng)生產(chǎn)預制構件,工地現場(chǎng)組裝連接,省時(shí)省力省事。”濟南市住房和城鄉建設局二級巡視員張慶華介紹,濟南市新建民用建筑已全面采用預制樓梯、樓板等裝配式建筑部品部件。
穩定質(zhì)量有效監管
構建生產(chǎn)、施工、安裝全生命周期質(zhì)量控制體系
過(guò)去,高樓大廈由一磚一瓦砌成,如今裝配式建筑施工如同搭積木,質(zhì)量有保證嗎?
在濟南市濟陽(yáng)區崔寨街道一處住宅樓施工現場(chǎng),施工人員劉玉才正專(zhuān)注地向構件連接處灌漿,并用灌漿飽滿(mǎn)度監測器實(shí)時(shí)觀(guān)察灌漿量。
搭好“積木”不容易,里面藏著(zhù)大學(xué)問(wèn)。劉玉才說(shuō),施工前,工地專(zhuān)門(mén)組織培訓,講解裝配式構件安裝和灌漿,通過(guò)培訓考核的施工人員方能上崗。
干了大半輩子建筑工,劉玉才一開(kāi)始對培訓不以為意。隨著(zhù)培訓老師的深入講解,他才逐漸認識到,裝配式建筑和以往現場(chǎng)澆筑的施工方式大不相同。
就拿灌漿這道工序來(lái)說(shuō),劉玉才起初認為只要漿料夠了就行;但培訓老師指出,灌漿還得飽滿(mǎn)、均勻,否則構件間留了縫隙,將影響建筑的穩定性。
“傳統建造方式的精確度是厘米級,裝配式建筑施工要精確到毫米。”通過(guò)考核,劉玉才順利取得灌漿培訓合格證,還掌握了注漿機、灌漿飽滿(mǎn)度監測器等設備的操作方法,能精準控制灌漿量,體力活變成了技術(shù)活。
中共中央、國務(wù)院2023年印發(fā)的《質(zhì)量強國建設綱要》提出,“鼓勵企業(yè)建立裝配式建筑部品部件生產(chǎn)、施工、安裝全生命周期質(zhì)量控制體系”。
建立全生命周期質(zhì)量控制體系,有效監管是關(guān)鍵。
工地入口處,一輛滿(mǎn)載預制疊合板的貨車(chē)緩緩駛來(lái)。要進(jìn)場(chǎng),預制件先要“過(guò)安檢”——幾名身穿綠馬甲的檢驗人員走近貨車(chē),有人手持檢驗儀器,有人負責記錄;冊子記錄詳細,預制件的外觀(guān)、尺寸等信息被一一標注。
在這片工地,記者看到有趣的一幕:一處施工點(diǎn)旁,驗收人員拿出一塊牌子,寫(xiě)下驗收內容、結論、參與人員等信息后,把牌子抱于胸前,拍照“留念”……
“從入場(chǎng)開(kāi)始,每一個(gè)構件、每一項操作步驟都要被嚴格驗收;未經(jīng)驗收或驗收不合格的,不得進(jìn)入下一道工序。”濟南市工程質(zhì)量與安全中心主任張健介紹,對施工關(guān)鍵節點(diǎn)和關(guān)鍵部位實(shí)行舉牌驗收,以確保工程質(zhì)量責任可追溯。
為全面提升裝配式建筑工程質(zhì)量,濟南市出臺系列文件,對施工全過(guò)程質(zhì)量控制作出具體要求。制度有了,建設單位能否嚴格落實(shí)?
工地上,記者遇到一名與其他人員著(zhù)裝不同、戴著(zhù)紅色安全帽的工作人員,蹲在地上,手握儀器,小心翼翼地將探頭探入已裝好的墻體中。一打聽(tīng),他是濟南市工程質(zhì)量與安全中心派來(lái)的監督員,正用內窺鏡檢查灌漿飽滿(mǎn)度。如果隨機抽查的鉆孔位置沒(méi)有漿料或漿料不均勻,則判定飽滿(mǎn)度不達標。
嚴把重要施工節點(diǎn)質(zhì)量關(guān),監督人員定期深入工地。“一是規范審查,看裝配式結構各項性能報告;二是隨機抽查,倒逼建設單位規范施工、履職盡責。”張健說(shuō)。
看建筑質(zhì)量,不能只盯施工環(huán)節。
“在生產(chǎn)環(huán)節,我們力推標準化、智能化生產(chǎn),確保構件產(chǎn)品質(zhì)量穩定。”以混凝土振搗工序為例,張慶華告訴記者,為保證構件受力強度,澆筑混凝土后,要對混凝土進(jìn)行振搗。以前,這項工序靠人工完成。如今,施工人員只需在設備控制系統中設定好振搗頻率、時(shí)長(cháng)等參數,機器自動(dòng)振搗,避免了人工操作可能出現的振搗不均等問(wèn)題。
降低成本綠色低碳
既算經(jīng)濟賬,也算生態(tài)賬,裝配式建筑全生命周期可減少碳排放近四成
翻看一張造價(jià)表,山東通發(fā)實(shí)業(yè)有限公司一項在建工程的兩組報價(jià)一目了然:裝配式建造,每平方米費用約1101.1元;現場(chǎng)澆筑建造,每平方米費用約1170.3元。
“低成本,是裝配式建筑推廣普及的關(guān)鍵。”身為山東通發(fā)實(shí)業(yè)有限公司總經(jīng)理,張鐸把賬算得仔細:鋼筋工程、混凝土工程、模板工程,采用裝配式建造技術(shù)后,現澆部分的材料用量大幅減少,每平方米造價(jià)分別由傳統模式的290.54元、235.93元、195.31元降至161.61元、127.58元、66.7元。
低成本優(yōu)勢并非一蹴而就。張鐸坦言,企業(yè)
試點(diǎn)裝配式建造技術(shù)之初,綜合成本一度高于現場(chǎng)澆筑方式。例如,在灌漿套筒連接工序,施工人員將鋼筋插入灌漿套筒擰緊時(shí),對用多大力把握不準,導致一些構件報廢,增加了成本。
如何為裝配式建筑降成本?2016年,濟南市啟動(dòng)編制裝配式建筑部品部件目錄庫,并持續更新,為相關(guān)建設、設計、施工單位提供指引,推廣應用裝配式建筑新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設備等。
同時(shí),濟南市城鄉建設發(fā)展服務(wù)中心牽頭組建技術(shù)咨詢(xún)
專(zhuān)家團隊,把新技術(shù)、新理念送到工地。
灌漿套筒連接時(shí),關(guān)鍵部位如何操作?該用多大力?……每個(gè)細節,專(zhuān)家都講得清楚明白,施工人員很快便掌握技術(shù)要領(lǐng),有效減少了報廢件的產(chǎn)生。
在專(zhuān)家指導下,施工技術(shù)得到優(yōu)化,工程成本隨之下降。例如,一位專(zhuān)家實(shí)地考察后,建議企業(yè)使用鋼筋彎箍機代替人工作業(yè)。單臺彎箍機
價(jià)格26萬(wàn)元,企業(yè)購置兩臺,花費52萬(wàn)元,設備可使用約10年,年均增加開(kāi)支約5.2萬(wàn)元,但一年節省的人工費則在60萬(wàn)元左右。
“計算裝配式建筑成本,不能孤立地看賬面數字和單項成本,還要從全生命周期算賬。”張愛(ài)軍以濟南融創(chuàng )文旅城停車(chē)樓項目為例解釋?zhuān)?/div>
生產(chǎn)一根預制柱,企業(yè)要建廠(chǎng)房、造模具,后期要運輸、安裝,綜合造價(jià)約1500元,而現場(chǎng)澆筑一根柱子只需約1000元。如果只算構件費,裝配式建筑成本的確有增加。
但從全流程看,成本實(shí)際下降了。采用裝配式建造技術(shù),得益于流水線(xiàn)規?;a(chǎn),節約了抹灰、砌體、搭建腳手架等開(kāi)支;工期縮短半年多,節省了材料周轉、設備租賃等費用,企業(yè)還能接新的工程項目。生產(chǎn)每根柱子多花的500元錢(qián),早就省出來(lái)了。
“大幅降低的,還有用人成本。”張愛(ài)軍感慨,由于構件提前生產(chǎn),工地施工由原先動(dòng)輒上百人的“大會(huì )戰”壓縮為10余人的“班組攻關(guān)”。即便施工高峰期,現場(chǎng)最多也不到30人。
既算經(jīng)濟賬,也算生態(tài)賬。與現場(chǎng)澆筑相比,裝配式建筑施工過(guò)程綠色低碳。
提起建筑工地,人們難免想起不絕于耳的噪聲、遍地堆放的垃圾。但在中建八局第一建設有限公司一處裝配式建筑施工現場(chǎng),記者繞工地轉了一圈,基本上看不到建筑垃圾,聽(tīng)不到刺耳噪聲。
究其原因,現場(chǎng)澆筑使用的模板,大多由木質(zhì)材料制成,易出現跑漿、漏漿等問(wèn)題,可循環(huán)利用次數少,從而產(chǎn)生大量建筑垃圾。裝配式建筑構件的工廠(chǎng)化生產(chǎn)、鋼模具的循環(huán)利用等,有效減少了碳排放和建筑廢棄物,安裝過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲也明顯降低。
據測算,與現場(chǎng)澆筑相比,裝配式建筑在建造階段可減少20%的碳排放,全生命周期可減少碳排放近四成。
積蓄勢能推廣普及
產(chǎn)學(xué)研融合,數智化賦能,助推裝配式建筑高質(zhì)量發(fā)展
在山東城市建設職業(yè)學(xué)院實(shí)訓教室,一堂特殊的裝配式建筑課正在進(jìn)行。
沒(méi)有課桌,無(wú)需黑板,預制件生產(chǎn)車(chē)間被全景還原,做成了三維數字模型,“纖毫畢現”地呈于屏幕上;機器前,學(xué)生輕搖電鈕,一條虛擬流水線(xiàn)動(dòng)了起來(lái),備料、澆筑、蒸養……經(jīng)過(guò)層層工序,破解種種問(wèn)題,最終“制成”一塊塊預制墻板。
眼前這個(gè)數字孿生場(chǎng)景,與真實(shí)生產(chǎn)車(chē)間幾乎一模一樣,由山東新之筑信息科技有限公司研發(fā),主要用于裝配式建筑教學(xué)。目前,這套教學(xué)設備已在全國100余所高校推廣應用。
2016年7月,山東萬(wàn)斯達集團有限公司專(zhuān)門(mén)成立子公司——山東新之筑信息科技有限公司,與院校合作,共同培育裝配式建筑人才。
“專(zhuān)業(yè)人才是裝配式建筑推廣普及的基礎。”萬(wàn)斯達集團董事長(cháng)張波打開(kāi)話(huà)匣,“裝配式建筑推廣之初,老師傅看不懂圖紙、不會(huì )用新機器,監理人員也不能用以前的辦法監督管理,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節都人才緊缺。”
2015年6月,萬(wàn)斯達集團與濟南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院達成校企合作意向,共同設立相關(guān)專(zhuān)業(yè),提升從業(yè)人員素質(zhì)。
第一堂課就是張波講授的。“80多名學(xué)生坐在臺下,聽(tīng)到裝配式建筑這個(gè)詞,大家都很新奇。”張波說(shuō),那堂課以后,他決定牽頭研發(fā)系列教材,讓學(xué)生更好地了解這一領(lǐng)域。
濟南市住房和城鄉建設局牽線(xiàn)搭橋,企業(yè)與近30家院校、設計研究院、行業(yè)協(xié)會(huì )等開(kāi)展合作。2016年9月,由萬(wàn)斯達集團牽頭組織編纂的裝配式建筑系列教材第一冊《建筑產(chǎn)業(yè)現代化概論》付印發(fā)行,總結了裝配式建筑的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗。
學(xué)好理論,還得聯(lián)系實(shí)際。企業(yè)與多所學(xué)校共建產(chǎn)學(xué)研基地,問(wèn)題也隨之而來(lái):學(xué)生經(jīng)驗不足,一旦操作失誤,就會(huì )出現報廢件,成本太高;學(xué)校也有顧慮,畢竟每一塊預制件都是大物件,學(xué)生直接進(jìn)工地,若防范不到位,可能出現安全問(wèn)題。
能否做一套仿真軟件,專(zhuān)門(mén)用于裝配式建筑實(shí)訓?山東新之筑信息科技有限公司成立后,嘗試引入數字孿生技術(shù),最終研發(fā)出裝配式建筑系列實(shí)訓軟件,從認知、實(shí)訓到實(shí)習,實(shí)現遞進(jìn)式教學(xué)。近幾年,一些全國層面的裝配式建筑技能大賽也采用了這款軟件。
校企合作,山東省累計培養裝配式建筑相關(guān)技術(shù)人才6000余名。
產(chǎn)學(xué)研深度融合,數智化創(chuàng )新賦能,濟南正著(zhù)力打造裝配式建筑產(chǎn)業(yè)集聚區,為產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展蓄勢助力。
2022年7月,中建八局第一建設有限公司與河北一所高校聯(lián)合研發(fā)了智能鋼筋綁扎機器人,能自動(dòng)識別、精準高效綁扎鋼筋,綁扎速度是傳統人工綁扎的兩倍。
不只有智能鋼筋綁扎機器人,還有鋼筋桁架焊接機器人、鋼筋網(wǎng)片焊接機器人……這幾年,中建八局第一建設有限公司還與山東大學(xué)、山東建筑大學(xué)等合作,探索智能制造,給自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)裝上“聰明大腦”。
“裝配式建筑修補空間小,對施工質(zhì)量要求高,每一個(gè)構件都要精確到毫米,才能?chē)澜z合縫地裝到一起。機器人可以更好地把控精準度。”張愛(ài)軍說(shuō),在智能機器人輔助下,公司可生產(chǎn)上百種不同尺寸的預制混凝土構件。
“目前,濟南市已有19家混凝土構件生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。”濟南市住房和城鄉建設局局長(cháng)亓偉和同事并不滿(mǎn)足于此,而是瞄準未來(lái):堅持以群眾安居宜居為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn),支持更多裝配式建筑企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,以建造方式變革帶動(dòng)建筑業(yè)整體水平提升。
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