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上海装配式建筑再添首创技术:30秒能横平竖直

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核心提示:浦东前滩一处正在“搭积木”的中粮壹号公馆工地显得与众不同,建筑墙体由一支支醒目的红色“机械臂”支撑;每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跃然屏上,科技感十足。

(原标题:“搭积木”造房子30秒能横平竖直)

上海装配式建筑再添首创技术:30秒能横平竖直

近日,上海装配式建筑再添两项首创技术,让“搭积木”式造房子能更快更准,且在工地中得到成功应用。

浦东前滩一处正在“搭积木”的中粮壹号公馆工地显得与众不同,建筑墙体由一支支醒目的红色“机械臂”支撑;每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跃然屏上,科技感十足。

这些看似新奇的背后纳入了建筑信息化和工业化应用,代表国内最高水平。同年推进的星河湾中学建筑工地,凭借同样的手法,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”。

“机械臂”激光测量代替肉眼观察

建筑领域要实现“搭积木”,并非听起来这么简单。工厂预制的出场构件都经过标准化的生产线和检查,质量远高于现浇,这些“积木”搭得平不平、直不直非常考究。过去安装墙面都使用铅锤测量,再用肉眼观察,精确度受人为干扰较大,不能满足预制拼装标准。

“为何不用激光测控替代肉眼观察?”受到汽车自动化生产线启发,施工方上海建工五建集团的工程师大开脑洞,发明出一套高精度自适应斜撑系统。工地上的一支支红色“机械臂”,就是这套系统的机械液压杆。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”打破限制,为装配式建筑外型预留更多发展空间。五建总工程师李琰指出,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。不仅如此,未来建筑也会越来越个性化,外墙不一定要垂直。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。

相比人工,“机械臂”成本偏高。但五建工程师们并不担心,一方面,“机械臂”若实现规模化生产应用,成本会有所降低;另一方面,自动测控可将班组操作工人数量减少2至3名,也可节约人力成本。

专属“身份证”实现信息全追溯

“积木”搭起来后,还要进行管理。中粮壹号公馆项目的6000个预制构件都有专属“身份证”。内置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,任何一个环节出问题,都可以迅速追责。

五建从两年前就开始探索挖掘BIM技术的深度应用,将建筑设计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。工程师通过BIM模型就可对建造进度一目了然。

配备“身份证”的预制构件,可实现更精细管理。虽然不少构件长得完全相同,但每块构件应该拼装在哪里早就确定好了,不能随意替换。接入芯片后,只要通过设备扫描,工人就可以做到“指哪吊哪”,轻松分辨出这些“孪生兄弟”。

随着科技发展,构件的“身份证”也在不断优化,今年启动的宝山顾村N12-1101单元06-01地块建设中,每片30元的芯片用二维码替代,每条二维码只要1至2元,成本大大降低。

装配式建筑预制率将突破40%

近年来,上海装配式技术预制率和相关企业数量显著提升。2016年,上海已落实装配式建筑1385万平方米,连续两年实现翻番,预制构件生产企业达到41家,产能突破1200万平方米。装配式建筑构件质量一流,个别企业甚至达到世界一流,出口日本等国家,并得到一致好评。今年全市装配式建筑预制率将突破40%。星河湾中学项目预制率达到47%,在上海地区处于领先水平。

“工业化与信息化融合,可以促进行业健康可持续发展,也正在改变我们的管理思维,促使我们从劳动密集型到智慧密集型的精细化管理。”五建集团董事长刘巽全说,五建将VR和AR技术,应用在装配式建筑项目安全技术交底中,工人可通过VR眼镜看到施工现场的安全提示、技术节点,通过沉浸式体验可让工人更快更好地理解枯燥的安全技术交底内容,保证施工安全。

“提高预制率的同时要注重经济性。”李琰指出,早在十年前五建就与房地产企业合作试验,造出装配率100%的建筑,但成本高昂。因为预制率越高装配节点就多,越要考虑建筑“结不结实”的问题,越要在抗震性上下功夫。

浦东前滩住宅项目预制率是30%。采用了相同的装配式技术,为何和星河湾中学相比预制率有差异?李琰解释,装配式技术其实更适用于包括学校在内的框架类公共建筑,这类建筑外形规则、标准化程度高。而住宅项目建筑的外形个性化,立面有装饰,可预制的构件数量相对较少。“不过,我们也正在探索研究,让装配式技术能更好地适用于个性化建筑。”

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