2016-08-29 15:14:39 来源:《中国改革报》
深圳市卓越工业化智能建造开发有限公司研发的“空中造楼机”及建造技术是以机械作业、智能控制方式,实现高层住宅现浇钢筋混凝土的工业化智能建造
一切建筑生产方式的发展都与时代密不可分,大力推进建筑工业化,彻底摆脱传统建筑施工模式,走一条适合我国国情的新型建筑工业化道路——工业化智能建造新技术“空中造楼机”横空出世。
“历经8年研发,投入8000万元研制成功的‘空中造楼机’及建造技术,是一项在国内外都没有的新型工业化建造技术,该项技术跨行业、跨部门、跨专业、涉及面广、沟通与协调难度大。”该技术发明者卓越置业集团有限公司总顾问董善白介绍,“空中造楼机”及建造技术是以机械作业、智能控制方式,实现高层住宅现浇钢筋混凝土的工业化智能建造。它的一个明显特点是将全部的工艺过程集中、逐层地在空中完成。因此,也称作“空中造楼机”。本质上它是一种将工厂搬到现场进行“现浇装配式建造”的一种新型工业化建造方式。可顺利对接国家现行规范与标准,并拥有完全的自主知识产权。
新型城镇化是“十三五”规划的重点,已经写入党的十八大报告,和新型工业化、信息化、农业现代化一起成为未来我国发展的方向。随着一系列政策的出台推动,建筑工业化市场也得到了快速发展,我国建筑工业化已成为企业抢滩的一块宝地。伴随着我国房地产业的蓬勃发展,我国建筑连续多年实现了高速增长,建筑工业化将是不可逆转的潮流,它的产值更是一片新的经济蓝海。
移动式造楼工厂
工厂化部品产业链
“空中造楼机”现浇装配式建造定义与工作原理如下。
第一,“空中造楼机”模拟一座移动式造楼工厂,将工厂搬到现场,采用机械操作、智能控制手段与现有商品混凝土供应链、混凝土高空泵送技术相配合,逐层进行地面以上结构主体与保温饰面一体化板材同步施工的现浇装配式建造,故形象地称之为“空中造楼机”。
第二,“空中造楼机”具备快速组装、拆卸功能,方便多次循环、流转使用。除少量易损件、传感器需要定期更换和钢桁架防锈维护外,10年保修期内无需进场大修。
第三,“空中造楼机”现浇装配式建造是一种技术体系,由6个部分构成。
1.“空中造楼机”需具备五项基本功能:整体同步升降;自动开合模;高空运行附墙稳定支撑;安全操作工作平台;装备通用性强,标准化程度高。
2.工厂化部品产业链:剪力墙、楼承板、门窗洞口免支撑桁架钢筋网、保温饰面一体化板材、预制钢梯和混凝土踏板、预制轻质分户墙和内隔墙、门窗附框等通用化部品部件。
3.工厂标准化内装部品套餐、管线集成与标准化接口。
4.通过标准化设计、模块化组合方法,规范“空中造楼机”建造与各种建筑形体相配套,构建造楼机通用标准部件配套库。
5.“空中造楼机”现浇装配式建造专业管理团队,运用物联网与信息管理技术,编制施工组织设计和计划,精准指导产业技术工人按“施工指南”进行现浇装配式建造。
6.在一个工地或一座城市中央控制室内,远程监控建造全过程并记录存档。编制应用技术规程、施工指南、空中造楼机技术标准三本企业标准,总体规范该技术体系。
第四,“空中造楼机”与“滑模、爬模”技术工作机理不同。
“滑模、爬模”技术的机架平台只提升不下降,机架提升动力传递给下方已完成浇注的建筑核心筒厚厚的墙体。外围框架和楼板与核心筒相隔五层以上由内置式塔吊分工建造。其装置是一对一地针对核心筒混凝土(框架—核心筒高层公建结构体系)现浇施工而开发的一种技术。
“空中造楼机”现浇装配式建造技术,针对的是全剪力墙结构体系高层与超高层住宅。薄壁剪力墙不能承受庞大的造楼机升降荷载。它需要离开建筑物独立设置,才能具备通用化,1对N重复使用优势。建筑物只作为造楼机高空运行稳定支撑的附着物。“空中造楼机”建造技术可以覆盖“滑模、爬模”技术,但“滑模、爬模”技术不能用于剪力墙结构体系高层与超高层住宅现浇装配式建造。
整套绿色建造技术
应对不同市场需求
从产业化角度考察,“空中造楼机”现浇装配式建造具备多种优势。
与传统建造方式相比较,无需反复支模、拆模,无需人工绑扎钢筋,无需找平粉刷,减少现场用工约90%,名副其实地符合用“机器换人工”的目标。但保留了“现场、现浇”的建造方法以充分发挥混凝土材料性能优势,确保主体结构具备优良的整体抗震性能。顺利对接国家抗震规范和钢筋混凝土设计与验收规范,不必另立新标准。
与预制装配式建造(PC技术)相比较,不需要新建占用大片建设用地的预制构件厂,不存在大型混凝土构件运输,相对预制装配式建筑对地震区建筑限高80米。80米以上高层与超高层住宅现浇装配式建造正是它的拿手好戏。不仅抗震性能有保障,而且愈高性价比越凸显。通过三次循环流转使用,可与传统建造方式建安成本持平。
在新常态下,可根据年度保障房供应计划和普通商品房市场预测,灵活调整造楼机生产量,运用湿租模式(设备与管理团队整体租赁)应对经济运行周期变化,避免再次出现“产能过剩”。
我国与外国国情差异巨大,大城市、特大城市众多,建设用地宝贵楼面地价高企,因此住宅多以高层形态出现,不少南方城市开始像香港那样,出现60层超高层住宅。这种市场现象意味着一个重要商品需求特征:量大、面广、集中度高,产业化潜力巨大,但商品性价比要好,抗震性能要有保障。这就是公司为什么要研究“空中造楼机”现浇装配式建造技术,实现有效供给的市场依据。它可以与高层钢结构、轻钢结构、现代木结构、80米以下预制装配技术形成体系互补,各自应对不同的市场需求。
综上所述,“空中造楼机”现浇装配式建造技术是一项确保“工程质量可控、建安成本可控、建设周期可控、减少建筑垃圾排放”的目标不再是一句口号,而是可落地,有技术手段保障,可让百姓、政府、开发商放心使用的整套绿色建造技术体系,拥有全部自主知识产权。
引领产业转型
消解过剩钢铁产能
经过几十年的发展,建筑工业化生产在发达国家已经相当普及,应用达到60%以上。目前,世界普遍认为,建筑工业化是有效提高质量效率、降低能耗的建房方式。
1974年,联合国出版的《政府逐步实现建筑工业化的政策和措施指引》中定义了“建筑工业化”:按照大工业生产方式改造建筑业,使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。它的基本途径是建筑标准化,构配件生产工厂化、施工机械化和组织管理科学化,并逐步采用现代科学技术的新成果,以提高劳动生产率,加快建设速度,降低工程成本,提高工程质量。工业化建筑的门窗、楼梯间、卫生间、壁橱以及成套厨房设备均可同时在工厂内生产安装完成,再运输到工地现场进行组装,这种技术被称作预制技术。
建筑工业化是建筑产业化的基础和前提,只有工业化达到一定的程度,才能实现建筑产业现代化。由于产业化的内涵和外延高于工业化,建筑工业化主要是建筑生产方式上有传统方式向社会化大生产方式的转变,而建筑产业化则是从整个建筑行业在产业链条内资源的更优化配置方面理解,建筑产业化是建筑工业化的目标,而建筑工业化是实现建筑产业化的手段和基础。
我国是钢铁大国,钢产量已经20多年保持世界第一。“十二五”期间,由于钢产量增加过快,出现了比较严重的产能过剩。根据国务院印发的《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》,从2016年开始,在近年来淘汰落后钢铁产能的基础上,用5年时间再压减粗钢产能1亿吨~1.5亿吨。长期以来,我国建筑业一直是高资源消耗型和劳动力密集型产业,建筑业的转型升级,必然带来行业生产方式的大变革。“空中造楼机”是绿色、环保、可持续发展的新兴产业体系,将是消耗钢材重要的产业之一。
在建筑行业面临招工难、人工工资逐年上升的大背景下,“空中造楼机”将对推动传统建筑业向以少量技术工人为主的机械建造业转型做出贡献。
在高层、超高层住宅和公建领域,将推动建筑机械产品由单一功能型向“生产的机械化,设备的标准化,生产的连续性,生产过程的集成化,工程高度组织化,信息管理数字化”的现代工业化建造特征升级,对接“中国制造2025”国家战略。
促进房地产业、建筑业、装配制造业、金融租赁业、物联网技术等跨部门、跨行业相互融合,共同可持续发展。推动商业运营模式、政府监管方式创新做出贡献。
推动设计与科研贯穿房地产开发、建设、成本控制全过程。应用BIM技术,引领碎片化的设计向跨行业、跨专业、跨部门“顶层设计”概念转型升级。
消解钢铁行业过剩产能:一台造楼机钢管与型钢用量平均约2200T,配套龙门吊1台,双梁桥式起重机2台,施工电梯2台,液压传动机组8台,自动开合模0.5KW电机约500台,钢塑复合连杆约5000根,工程塑料模板约3000㎡。
一台造楼机一年可完成98米高,35层,标准层面积750㎡以上,总建筑面积约26,500㎡高层成品保障房,按平均保障房面积60㎡/户,可覆盖438户/年,每栋建筑物消耗线材约1700T。
100台造楼机需钢管与型钢22万吨,配套100台龙门吊,200台双梁桥式起重机,施工电梯200台,液压传动机组800台,0.5kw电机5万台,工程塑料模板30万㎡,塑钢复合连杆50万根。建筑物用钢即螺纹钢线材约17万吨。
如每个大城市造楼机保有量为100台,每年可提供43,800户,平均60㎡/户高层成品保障房。我国300万人口以上大城市,1000万人口以上特大城市总数超过40个,产业化潜力巨大,消解钢铁过剩的潜力不可低估。
13项标准化部件
多项关键技术
“空中造楼机”是由13项标准化部件,按建筑物外轮廓形状进行配套布置的大型、通用、组合式机械装备的总称。(见下表)
“空中造楼机”包括以下几种关键技术:第一,开发“空中造楼机”空间运行受力分析计算软件。第二,开发“空中造楼机”上部钢结构平台“空中基站定位检测”技术。第三,开发机器人进行墙梁画线定位。
[责任编辑:尹超]
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