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【2020中國建筑裝飾產業發展論壇】中建科技集團樊則森:新型建筑工業化建造實踐

文章來源:中國建筑企業協會    最后更新時間:2020-10-13    閱讀次數:

    2020年9月15-16日,2020中國建筑裝飾產業發展論壇暨第十屆中國國際空間設計大賽(中國建筑裝飾設計獎)頒獎典禮在深圳市福田區盛大召開。

    中國建筑裝飾產業發展論壇是國內建筑裝飾和設計領域規模最大、最具影響力的標志性盛會,目前已成為國內建筑裝飾和設計行業規模最大、參會人數最多、行業關注度最高的年度盛典。大會主題貼合建筑裝飾和設計行業發展方向,準確把握行業發展趨勢,為業界提供一個強有力的展示和交流平臺。

    9月15日,2020年中國建筑裝飾產業發展論壇以“強定力、穩運行、開新局”為主題,邀請專家學者及行業精英圍繞產業發展的各種問題展開研討。

    中建科技集團有限公司副總經理、總建筑師樊則森在2020中國建筑裝飾產業發展論壇上發表演講《新型建筑工業化建造實踐——以深圳長圳公共住房工程項目為例》,以下為演講全文——

    新型建筑工業化建造實踐

    以深圳長圳公共住房工程項目為例

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    中建科技集團有限公司副總經理、總建筑師樊則森

    樊則森:

    尊敬的各位同行,大家下午好。

    剛才我在聽朱總報告的時候還是很有感觸的,因為內裝產業,在研究為什么分布那么碎片化?都沒有一家特別有控制力的企業,包括金螳螂,感覺在整個大的盤子里也很小。中建科技集團作為中國建筑的一家二級公司,也在研究建筑工程,雖然說中建已經占了比較大的份額,但是也僅僅占了5%。在國外,包括在日本,一些發達國家的整個建筑工程集中度是非常高的。還有一個非常有意思的點,就是講的制造業。制造業的集中度就很高,我本人這些年是建筑師出身,也在研究為什么建筑業和制造業有那么大區別,今天我跟大家分享一下我自己的感受,原因就是沒有實現建筑工業化。剛才有一位演講嘉賓還說了,大量的都是原始社會的建造方式,所以大量的依靠人,就無法做到標準化,無法做到工業化生產,所以就很難做到比較大的占有率。

    先說一下引言,主要是表明一下我們為什么要研究建筑工業化,也和產業的未來有關系。

    這個題目是數字化和建筑工業化的融合發展。我就用一個深圳的長圳公共住房項目為例來給大家講數字化和智能建造的融合發展是怎么回事兒,也是我們在深圳的嘗試和探索,主要有六個方面的內容。

    首先,簡單介紹一下中建科技,中建科技是一家新公司,是中建股份在2015年的時候規劃的一個藍海戰略,目前中建科技的定位是中國建筑集團開展建筑科技創新和實踐的技術平臺、投資平臺、產業平臺,深度聚焦智慧建造方式,綠色建筑產品和未來城市發展,這是我們的整體定位。中建科技的主要方向,就是新型建筑工業化,也就是智能建造和建筑工業化的融合發展。就像朱總剛才介紹的,實際上我們是在做一個平臺,我們并不自己去做很多的制造的事情,但是我們通過在現場的數字化的建造方式,用新的組織模式,來把全行業的工業化的成果集成到我們的工地,在工地組裝出來,實現建筑工業化的整個產業的升級和發展。這是中建科技代表中國建筑的歷史使命。

    長圳項目是深圳市為了踐行“住有所居”向“住有宜居”的提升,總投資是57.97億的一個超大型的公共住房項目,一共提供公共住房是9672套。采用的是EPC工程總承包模式,我本人既是這個項目的總負責人,因為我是建筑師,同時也是這個項目的項目經理。在這個項目中也踐行了國際慣例的建筑師負責制。這種模式,是一種全產業鏈的,整合研發設計制造采購施工一體化,五位一體的工程總承包模式。這應該是中建科技首創,全世界也沒有。前面有專家也談到了,就是一種差異化,中建科技的差異化就是在全產業鏈的整合,實現不一樣的競爭。

    簡單分享一下長圳的研發是怎么回事兒,我們研發了“無限系”戶型:

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    平面標準化,有限模塊無限生長。我們的空間,室內所有空間全部是無梁無柱的,可以靈活分割,就解決了平面標準化和適應性的對立統一的問題。

    里面標準化,是通過標準化和多樣化的有機結合。

    構件標準化,少規格,多組合。

    最終是部品標準化,通過模塊化和精細化,解決了內裝的部品讓居住者有獲得感,從而提升內裝工業化的品質的問題。

    主要是這四個方面。

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    這是效果圖,規劃設計是我們兩個單位形成聯合體共同做的,兩軸一環。研發了四組產品,有鋼結構的,有德國的雙皮墻的,有裝配式剪輯墻的,也有深圳常用的模式。支撐了內裝工業化的建造。

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    還形成了全國最大的裝飾景觀社區,里面所有的鋪裝全部是用工廠生產的預制構件鋪裝的,代替了天然大理石,避免了大量開采,為建筑垃圾的循環利用鋪路。

    也牽頭研發了裝配式內裝產品體系,剛才的戶型,室內每一家都是沒有墻的,戶內的分割墻怎么形成的,工廠生產的一體化裝飾板,里面加上廚房衛生間采用一些防水膜,和地面的做法結合,這是我們最終的80平米精裝樣板間的實景效果圖。最終也是按照這個實現的,大家可以到我們的樣板區去參觀。

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    長圳還是國家重點研發計劃的綜合示范工程,對綠色建筑和建筑工業化是有專項的,我本人也承擔了工業化設計關鍵技術的研究,在長圳項目上集成了16個重點專項,49項關鍵技術,我們一定是工業化,一定是社會大生產,工業化一定是把所有能夠裝配的技術在工廠生產到現場裝配,所有的技術,所有的產品集成起來,形成一個社會化大生產的模式,才能支撐工業化的大發展。而不是說各自為政,中建啥活都干,最后砂也干不了。

    這是一些基本的理論和方法,今天因為不是主題,就不再展開。

    我們有院士技術示范樓,一個鋼結構的100米的高層,集成了八位院士的相應成果,也就是把他們所有的工業化成果在一個建筑里面加以充分的應用。

    第二是設計。

    設計離不開標準化,所以一開始還是標準化設計,把前面四個標準化做一個簡單的展開。

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    首先形成了基于模數數列的無限生長。整個結構空間是開放的,而且可以基于一定的結構的邏輯進行相應的變化,實現的是全生命周期的無限生長,這個房子住了十年之后如果不想要了,把里面的隔墻拆掉重來一遍,可以做一個新的室內裝修,包括二人世界三口之家,三代同堂,都可以在一個模塊里面實現全生命周期的無限生長,最后是樓棟之間的無限生長,標準化不等于千篇一律,而是千變萬化,若干的標準樓都可以用這個模塊來拼裝。

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    這就是立面的構件的拆分,一個標準化的建筑的立面有多少個構件和部品,如果這些都實現每一個構件的個性化,再把他在工廠生產拼裝起來,我們對建筑的外立面一定不要有擔心。我在很多場合說,工業化不等于說是千篇一律。就像大家看到車,汽車都是工業化的,也沒有多少汽車是相同的。所以,大家不要擔心,不要對工業化帶有先天的恐懼感,而是要積極的擁抱技術,擁抱工業化。

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    用構件的標準化來實現整個工業化生產。部品標準化的詳細,比如說廚房,除了標準配置之外,對他的洗、切、燒做了詳細設計,還對微波爐、電飯煲、柜區的一些附加的小零件都做了精細化的設計,就可以供住戶對每一個細節進行完善。這是65平米的兩居室。

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    一些關鍵的裝配式技術,一定要解決一些實實在在的問題。比如說通過雙面疊合剪力墻的關鍵技術,比如說用裝配式剪力墻結構體系來進行了相應的無腳手架、免抹灰,這是大家比較關心的事情。一定是通過工業化的技術,要找到他解決什么問題,否則的話,就沒有用。這是中建搞工業化的基本邏輯。

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    比如說用鋁箔加PC的工業化技術,實現了大量建筑的工業化。透露一下這里有3萬個凸窗,只有5種全部在工廠進行工業化的制造,而且是有機器人的參與的。鋼結構采用主次結構,形成每三層一個標準模塊,因為結構越往上越輕,越往下越重。我們通過主次結構,把主結構非標準,次結構標準化,有利于實現工業化。

    一些細節就不展開了。包括不漏水,包括有相應的鋼框架的體系,都不展開了。還有相應的技術,也比較偏結構。

    關鍵的是數字設計,所有的這些技術要通過BIM,通過數字化的設計。但是中建科技的設計和別人不一樣,別人的設計是設計,生產是生產,施工是施工,中建是設計、施工、生產一體化,全過程都模擬出來,這樣幾個套系不光是平面圖,而是一個模型,這個模型不光有建筑,還有結構,還有維護,還有構件,還有器件,還有裝修,全都集成在這個模型里面。用這樣的模型進行模塊組合,組合出來的表裝模塊,就可以全部出來,形成若干化的數字化的戶型部件,這樣就出來了數字化工廠生產的依據。用這個依據,那是我們的工作界面的數字化的構件,所有的資訊都在里面了。

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    這是今年疫情期間遠程協同,這是基電管線,大家對著一個屏一起研究,所有的設計人員,所有的生產,所有的施工都對著他,最后形成的是模擬建造的東西。如果大家都說OK了,可以干了,就這樣了。這個模型就封了,封存了以后,導出來所有的信息,用來支撐后續的建造過程。這就是我們的大平臺,我們研發了一個中建科技智慧平臺,通過數字孿生,通過互聯網平臺,實現數字化的信息模型,生成詳細的清單,支撐生產施工和運維。

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    這就是平臺的建立,就是五個模塊,設計、采購、生產、施工、交付,都是跟建造有關系的。

    這個管理的邏輯比較簡單,在深汕有一個自己的先進工廠,有德國進口的4.0的生產線,也有我們做的一些研發的提升。在這個生產線上的生產原理是什么呢?線下的BIM數字設計,在線上進行輕量化,帶著信息無損的上傳到平臺,平臺到工廠用機器自動讀取相應信息,實現智能建造。

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    這是3萬個凸窗,鋼筋都是標準化的,在工廠用機器來進行鋼筋的綁扎,因為我們國家不允許焊,解決了幾個關鍵問題,機械臂就是制造業用的,就是造汽車的機械臂,買過來裝上我們的前端工具頭,那是中建科技自己研發的,后端驅動它的軟件也是中建科技研發的。解決一個雙機協同的問題,兩個機械臂和工作臺,三個需要互相協同,翻來翻去,協同工作。還有一個機器視覺的問題,機器帶一個攝像頭,它自己有眼睛,判斷它的交叉點,最后實現了鋼筋的綁扎,目前3萬個凸窗全部是用這套機器生產的。

    有了數字化的設計以后,采購就是通過平臺來實現工程量清單的計算,算量、計價各位比我強,我就不多說了。但是這個是BIM直接導出的,自動生成清單,大大提升了我們的效率,降低了我們的成本。

    然后有一套完整的管理目標,各位也比較熟悉,我們就是有相應的施工組織方式。這是一個施工模擬,因為這個場地非常大,所以我們從周邊開始,從中間收走,最后地下室是黃色的部分,最后封閉地下室,完成地下部分施工,上來之后24個標準樓棟同時往上走。相應的有23臺塔吊,這些機械設備是大家都熟悉的。采用相應的安全生產方案,每十層一個結構分段驗收,驗收完了之后移交給裝修,進行內部的裝修。這是我們模擬的情況,每一層的工序都安排了,減20層進行裝修,最后完成150米的超高層保障性住房的流水施工。

    還有市政先行,第5層的時候開始加入市政、園林,25層的時候完成20%的喬木種植,到明年整個園林都長好了。

    這些是工業化技術,就不展開講,包括各種的維護都是有相應的提升。

    跟裝修有關的,現場也有機器人,比如說發泡陶瓷板的加工,地板的加工等等,機器人的角度都可以實現。包括對纖長的,可以自動的點云掃描,可以根據BIM自動規劃路線,自動掃描,通過遠程的云端傳回來,我們進行BIM的方式比對,從而找到誤差,以及實測實量的數據。

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    同時每周還放飛一個無人機,進行整體的建模,建出來的也是數字模型。按照地形分析形成相應的大數據。

    裝配式裝修就簡單過一下,深圳目前在保障房中第一個采用的裝配式裝修,和傳統裝修有什么不同呢,主要是戶型,有有限模塊不限生長的大空間,65、80、100、150平米都是一個邏輯,65、80平米沒有梁柱,100平米一根梁,150平米兩根梁。對戶型也做了相應的拆分,形成了墻、頂、面。頂就是局部的吊頂,大部分還是直接的結構。地板是強化復合地板,衛生間有特別的處理。還有收納系統,這是按照合同要求必須帶的,比如說吊柜、玄關柜等等。還有管線和設備的集成設計,這個項目中實現了不降板的同層排水。

    簡單分享這么多,中建科技就是用科技讓建筑更美好,謝謝大家。

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