新城建示范及智能建造产业园
(一期)项目
——中建科技集团有限公司
1> 项目概况
2> 智能建造亮点
01
PART ONE
项目概况
▊ 项目简介
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项目共包含地下室层数两层,地上建筑单体共有七栋,其中多层四栋、高层两栋、超高层一栋新城建项目作为广东省装配率最高的建筑,采用装配式钢混凝土组合框架结构体系,最高装配率达到94%,有效缩短建造工期30%以上。同时项目应用全球首个具有自主知识产权的装配式建筑智慧建造平台,实现装配式与数字化设计的有效融合,记录工程全生命周期的建造数据,构建全过程质量进度可追溯体系,形成全过程建造数据集成模型,最终实现数字交付。
项目主要以“数字化设计、工业化建造、智慧化管理”为主要技术路线建设运营,聚焦新城建相关领域以及绿色低碳技术示范集成,开展综合应用示范,打造国际领先、国内一流的智慧园区。
▊ 亮点前瞻
基于BIM的数字化设计
数字正向设计
标准化构件组合设计
构件深化设计
云端协同三维设计
数字设计——BIM轻量化引擎
多维度设计优化
基于装配式的工业化生产
数字化柔性生产线
智能工厂生产线选择
预应力构件生产线
四周不出筋开槽型混凝土预制板生产线
四固定模台生产线
基于全过程的智能化建造
进度履约管理系统应用
施工现场智能化技术应用
基于CIM平台的新城建示范
打造全国首个“光储直柔”零碳示范楼
全面建设绿色三星高星级建筑集群标杆
打造岭南气候下的近零能耗建筑
02
PART TWO
智能建造亮点
▊ 设计阶段:基于BIM的数字化设计
项目从设计、生产、施工、运维阶段,进行智能建造技术实践。
基于 BIM 的数字化设计、 基于装配式的工业化生产、 将多项智能装备及平台应用用于施工、基于 CIM 平台的新城建运维示范等方面进行了创新应用,并推进“光储直柔”零碳示范楼、 绿色二、 三星高星级建筑集群标杆等打造。
1)数字正向设计
采用BIM正向设计方法构建虚拟建筑的数字模型,并基于正向设计模型输出施工图纸,保证不同专业间的高度协调及图模一致性,避免错漏碰缺等问题,奠定智能建筑的数据基础。
2)标准化构件组合设计
采用标准化部品部件,组合成各类标准楼栋。各专业(包括构件生产、装配施工、商务管理)提前介入正向设计,实现建造全过程的“数字孪生”。
3)构件深化设计
基于智造平台构件库提取预制构件,利用优化算法进行拼装组合,形成标准楼栋。深化设计BIM模型还可直接导出设计BOM数据,对接构件厂生产管理ERP系统,省去中间人工录入环节,提升工作效率及数据准确性。
4)云端协同三维设计
在设计阶段就可以进行全过程的模拟预演,生产、施工、运维阶段通过BIM信息化模型实现信息交互。实现“全员、全专业、全过程”的三全BIM信息化应用。
5)数字设计——BIM轻量化引擎
数字设计成果通过自主开发的BIM轻量化引擎,由云端完成无损轻量化与数据分析后进入企业私有云,并向下游传递,奠定全生命周期数字孪生基础。
6)多维度设计优化
基于正向设计数字模型,结合建筑工业化特点,使用多种工程分析软件对BIM模型进行分析和信息共享,在兼容统一的环境中进行多维度的设计仿真优化。
▊生产阶段:基于装配式的工业化生产
项目通过对6种构件的不同组合,造就了项目的4大结构体系。生产阶段首先对项目结构形式及所需生产的构件种类进行分析,选择更加快捷有效的构件生产线。
1)数字化柔性生产线
以工业六轴机械臂为主体,集成自动化技术、自研核心算法、视觉识别技术等高新技术,对传统建造生产工艺进行自动化、智能化升级,打造构件智能化生产线,以机器代人进行生产作业,降低工人劳动强度,提高构件生产质量及效率。
2)智能工厂生产线选择
全公司共配置有生产线15条,其中室内PC生产线5条,室外PC生产线6条,室内混凝土生产线2条,钢筋生产线2条。可生产预制梁、板、柱、墙板、楼梯、阳台、空调板等常规预制构件和各类异型构件,同时可生产各种预应力构件。设计产能22万m³/年,能够满足200万㎡/年的装配式建筑需求。
3)预应力构件生产线
公司从德国进口了预应力空心板生产线,生该产线生产出的产品跨度大、承载力高、整体性好,具备优良的阻燃、隔热、隔音和抗震性能。可生产厚度12-50cm、宽度0.6-2.4m、长度6-18m的各类预应力中空楼板。
同时公司自主研发高效叠合板生产线7条,可生产带肋预应力和非预应力叠合板等。
4)四周不出筋开槽型混凝土预制板生产线
清华大学专利《一种混凝土预制楼板端取消胡子筋的构造及施工方法》技术许可在广东省实施3年,我司已掌握了这项生产技术,这类预制楼板主要适用于跨度≤4.5米的横向结构。
3)预应力构件生产线
公司采用灵活性强的固定模台生产线,主要生产各种异型构件,例如预制柱、楼梯、阳台、敲窗、空调板等。也可以根据用户和项目要求,定制固定模具生产。
▊ 施工阶段:基于全过程的智能化建造
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利用数字化和智能化技术,实现设计、生产、物流和施工等关键环节的高度集成与协同。这一过程基于BIM(建筑信息模型)、物联网、人工智能、云计算、大数据等技术,旨在实时自适应于变化需求,提高建造过程的效率和质量。
1)进度履约管理系统应用
推进进度数字化管理,加强对施工现场的动态监控与管理,降低管理成本,提高工期履约管理的高效性与及时性,特制定本实施细则。
2)施工现场智能化技术应用
两制管理、模块化健康检测小屋、施工机械设备管理、预制构件全程追溯、物资AI盘点、智能地磅称重、施工现场布置模拟、BIM复杂节点搭接模拟、构建BIM模型库、增强现实(AR)施工指导、环境与能耗管理、智慧工地—自主移动式点云扫描机器人、智慧工地—手持式点云扫描仪、建筑机器人。
▊ 运维阶段:基于CIM平台的新城建示范
项目致力于搭建全国首个以碳排放监测管理为核心的园区CIM平台,与市级CIM平台一脉衔接,兼顾政府监管与智慧园区运营需求。同时建立全国首个新城建园区全面信息化感知体,汇聚管控智慧园区全量信息数据,保障园区“规划、设计、建造、运营”全生命周期精细化管理。
1)打造全国首个“光储直柔”零碳示范楼
项目应用“光储直柔”技术,结合节能设计、绿色建造和低碳运营技术,高效融合光伏、蓄电池、充电桩、建筑直流负荷。全直流供电提升电能质量,减少交直转换损耗,提高能源利用效率;构建柔性用电管理系统,最大程度消纳光伏发电、降低电网用电峰谷差。该技术在未来具有良好前景,目前国内示范应用稀缺。
2)全面建设绿色三星高星级建筑集群标杆
绿色建筑致力于环境宜居、安全耐久、健康舒适、资源节约、生活便利等方面,提升使用者的幸福感和获得感,以及对国家双碳目标作出贡献。项目力争实现二星级及以上绿色建筑园区全覆盖,其中三星级建筑占比达到50%,可真正达到打造高星级示范建筑群的目标。
3)打造岭南气候下的近零能耗建筑
项目采用符合岭南特色被动式设计手法、高能效主动式技术,同时融入冰蓄冷、光伏建筑一体化等综合能源体系,实现节能降碳,从而达到示范建筑的近零能耗要求。结合可再生能源的使用,高效机电系统、智能管理平台等先进技术,可以进一步降低建筑运行能耗与运行碳排放,使示范建筑综合能耗降低60%以上。
作者:田蟠寅