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【2020中国建筑装饰产业发展论坛】中建科技集团樊则森:新型建筑工业化建造实践

来源:金沙总站

    2020年9月15-16日,2020中国建筑装饰产业发展论坛暨第十届中国国际空间设计大赛(中国建筑装饰设计奖)颁奖典礼在深圳市福田区盛大召开。

    中国建筑装饰产业发展论坛是国内建筑装饰和设计领域规模最大、最具影响力的标志性盛会,目前已成为国内建筑装饰和设计行业规模最大、参会人数最多、行业关注度最高的年度盛典。大会主题贴合建筑装饰和设计行业发展方向,准确把握行业发展趋势,为业界提供一个强有力的展示和交流平台。

    9月15日,2020年中国建筑装饰产业发展论坛以“强定力、稳运行、开新局”为主题,邀请专家学者及行业精英围绕产业发展的各种问题展开研讨。

    中建科技集团有限公司副总经理、总建筑师樊则森在2020中国建筑装饰产业发展论坛上发表演讲《新型建筑工业化建造实践——以深圳长圳公共住房工程项目为例》,以下为演讲全文——

    新型建筑工业化建造实践

    以深圳长圳公共住房工程项目为例

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    中建科技集团有限公司副总经理、总建筑师樊则森

    樊则森:

    尊敬的各位同行,大家下午好。

    刚才我在听朱总报告的时候还是很有感触的,因为内装产业,在研究为什么分布那么碎片化?都没有一家特别有控制力的企业,包括金螳螂,感觉在整个大的盘子里也很小。中建科技集团作为中国建筑的一家二级公司,也在研究建筑工程,虽然说中建已经占了比较大的份额,但是也仅仅占了5%。在国外,包括在日本,一些发达国家的整个建筑工程集中度是非常高的。还有一个非常有意思的点,就是讲的制造业。制造业的集中度就很高,我本人这些年是建筑师出身,也在研究为什么建筑业和制造业有那么大区别,今天我跟大家分享一下我自己的感受,原因就是没有实现建筑工业化。刚才有一位演讲嘉宾还说了,大量的都是原始社会的建造方式,所以大量的依靠人,就无法做到标准化,无法做到工业化生产,所以就很难做到比较大的占有率。

    先说一下引言,主要是表明一下我们为什么要研究建筑工业化,也和产业的未来有关系。

    这个题目是数字化和建筑工业化的融合发展。我就用一个深圳的长圳公共住房项目为例来给大家讲数字化和智能建造的融合发展是怎么回事儿,也是我们在深圳的尝试和探索,主要有六个方面的内容。

    首先,简单介绍一下中建科技,中建科技是一家新公司,是中建股份在2015年的时候规划的一个蓝海战略,目前中建科技的定位是中国建筑集团开展建筑科技创新和实践的技术平台、投资平台、产业平台,深度聚焦智慧建造方式,绿色建筑产品和未来城市发展,这是我们的整体定位。中建科技的主要方向,就是新型建筑工业化,也就是智能建造和建筑工业化的融合发展。就像朱总刚才介绍的,实际上我们是在做一个平台,我们并不自己去做很多的制造的事情,但是我们通过在现场的数字化的建造方式,用新的组织模式,来把全行业的工业化的成果集成到我们的工地,在工地组装出来,实现建筑工业化的整个产业的升级和发展。这是中建科技代表中国建筑的历史使命。

    长圳项目是深圳市为了践行“住有所居”向“住有宜居”的提升,总投资是57.97亿的一个超大型的公共住房项目,一共提供公共住房是9672套。采用的是EPC工程总承包模式,我本人既是这个项目的总负责人,因为我是建筑师,同时也是这个项目的项目经理。在这个项目中也践行了国际惯例的建筑师负责制。这种模式,是一种全产业链的,整合研发设计制造采购施工一体化,五位一体的工程总承包模式。这应该是中建科技首创,全世界也没有。前面有专家也谈到了,就是一种差异化,中建科技的差异化就是在全产业链的整合,实现不一样的竞争。

    简单分享一下长圳的研发是怎么回事儿,我们研发了“无限系”户型:

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    平面标准化,有限模块无限生长。我们的空间,室内所有空间全部是无梁无柱的,可以灵活分割,就解决了平面标准化和适应性的对立统一的问题。

    里面标准化,是通过标准化和多样化的有机结合。

    构件标准化,少规格,多组合。

    最终是部品标准化,通过模块化和精细化,解决了内装的部品让居住者有获得感,从而提升内装工业化的品质的问题。

    主要是这四个方面。

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    这是效果图,规划设计是我们两个单位形成联合体共同做的,两轴一环。研发了四组产品,有钢结构的,有德国的双皮墙的,有装配式剪辑墙的,也有深圳常用的模式。支撑了内装工业化的建造。

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    还形成了全国最大的装饰景观社区,里面所有的铺装全部是用工厂生产的预制构件铺装的,代替了天然大理石,避免了大量开采,为建筑垃圾的循环利用铺路。

    也牵头研发了装配式内装产品体系,刚才的户型,室内每一家都是没有墙的,户内的分割墙怎么形成的,工厂生产的一体化装饰板,里面加上厨房卫生间采用一些防水膜,和地面的做法结合,这是我们最终的80平米精装样板间的实景效果图。最终也是按照这个实现的,大家可以到我们的样板区去参观。

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    长圳还是国家重点研发计划的综合示范工程,对绿色建筑和建筑工业化是有专项的,我本人也承担了工业化设计关键技术的研究,在长圳项目上集成了16个重点专项,49项关键技术,我们一定是工业化,一定是社会大生产,工业化一定是把所有能够装配的技术在工厂生产到现场装配,所有的技术,所有的产品集成起来,形成一个社会化大生产的模式,才能支撑工业化的大发展。而不是说各自为政,中建啥活都干,最后砂也干不了。

    这是一些基本的理论和方法,今天因为不是主题,就不再展开。

    我们有院士技术示范楼,一个钢结构的100米的高层,集成了八位院士的相应成果,也就是把他们所有的工业化成果在一个建筑里面加以充分的应用。

    第二是设计。

    设计离不开标准化,所以一开始还是标准化设计,把前面四个标准化做一个简单的展开。

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    首先形成了基于模数数列的无限生长。整个结构空间是开放的,而且可以基于一定的结构的逻辑进行相应的变化,实现的是全生命周期的无限生长,这个房子住了十年之后如果不想要了,把里面的隔墙拆掉重来一遍,可以做一个新的室内装修,包括二人世界三口之家,三代同堂,都可以在一个模块里面实现全生命周期的无限生长,最后是楼栋之间的无限生长,标准化不等于千篇一律,而是千变万化,若干的标准楼都可以用这个模块来拼装。

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    这就是立面的构件的拆分,一个标准化的建筑的立面有多少个构件和部品,如果这些都实现每一个构件的个性化,再把他在工厂生产拼装起来,我们对建筑的外立面一定不要有担心。我在很多场合说,工业化不等于说是千篇一律。就像大家看到车,汽车都是工业化的,也没有多少汽车是相同的。所以,大家不要担心,不要对工业化带有先天的恐惧感,而是要积极的拥抱技术,拥抱工业化。

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    用构件的标准化来实现整个工业化生产。部品标准化的详细,比如说厨房,除了标准配置之外,对他的洗、切、烧做了详细设计,还对微波炉、电饭煲、柜区的一些附加的小零件都做了精细化的设计,就可以供住户对每一个细节进行完善。这是65平米的两居室。

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    一些关键的装配式技术,一定要解决一些实实在在的问题。比如说通过双面叠合剪力墙的关键技术,比如说用装配式剪力墙结构体系来进行了相应的无脚手架、免抹灰,这是大家比较关心的事情。一定是通过工业化的技术,要找到他解决什么问题,否则的话,就没有用。这是中建搞工业化的基本逻辑。

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    比如说用铝箔加PC的工业化技术,实现了大量建筑的工业化。透露一下这里有3万个凸窗,只有5种全部在工厂进行工业化的制造,而且是有机器人的参与的。钢结构采用主次结构,形成每三层一个标准模块,因为结构越往上越轻,越往下越重。我们通过主次结构,把主结构非标准,次结构标准化,有利于实现工业化。

    一些细节就不展开了。包括不漏水,包括有相应的钢框架的体系,都不展开了。还有相应的技术,也比较偏结构。

    关键的是数字设计,所有的这些技术要通过BIM,通过数字化的设计。但是中建科技的设计和别人不一样,别人的设计是设计,生产是生产,施工是施工,中建是设计、施工、生产一体化,全过程都模拟出来,这样几个套系不光是平面图,而是一个模型,这个模型不光有建筑,还有结构,还有维护,还有构件,还有器件,还有装修,全都集成在这个模型里面。用这样的模型进行模块组合,组合出来的表装模块,就可以全部出来,形成若干化的数字化的户型部件,这样就出来了数字化工厂生产的依据。用这个依据,那是我们的工作界面的数字化的构件,所有的资讯都在里面了。

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    这是今年疫情期间远程协同,这是基电管线,大家对着一个屏一起研究,所有的设计人员,所有的生产,所有的施工都对着他,最后形成的是模拟建造的东西。如果大家都说OK了,可以干了,就这样了。这个模型就封了,封存了以后,导出来所有的信息,用来支撑后续的建造过程。这就是我们的大平台,我们研发了一个中建科技智慧平台,通过数字孪生,通过互联网平台,实现数字化的信息模型,生成详细的清单,支撑生产施工和运维。

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    这就是平台的建立,就是五个模块,设计、采购、生产、施工、交付,都是跟建造有关系的。

    这个管理的逻辑比较简单,在深汕有一个自己的先进工厂,有德国进口的4.0的生产线,也有我们做的一些研发的提升。在这个生产线上的生产原理是什么呢?线下的BIM数字设计,在线上进行轻量化,带着信息无损的上传到平台,平台到工厂用机器自动读取相应信息,实现智能建造。

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    这是3万个凸窗,钢筋都是标准化的,在工厂用机器来进行钢筋的绑扎,因为我们国家不允许焊,解决了几个关键问题,机械臂就是制造业用的,就是造汽车的机械臂,买过来装上我们的前端工具头,那是中建科技自己研发的,后端驱动它的软件也是中建科技研发的。解决一个双机协同的问题,两个机械臂和工作台,三个需要互相协同,翻来翻去,协同工作。还有一个机器视觉的问题,机器带一个摄像头,它自己有眼睛,判断它的交叉点,最后实现了钢筋的绑扎,目前3万个凸窗全部是用这套机器生产的。

    有了数字化的设计以后,采购就是通过平台来实现工程量清单的计算,算量、计价各位比我强,我就不多说了。但是这个是BIM直接导出的,自动生成清单,大大提升了我们的效率,降低了我们的成本。

    然后有一套完整的管理目标,各位也比较熟悉,我们就是有相应的施工组织方式。这是一个施工模拟,因为这个场地非常大,所以我们从周边开始,从中间收走,最后地下室是黄色的部分,最后封闭地下室,完成地下部分施工,上来之后24个标准楼栋同时往上走。相应的有23台塔吊,这些机械设备是大家都熟悉的。采用相应的安全生产方案,每十层一个结构分段验收,验收完了之后移交给装修,进行内部的装修。这是我们模拟的情况,每一层的工序都安排了,减20层进行装修,最后完成150米的超高层保障性住房的流水施工。

    还有市政先行,第5层的时候开始加入市政、园林,25层的时候完成20%的乔木种植,到明年整个园林都长好了。

    这些是工业化技术,就不展开讲,包括各种的维护都是有相应的提升。

    跟装修有关的,现场也有机器人,比如说发泡陶瓷板的加工,地板的加工等等,机器人的角度都可以实现。包括对纤长的,可以自动的点云扫描,可以根据BIM自动规划路线,自动扫描,通过远程的云端传回来,我们进行BIM的方式比对,从而找到误差,以及实测实量的数据。

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    同时每周还放飞一个无人机,进行整体的建模,建出来的也是数字模型。按照地形分析形成相应的大数据。

    装配式装修就简单过一下,深圳目前在保障房中第一个采用的装配式装修,和传统装修有什么不同呢,主要是户型,有有限模块不限生长的大空间,65、80、100、150平米都是一个逻辑,65、80平米没有梁柱,100平米一根梁,150平米两根梁。对户型也做了相应的拆分,形成了墙、顶、面。顶就是局部的吊顶,大部分还是直接的结构。地板是强化复合地板,卫生间有特别的处理。还有收纳系统,这是按照合同要求必须带的,比如说吊柜、玄关柜等等。还有管线和设备的集成设计,这个项目中实现了不降板的同层排水。

    简单分享这么多,中建科技就是用科技让建筑更美好,谢谢大家。

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