近日,上海裝配式建筑再添兩項首創技術,讓“搭積木”式造房子能更快更準,且在工地中得到成功應用。
浦東前灘一處正在“搭積木”的中糧壹號公館工地顯得與眾不同,建筑墻體由一支支醒目的紅色“機械臂”支撐;每塊墻板和梁柱還帶著“身份證”,智能終端靠近一感應,從出生到安裝的每一項信息躍然屏上,科技感十足。
這些看似新奇的背后納入了建筑信息化和工業化應用,代表國內最高水平。同年推進的星河灣中學建筑工地,憑借同樣的手法,先后入圍“住建部裝配式建筑科技示范工程”和“上海市裝配式建筑示范項目”。
“機械臂”激光測量代替肉眼觀察
建筑領域要實現“搭積木”,并非聽起來這么簡單。工廠預制的出場構件都經過標準化的生產線和檢查,質量遠高于現澆,這些“積木”搭得平不平、直不直非??季?。過去安裝墻面都使用鉛錘測量,再用肉眼觀察,精確度受人為干擾較大,不能滿足預制拼裝標準。
“為何不用激光測控替代肉眼觀察?”受到汽車自動化生產線啟發,施工方上海建工五建集團的工程師大開腦洞,發明出一套高精度自適應斜撐系統。工地上的一支支紅色“機械臂”,就是這套系統的機械液壓桿。只要把激光測量設備放在桿上,墻體角度的數據就會傳輸到“機械臂”中,“機械臂”會根據數據自動調整,只要15至30秒就能實現“橫平豎直”。
“機械臂”打破限制,為裝配式建筑外型預留更多發展空間。五建總工程師李琰指出,未來裝配式建筑會越蓋越高,甚至達到百米以上,對墻體角度的精度要求也越高?,F有精度標準一般為1/100L,只適用于層高20至30米的建筑。新發明的高精度自適應斜撐系統理論精度可達1/1000L,如果實現規?;a將打破國內裝配式建筑的高度限制。不僅如此,未來建筑也會越來越個性化,外墻不一定要垂直。人工測錘只能應用于90°垂直,激光測控可以精確設定89°或89.5°,對建筑造型適應性更強。
相比人工,“機械臂”成本偏高。但五建工程師們并不擔心,一方面,“機械臂”若實現規模化生產應用,成本會有所降低;另一方面,自動測控可將班組操作工人數量減少2至3名,也可節約人力成本。
專屬“身份證”實現信息全追溯
“積木”搭起來后,還要進行管理。中糧壹號公館項目的6000個預制構件都有專屬“身份證”。內置RFID芯片,用智能設備“掃一掃”就能看到預制構件從石子、混凝土,到變成一片墻,由誰生產、何時生產、由誰吊裝、何時檢驗等一系列信息,可視化平臺對此進行全過程管理,如同一條看不見的流水線,任何一個環節出問題,都可以迅速追責。
五建從兩年前就開始探索挖掘BIM技術的深度應用,將建筑設計BIM模型中的構建編碼與RFID芯片一一對應,在BIM模型里用13種顏色詳盡反映出構件的不同狀態,比如構件是否下單、是否運送、是否安裝等。工程師通過BIM模型就可對建造進度一目了然。
配備“身份證”的預制構件,可實現更精細管理。雖然不少構件長得完全相同,但每塊構件應該拼裝在哪里早就確定好了,不能隨意替換。接入芯片后,只要通過設備掃描,工人就可以做到“指哪吊哪”,輕松分辨出這些“孿生兄弟”。
隨著科技發展,構件的“身份證”也在不斷優化,今年啟動的寶山顧村N12-1101單元06-01地塊建設中,每片30元的芯片用二維碼替代,每條二維碼只要1至2元,成本大大降低。
裝配式建筑預制率將突破40%
近年來,上海裝配式技術預制率和相關企業數量顯著提升。2016年,上海已落實裝配式建筑1385萬平方米,連續兩年實現翻番,預制構件生產企業達到41家,產能突破1200萬平方米。裝配式建筑構件質量一流,個別企業甚至達到世界一流,出口日本等國家,并得到一致好評。今年全市裝配式建筑預制率將突破40%。星河灣中學項目預制率達到47%,在上海地區處于領先水平。
“工業化與信息化融合,可以促進行業健康可持續發展,也正在改變我們的管理思維,促使我們從勞動密集型到智慧密集型的精細化管理?!蔽褰瘓F董事長劉巽全說,五建將VR和AR技術,應用在裝配式建筑項目安全技術交底中,工人可通過VR眼鏡看到施工現場的安全提示、技術節點,通過沉浸式體驗可讓工人更快更好地理解枯燥的安全技術交底內容,保證施工安全。
“提高預制率的同時要注重經濟性?!崩铉赋觯缭谑昵拔褰ň团c房地產企業合作試驗,造出裝配率100%的建筑,但成本高昂。因為預制率越高裝配節點就多,越要考慮建筑“結不結實”的問題,越要在抗震性上下功夫。
浦東前灘住宅項目預制率是30%。采用了相同的裝配式技術,為何和星河灣中學相比預制率有差異?李琰解釋,裝配式技術其實更適用于包括學校在內的框架類公共建筑,這類建筑外形規則、標準化程度高。而住宅項目建筑的外形個性化,立面有裝飾,可預制的構件數量相對較少。“不過,我們也正在探索研究,讓裝配式技術能更好地適用于個性化建筑?!?/p>