作為國有建筑企業的排頭兵,中國二十二冶集團有限公司(以下簡稱“中國二十二冶”)始終圍繞住房城鄉建設部打造“中國建造”升級版的核心任務,以工業化、數字化和綠色化轉變發展方式與經濟轉型為戰略抓手,積極做出響應國家“雙碳”目標,探索新型建筑工業化道路。通過創新實踐,在裝配式建筑、智能建造、綠色低碳技術等領域取得突破性進展,打造了一批高質量、高效益、低能耗的示范工程,為人民群眾建設高品質“好房子”貢獻力量。
中國二十二冶全面貫徹新發展理念,錨定“雙碳”目標,積極探索綠色建造發展模式,踐行綠色施工理念,快速推進了綠色建造技術在工程全生命周期的集成應用,推動建筑領域綠色低碳轉型,以實際行動為國家實現減碳目標作出積極貢獻。
——從“一張白紙”到“一幅藍圖”。中國二十二冶將裝配式作為實現建筑低碳轉型的核心路徑。裝配式建筑采用較為先進的生產技術、節能型建筑材料和設備,能源消費結構合理,選用的設計的具體方案和節能措施能滿足公共建筑節能規定要求,符合國家產業政策,這種建設方式,更加經濟、綠色、智慧、美觀。隨國家和地方關于推進住宅產業化和裝配式建筑有關政策的陸續出臺,為推進企業工程承包主業的轉型升級,搶抓市場先機,中國二十二冶從2010年開始積極地推進研發裝配式建筑技術和建設產業化生產基地。
2010年,國家“十二五”規劃首次將綠色建筑納入國家五年發展規劃,中國中冶以中國二十二冶為前沿陣地,啟程綠色建筑研發之路。2011年,“中冶住宅產業化(北方)工程技術中心”成立;2011年5月,中國二十二冶與中國建筑科學研究院簽署剪力墻連接體系合作協議;2012年12月,在河北唐山遵化市黨峪金山工業園區建成“裝配式建筑PC生產基地”,成為國內首批探索裝配式建筑的企業之一……2020年3月,年產30萬立方米預制構件生產廠正式投產;2023年11月,《中冶綠建3.0新型高效能全裝配鋼-混組合結構住宅技術體系》正式發布。
歷經十余年的研發,中國二十二冶激活“發展密碼”、轉換“綠色引擎”,形成了以裝配式鋼—混凝土結構體系、裝配式混凝土結構體系和裝配式低能耗建筑為代表的中冶綠建三大產品體系,實現了“體系標準化、制作工廠化、現場裝配化、裝修一體化、成本最優化、管理信息化”的產業化目標,以“中冶綠建裝配未來”的品牌形象,打造出屬于中國二十二冶綠色建筑的新格局。
——從“0”到“1”爬坡過坎。技術創新是中國二十二冶驅動綠色建造的重要手段。以裝配式剪力墻結構體系為例,該技術的關鍵是豎向連接技術,科學選擇能夠很好的滿足結構要求、易于操作、便于檢查和施工的連接方法是制約裝配式剪力墻結構推廣應用的關鍵。中國二十二冶圍繞連接方式、施工方法、操作效果、構件制作等方面做調研,通過對套筒連接方式的試驗,開發了第一代搭接連接+套筒連接的裝配式剪力墻結構連接體系。施工全套工藝流程中發現,套筒數量較多,底部后澆區域增多,生產和安裝較為繁瑣,技術人員立即開發了第二代連接技術。但通過生產安裝發現,鋼筋漿錨連接在施工全套工藝流程中工序繁瑣,灌漿料能否灌滿連接腔無法檢測,最終在原有成果的基礎上研發出了第三代無灌漿的全搭接連接方式。
鋼結構建筑具有綠色環保、可循環利用、抗震能力好的獨特優勢,在其全壽命周期內具有綠色化的顯著特點。但在住宅建筑中,我國鋼結構占比遠遠低于發達國家中等水準。2016年,中國二十二冶與中冶建研院、清華大學強強聯手,深入研究鋼結構住宅體系,打造中冶鋼結構品牌、建設綠色優質工程。中國二十二冶以自有設計院為主體,與合作單位掀起一場裝配式建筑的設計革命,新一代裝配式鋼-混凝土結構體系產品應運而生。設計團隊在結構設計時遇到了多重阻礙:前期的模型在地震作用下結構整體變形過大;鋼梁和混凝土樓板能否協同工作關系到整個結構的安全,常規做法很難保證……設計團隊通過不斷調整支撐、鋼柱數量及位置、墻厚等措施,最終實現彈性層間位移角1/851,實現了抗震設防三水準的要求。通過一系列分析查閱大量有關的資料并結合項目實際,發明了新型的梁板連接節點,保證了鋼梁和樓板的協同工作,并獲得了國家專利。通過優化結構體系,使梁柱鉸接連接,鋼梁腹板與鋼柱螺栓連接,極大地減少了現場的焊接量。
——從綠色建材到綠色節能。不僅在建造端發力綠色化,在綠色建材方面,中國二十二冶圍繞高規格原料供給和嚴守綠色生態標準兩個關鍵點,創新設計、建設、運營了河北雄安1號混凝土攪拌站,毅然擔負起打造高質量供給綠色建材樣板的重要使命。與傳統攪拌站相比,該攪拌站車間采用全封閉生產、集中除塵、新能源車輛運輸、地源熱制冷取暖等國內最新設備及工藝,規避了傳統攪拌站煙氣、粉塵、噪聲、污水等排污源,降低30%以上的能耗和60%以上的碳排放量,保證固廢、廢氣、污水真正的完成“零排放”,成為真正的綠色零排“無廢工廠”,在秋冬環保預警“停工令”下,該攪拌站通過了最嚴苛的生態環保大考,獲得“河北省重點行業績效分級引領性”企業評定,以綠色化引領的“國家樣板”,亮出傳統制造業向綠色、數字、環保轉型邁進的最美承諾。
智能建造是數字化轉型的重要舉措之一,作為新一代信息技術與工業化建造技術深層次地融合形成的人機協同建造方式,中國二十二冶堅持以智能建造服務項目管理提升為關鍵,聚力夯實制度體系、平臺能力、人才隊伍、推廣應用四項基礎工作,加強上下游協同聯動,提升關鍵場景智能化水平,促進新一代信息技術與設計、采購、生產、施工、運維各環節深層次地融合,以智能建造推進建造體系升級,實現項目全生命周期智能化管理,助力企業高質量發展。
——構建智能建造管理體系。中國二十二冶認為各層級的“一把手”是構建智能建造管理體系和推進智能建造落地的關鍵,通過壓實各層級智能建造管理職責,將智能建造納入日常經營管理,提升項目整體運營效能。中國二十二冶智能建造的推廣應用由集團本部做主導,把握智能建造應用推廣的方向,各相關業務部門負責智能建造對應模塊功能要求和管控指標制定,加強對各單位的應用推廣及考核,并建立實施落地保障體系逐級向下管理,過程中要將平臺數據作為部門業務管理的抓手,促進智能建造平臺的深度應用。
二級單位層面由單位負責人為第一責任人,工程系統領導作為智能建造分管領導,項管部作為智能建造推廣應用的牽頭部門。制定本單位智能建造應用推廣方案,健全本單位項目監控、監督管理機制,督導項目部落實相關智能建造方案及應用標準的落地實施。加強對項目日常數據的考核,確保數據及時、準確、完整。
項目部層面由項目經理作為第一責任人,工程經理作為本項目智能建造分管領導。建立項目部智能建造管理體系,相應職責納入到各崗位工作職責中。
最終實現集團層面—二級單位層面—項目部層面穿透管理,發揮公司各職能部門“穿透式”賦能,能夠不受地理位置限制,快速完成多個點位的檢查,實現監管“多級聯動、全局覆蓋”遠程監管零距離,利用智能建造管理平臺指揮調度發起遠程視頻會議,實現巡檢部門與項目有關人員信息交流,規避路途遠檢查少的問題,大幅度的提升了工作效率。
——建立智能建造平臺。中國二十二冶聚焦業務在線,自主研發“二十二冶智能建造管理平臺”,助力企業管理升級。智能建造管理平臺堅持“好用、管用、實用”為主,持續加強數據上下貫通,減少數據重復錄入,為項目一線人員減負并提高管理效率。融合了物聯網、BIM(建筑信息模型)、大數據分析、人工智能輔助決策等技術,通過平臺看板數據可反映業務管理真實情況,利用智能建造平臺與在用信息系統集成,減少人為收集數據、分析問題過程,提高管理效率。目前,已建立勞務管理、進度管理、可視化管理、實測實量管理、巡檢管理、危大工程監測管理、環保管理、物料跟蹤管理、建筑機器人管理、機械設備管理等30余種管理模塊。
同時,通過項目使用傳感終端設備實現現場數據自動收集、整理、應用、分析功能,實現施工全套工藝流程的全周期信息管理鏈條,提升施工現場管理效率和安全性。通過預警引擎,實現項目各業務代辦事項的實時預警提醒,提高項目管理效率。
依托“二十二冶智能建造管理平臺”,公司300余個項目接入平臺。各項目通過智能建造利用數字建模仿真交互技術提前發現實際建造過程中有幾率存在的問題,制定可行方案,進一步控制質量、進度和成本,提高運營效率,利用泛在感知萬物物聯技術通過傳感器、攝像頭、RFID(射頻識別)、激光掃描儀等智能設備,獲取過程信息,打通設備之間及設備與云平臺之間的穩定通信,全面感知現場施工狀態,實現項目現場與企業管理的互聯互通、資源合理配置、各參與方之間的協同運作,提高工程建造質量和效率。利用人工智能輔助決策技術充分的發揮數據的分析決策作用,使得處理問題的能力得到提升,形成智能決策輔助管理。
——注重智能建造人才教育培訓。在智能建造人才教育培訓方面,中國二十二冶對復合型人才的要求是:具備智能建造相關的基本理論、基礎知識和基本技能;掌握項目智能建造的規劃應用能力,熟悉智能施工裝備的原理及操作,具備信息化數據采集與分析能力,能利用智能建造知識解決復雜工程問題并提出解決方案;具備使用數字手段進行項目管控的能力,熟悉智能建造實施工程技術應用與管理;能夠應用BIM模型進行協同管理與動態控制。
同時,構建出多層次、多渠道的教育培訓體系,針對各業務基層員工做對應的基礎技能、平臺操作培訓;對于中層管理人員提供智能建造項目管理、高級課程班、對標學習等;對高層次技術專家或領導者,開展智能建造前沿技術探討研究、行業發展的新趨勢等方面的研討活動。鼓勵員工積極考取有關信息化、數字化、智能化的知名廠商認證、項目管理認證或國家認可的軟考認證等。
——推廣智能建造應用技術。對于新技術應用推廣,中國二十二冶優先推廣數字仿真交互、人工智能、物聯網、機器人等關鍵技術應用群,通過技術升級、技術創新實現作業方式的改變,提高解決實際問題的能力和效率,為智能建造打下基礎。
同時,以示范工程應用為抓手,探索建立智能建造實施推廣機制,推動各項技術集成應用,形成典型案例,總結可復制可推廣經驗做法,逐步推行至各單位。定期舉辦智能建造專家講座、觀摩學習、數字化智能建造競賽等活動,促進智能建造知識傳播、經驗分享。
此外,積極參加外部活動。參加國家、行業各類智能建造大賽等評比活動,出席行業峰會開展智能建造典型案例相關交流、展示,提升中國二十二冶品牌知名度與影響力。
作為首批命名“國家裝配式建筑產業基地”的中國二十二冶堅持新發展理念,精準把握工業設計發展規律和新時代特征,注重吸收工業設計新思想、新理念,明確未來發展趨勢和重點,進入加速發展的快車道。
——強化工業化設計研發體系建設。中國二十二冶加大新型建筑工業化科學技術研發投入,成立新型工業化建筑研究院,引入信息化管理人員、軟件研發人員以及管道模塊化等有關專業的人員,初步打造形成了一支年齡結構符合常理,專業分布廣泛的高素質、專業化、精英化的裝配式建筑研發技術團隊。整合自身的優勢,聯合清華大學、中國建筑科學研究院、中冶建筑研究總院等科學研究機構以及生產設備廠家、結構配件、裝飾裝修部品部件企業和單位建立廣泛深入的合作,以裝配式鋼—混凝土結構體系、裝配式混凝土結構體系和裝配式低能耗建筑三個主打產品為基礎,完成了鋼混二代鋼結構產品、工業化建筑和模塊化實施工程技術、低能耗建筑實施工程技術、PC結構快速檢測施工方法等課題的研發任務,形成裝配式建筑全產業鏈研發的新格局。
——智能工廠賦能高效生產。中國二十二冶圍繞新型建筑工業化生產制造,集成應用信息化、BIM、物聯網、云計算和大數據技術,組建中冶綠建裝配式PC(預制混凝土)數字化智慧工廠智能管理系統,實現預制構件生產的可視化、數據化、流程化、規范化、協同化。全面推廣構件三維軟件BIM設計,實現從“設計端”到“生產端”的數據直送。按照構件安裝進度和生產任務需求,結合工廠既有產能和生產節拍,實現對全部訂單數據來進行合理化分析。合理制定排產計劃,從原來排產9小時縮短到1.5小時,節省管理人員,大幅度的提高生產線的有效上班時間,模臺利用率提升30%,平均每個項目可節約工期5~7天,保證了項目履約能力。此外,通過權限平臺、業務平臺、管控平臺和移動端打造,可達到智能傳遞、智能共享、智能排產、智能統計、智能追蹤,目前成功應用于多個工廠的40多個項目,中國二十二冶初步完成智慧制造領域的智慧生產工業化體系打造。
——探索新賽道塑造新優勢。對企業而言,無論是當前提振信心、推動經濟回升向好,還是在未來發展和競爭中贏得戰略主動,都必須加快實現高水平科技自立自強,以科技體制改革為突破,強化企業科學技術創新主體地位,開辟新賽道、增強新動能、塑造新優勢,加快形成新質生產力。
裝配式裝修則是中國二十二冶開辟新賽道、塑造新優勢的新路徑。當前,裝配式內裝的應用愈來愈普遍,是未來發展的大趨勢。裝配式裝修采用干式工法,將工廠生產的部品部件在現場進行組合安裝,具有“干式工法施工、部品集成預制、管線結構分離、可拆卸可循環”的特點和“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、信息化管理”的優勢特征。其本質是通過設計生產一體化智造系統,提高內裝實施工程技術水平,以部品化的方式解決傳統裝修質量上的問題,從而提升品質、提升效率,同時減少人工、減少資源能源消耗、減少建筑垃圾,實現綠色低碳,減少工期。
在河北省唐山市路北區唐山創智城一期項目西南側的智能建造指揮中心已落成。該項目采用裝配式裝修,全面利用BIM技術,將墻面、頂棚、地面所需的裝飾裝修用到的材料,均提前在工廠產出,然后運到工地像“搭積木”一樣快速拼裝而成。一方面裝修設計都采用環保材料,減少膠類使用;另一方面在健康環保的基礎上,裝配式裝修實現了內裝與管線、結構分離,現場無濕作業、無噪聲、無垃圾、無污染,既有利于內裝靈活調整,又保證了建筑內裝環節的節能環保。
通過裝配式裝飾裝修施工工藝,使得工期可以從原先的30天縮短到15天,大幅度的提升了工作效率。基于“設計引領建造”核心的裝配式內裝智造體系,中國二十二冶打通了“設計—生產建造”環節,改變傳統制造緩慢低效模式,最大化節約社會資源,降造的碳排放。
——強化工業化科技成果轉化。中國二十二冶注重新型建筑工業化重大科學技術成果的轉化應用,推動建筑領域新技術、新材料、新產品、新工藝創新發展。“近年來,我們公司在科學技術創新方面的總投入約3億元,研發項目投入超過2000萬元,目前年產能30萬立方米的現代化廠房已能夠完全滿足研發和成果轉化需求。”據中國二十二冶集團有限公司裝配式建筑分公司總工程師張曉峰介紹,中冶綠建三大體系的相關專利推廣應用已覆蓋京津冀地區,為40多項裝配式工程提供設計、工程項目施工及技術服務工作,示范工程建設項目已超30余項,推廣應用裝配式建筑示范50余萬平方米,部品部件供應量10多萬立方米。
近年來,中國二十二冶先后承擔國家“十三五”重點及省部級計劃項目3項、科技及新技術應用示范項目4項,申報裝配式建筑相關專利222件,其中授權專利103件;科技成果鑒定10項;科技獎5項;獲省部級工法10項;BIM成果獎項4項;主參編國家、行業、區域標準9篇;獲國家及省級QC成果12項。推廣預制疊合樓板生產的基本工藝、預制裝配式混凝土剪力墻制作技術、裝配整體式混凝土剪力墻結構疊合樓板安裝實施工程技術相關成果,應用項目30余項,推廣效果顯著。
當前,中國二十二冶正牢牢把握新一輪科技革命和建筑產業變革新機遇,以領跑者的定位、開拓者的氣魄、奮進者的姿態,持續推動建造方式向綠色建造、智能建造和工業化建造轉變,為推動中國建造、中國智造不斷實現質量變革、效率變革、動力變革貢獻央企力量。
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加快推進好房子建設,能更好構建房地產發展新模式、打造中國建造升級版、實施城市更新行動、為人民群眾創造更高品質生活空間。