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建筑幕墻行業裝配式智能工地展望

來源:2020論文集  作者:李鳳輝 曹亞軍 車志巖 吳晉 羅正林  日期:2020-8-26
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  摘要:通過對幕墻行業的發展趨勢、國家政策及國內外裝配式現狀的分析,結合我司三個項目在裝配式領域的應用和探索,以及裝配式智能化、信息化在工程中的具體應用,提出對幕墻行業智能化工地的未來展望和發展建議。
   關鍵詞:幕墻;裝配式;施工方式;智能化

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  摘要:通過對幕墻行業的發展趨勢、國家政策及國內外裝配式現狀的分析,結合我司三個項目在裝配式領域的應用和探索,以及裝配式智能化、信息化在工程中的具體應用,提出對幕墻行業智能化工地的未來展望和發展建議。

關鍵詞:幕墻;裝配式;施工方式;智能化

  1. 行業發展趨勢

  1.1. 市場規模

  1.1.1. 全球建筑裝配式市場發展規模

  2010 年至 2017 年全球裝配式建筑市場規模變化情況如下:

圖1全球建筑裝配式統計表

  1.1.2. 我國建筑裝配式市場發展規模

圖2建筑裝配式統計表

  隨著裝配式建筑應用率的提升,我國裝配式市場規模快速增長。

圖32010-2020年我國建筑幕墻工程總產值及預測

  2. 國內外現狀分析

  2.1. 常規幕墻施工方式

  2.1.1. 腳手架

圖4腳手架

  常規的建筑幕墻使用各類腳手架,措施搭設周期長、成本高、施工效率低、拆改次數多。吊籃

圖5吊籃

  傳統吊籃改進為電動吊籃,依然存在施工缺陷,安全風險等問題。

  2.1.2. 施工流程工藝

圖6常規施工工藝

  隨著時代發展,傳統幕墻施工依然是所有材料運輸至現場切割、加工。

  2.2. 裝配式現狀分析

  2.2.1. 行業壁壘

  1、設計壁壘

  裝配式建筑的先行環節是設計,設計需覆蓋工程結構、機電、裝飾等方面,資質要求高,研發過程復雜,具有一定程度的壁壘。

  2、技術壁壘

  裝配式施工在國內還處于探索及推廣階段,其運用超出國內企業現有技術水平,導致實施難度大。因此,技術和研發周期構成裝配式建筑的壁壘之一。

  3、制造與管理壁壘

  企業要實現規模化制造,不僅需要掌握核心技術,還需要在系統運營上具備豐富的經驗,這也是規模化生產受阻的重要原因。因此,產業化制造與管理也是壁壘之一。

  4、生產設備壁壘

  裝配式建筑所需構件模具對設備的質量和性能提出了很高的要求。目前我國生產設備主要購自國外,受產能所限,同時企業使用進口設備的經驗不足,因此生產設備也構成了壁壘。

  5、資金成本壁壘

  上述環節均需投入大量資金。因此,資金也構成企業發展的資金壁壘。

  3. 應用及探索

  3.1. 裝配式建筑滲透率分析

圖7裝配式建筑滲透率

  相比于許多發達國家和地區,目前我國裝配式建筑的滲透率較低。在積極明確的計劃、市場需求和不斷標準化的裝配式建筑行業的共同作用下,未來幾年裝配式建筑的滲透率將有顯著的提升。

武漢火神山,雷神山裝配式建造過程全動畫演示

  3.2. 驅動因素分析

  3.3. 市場政策

  3.3.1. 國家政策

  3.3.2. 地方政策

  3.4. “勞動力緊缺+ 環保趨嚴”驅動

  3.4.1. 建設費用上漲

圖8日本建筑業指數圖

  從數據上看,日本建筑業工資上漲與住房預制率呈現明顯的正相關關系。

  3.4.2. 勞動力數量減少,工資上漲

圖9中國建筑業指數圖

  2015年以來,中國建筑業農民工人數持續下降,工資持續上漲。

  3.5. 政策開啟裝配式市場

  3.5.1. 環保政策趨嚴

圖10固定資產投資價格指數中人工費漲幅領先

  當前,我國建筑結構體系較為粗放,一方面造成了資源的嚴重浪費;另一方面過程中產生了污染。由于裝配式生產方式極大地減少了現場施工所帶來的污染,提高了環境保護程度,成為了變革的主要方向。

  3.5.2. 政策不斷出臺,行業步入快速發展期

圖11國內各地政策類型分布

圖12全國房屋及裝配式建筑新開工面積測算

  3.6. 裝配式應用情況

  3.6.1. 裝配式項目

圖13重慶來福士項目

重慶來福士項目單元體整體提升演示

圖14西安奧體中心項目

西安奧體中心吊裝過程演示

圖15西安絲路項目

西安絲路會展中心吊裝過程演示

  3.6.2. 國內外各大媒體報道

  圖16媒體報道

  3.6.3. 社會效益

圖17項目觀摩

  3.7. 重慶來福士裝配式介紹

  3.7.1. 工程概述

圖18重慶來福士項目效果圖及現場圖

  空中連廊由相互獨立的四棟塔樓支撐的超高層(詞條“超高層”由行業大百科提供)橫向建筑,整個連廊呈現出彎弧波紋形狀。

  3.7.2. BIM應用

圖19 BIM軟件應用

  利用BIM軟件建模分析,深化細部節點(詞條“節點”由行業大百科提供),保證設計方案的可行性;提升措施與結構碰撞檢查;

  3.7.3. 測量放線

  測量數據龐大;空中連廊需從環內多點輔助測量;

圖20測量放線配套系統、機具

圖21工藝流程圖

  3.7.5. 同步提升

  超大幕墻單元體同步提升,需克服整體剛度弱及迎風面積過大難題。

圖22同步提升

  3.7.6. 超高層提升防風

  兩江交匯處的建筑群之間的氣動干擾效應容易產生劇烈的空氣流動,發生渦流、氣流和陣風。

  提升高度較高,需要數天完成。幕墻裝飾單元體迎風面積較大,為保障提升的安全性,我司采用新型技術,完美解決了提升過程中的防風難題。

圖23防風拉結

  3.7.7. 超高層多軌滑移

  在完成提升后,靠近塔樓的單元需在高空進行水平滑移。

圖24滑移軌道和滑移錨點

  3.8. 幕墻工程的智能化和信息化

  幕墻行業的智慧工地,一種嶄新的工程現場一體化管理模式,是互聯網+與傳統幕墻行業的深度融合。

圖25幕墻工程的智能化和信息化

  3.8.1. 勞務管理信息化

圖26勞務管理信息平臺

  3.8.2. 物資管理信息化

圖27物資管理信息平臺

  材料的運輸、加工廠、現場入口、領料、庫存等信息都能通過物資管理信息化平臺查看材料實時情況,便于整體進度把控。

  3.8.3. 施工技術交底可視化

圖28施工技術交底可視化

  3.8.4. 無電充電化施工管理

圖29無電充電化施工管理

  3.8.5. 安全管理小程序

  安全管理的數據化,使一線安全管理人員更快捷地掌握各項目安全工作的開展和數據統計。

圖30安全管理小程序

  3.8.6. 二維碼電箱巡查

  電箱巡檢不再手動簽字,利用二維碼系統進行記錄,管理人員隨時檢查電箱情況。

圖31二維碼電箱

  3.8.7. 語音提示器和行為記錄儀

  所有重大危險作業區域設置紅外線語音提示器,管理人員配備行為記錄儀,隨時拍攝設備、人員及現場環境情況,時刻保持安全警惕。

圖32語音提示器

  3.8.8. 遠程視頻監控

  項目負責人、公司安監部利用管理APP隨時查看各項目現場施工情況。

圖33視頻監控

  3.8.9. 建立質量管理云存儲平臺

  各項目自合同簽訂起云平臺自動建立項目賬戶信息,自項目啟動后的一切質量管理活動信息都將按要求上傳信息。

圖34平臺儲存資料

  3.8.10. 下一步規劃

圖35數據共享

  達到數據共享及流程優化的目的,實現數據的自動采集、自主分析,設備的自我學習和自動更新,使智能設備操作更簡易,功能更智慧。

  4. 展望與建議

圖36建議

中建深裝自主研發單元式幕墻“安裝機器人”

  未來的幕墻施工現場,不會再出現大量管理人員和操作工人,全部由機器人代替,只需在項目監管中心配備少量智能設備操作人員。

圖37物資智能化管理

  通過模型處理、材質貼圖、藍圖編譯等程序,完成項目下單工作,并導入手機APP中,實現物資全過程監控。

  作者簡介

  李鳳輝(LiFenghui),男,1982年5月生,職稱:高級工程師;工作單位:中建深圳裝飾有限公司;

  曹亞軍(Cao Yajun),男,1979年11月生,職稱:高級工程師;工作單位:中建深圳裝飾有限公司;

  車志巖(CheZhiyan),男,1981年2月生,職稱:工程師;工作單位:中建深圳裝飾有限公司;

  吳晉(Wu Jin),男,1998年4月生,職稱:助理工程師;工作單位:中建深圳裝飾有限公司;

  羅正林(Luo Zhenglin),男,1976年2月生,職稱:高級工程師;工作單位:中建深圳裝飾有限公司;

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