探秘国内首座超150米近零能耗建筑 智能建造竟到这种程度了!
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2024年01月11日 09:12:15
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    项目概况   中建四局科创大厦项目位于广州市天河区广州国际金融城东区,属于广州CBD核心区域,交通便利。项目用地面积6745㎡,项目建筑面积10万㎡,地下3层,地上36层,建筑高度176m,采用钢结构框架及钢筋混凝土核心筒结构体系,外墙主要采用单元式光伏遮阳一体化幕墙。

 



 
项目概况
 
中建四局科创大厦项目位于广州市天河区广州国际金融城东区,属于广州CBD核心区域,交通便利。项目用地面积6745㎡,项目建筑面积10万㎡,地下3层,地上36层,建筑高度176m,采用钢结构框架及钢筋混凝土核心筒结构体系,外墙主要采用单元式光伏遮阳一体化幕墙。  

 
项目定位为“建筑科技典范、创新总部标杆”。通过建立低能耗设备系统,引入舒适的自然通风与自然光源,打造智慧办公系统,建设屋顶空中绿洲花园等现代科技方式,将项目缔造为广州金融城片区超甲级标杆写字楼。  

智能建造
 


数字建造平台

重难点1    
项目为总承包管理模式,传统管理方法难度较大    
解决方法:    
项目上线中建四局自主研发的数字建造平台,打造信息化、数字化、可视化的多类终端看板。平台业务板块分为指挥中心、BIM协同管理、资源、进度、安全、质量、双碳、监控、CIM+、云端建造管理十大核心模块。    

   
实时管控现场进度,提高管理效率,弱化经验依赖性,降低项目投入成本。    
 
▲ 数字建造平台结构  

组成模块


 
模块一:指挥中心  
数据中台,提供项目管理决策支持数据。  

 
 

 
模块二:BIM协同管理  
信息呈现,数据互联互通实现精细化管理。  

 
 

 
模块三:资源管理  
标准量化,实现流程标准化与计量精细化。  

 
 

 
模块四:进度管理  
动态对比,构建进度追踪与分析管理体系。  

 
 

 
模块五:安全管理  
全面感知,提升项目安全风险防范能力。  

 
 

 
模块六:质量管理  
过程管控,规范作业流程实现监管与追溯。  

 
 

 
模块七:双碳管理  
低碳节能,实现项目全生命周期双碳目标。  

 
 

 
模块八:监控大屏  
实时监管,全方位掌握项目情况与进度。  

 
 

模块九:CIM+  
线上监管,推动政企交流合作深度开展。  

 
 

模块十:云端建造工厂  
智能建造,打造核心筒结构类工厂化施工平台。  

 
 

智慧建造技术

数字建造平台实时对现场施工进行监控,各核心模块计划应用20项智慧建造技术,目前已上线应用15项技术,具体包含用水用电监测、基坑临边监控仪、智能识别系统、智能电表系统、智能地磅系统、智能风控系统、无人机及智能航拍等。  

 
 
▲ 20项智慧建造技术  

   

 

   

 

   


云端建造工厂

重难点2:      
项目工期紧,核心筒结构变化复杂    

   
解决方法:      
应用中建四局自主研发轻型顶模—云端建造工厂作为施工模架,其快速安拆体系能够根据结构变化进行快速调整,从安装到第一次顶升仅用时17天,目前实现4天一层楼循环施工速度,已安全顶升33次。      

特点1:新型模块化轻量化桁架单元快速拼装  
①节约材料用量,用量减轻17%;  
②方便加工生产,杆件数量降低30%;  
③接头用高强螺栓和销轴连接,快速拆改;  
④柔性设计理念,有效降低施工偏差影响。  


 
特点2:新型高承载力附墙支撑系统  
改变挂抓形式,降低附墙支撑系统作用点与剪力墙之间距离,削弱上部荷载对剪力墙形成的面外弯矩,在200mm厚剪力墙上实现超过140吨的单点承载力,满足设计需求。  

 


▲ 新型高承载力附墙支撑模型及现场安装  

 
特点3:钢平台大空间类工厂化布置  
设计充分考虑平面和垂直空间,集成挂架系统形成舒适高效的办公大空间,打造全封闭的类工厂作业环境。在平台内部设置控制指挥中心、临时办公和休息区域,集成通风降温系统,为作业人员和管理人员提供舒适的空间。
 

 

 

 

特点4:建筑智能机器人协同高效施工  
 

 

(1)钢筋自动上料机器人  

 
实现钢筋自动计数并按规则码放至指定区域的机器人,塔吊将一捆钢筋下放至上料台区域,通过机器人的电机导链传动,自动批量完成钢筋规整及码放动作,码放速度 3秒/根,待计数达到设定数量后自动停止,随后钢筋抓取机器人进行后续操作。能够节省工人1名。  

 


(2)钢筋抓取机器人  

 
实现钢筋自动抓取及码放的机器人,负载达120KG,可从钢筋堆场中一次性抓取6-8根5m长的钢筋,并将之批量码放至钢筋转运机器人的槽盒内,完成自动放料过程,整个过程全自动化执行。相比传统人工,节省工人2名,能够连续作业。  

 


   
(3)钢筋转运机器人  

 
机器人由RGV轨道车、回转机构和下放机构组成。钢筋批量放置于机器人槽盒内后,RGV轨道车沿着钢轨运输至等待钢筋绑扎的墙体上方,随后竖转下放装置通过多层滑台机构的伸缩将钢筋下放至作业面。钢筋转运数量 6-8根/次,节省工人2名,减小劳动强度,易于管理。  

 


(4)智能布料机器人  

 
安装在云端建造工厂平台顶面,适用于高层建筑施工,降低劳动强度,节省工人2名和泵管拆除时间。通过控制液压油缸实现臂节的运动(伸展、折),与回转机构配合将混凝土输送到施工面。智能控制系统可根据浇筑作业需求、浇筑次序,自动控制布料机到达设定的浇筑点位坐标进行作业。  

 


 
(5)智能振捣机器人  

 
用于核心筒剪力墙混凝士振捣,由振捣棒、自动收放装置、RGV轨道小车组成。RGV小车沿着钢轨可移动至待振捣的剪力墙区域上方,通过可伸缩的线缆,将振捣头下放至墙体内混凝土进行振捣。线缆长度最大可延长至13米。整机体积小机动灵活、操作简单,节省工人1名和振捣棒盘整时间。  

 


   
(6)桁架整平抹光机器人  

 
用于建筑楼面混凝土的整平和抹光施工工艺。通过示教器对机械手进行预设记忆、程序编写和参数配置,录制运动轨迹后,机械手可按既定路线自主移动,一键完成混凝土整平、抹光作业。整平头和抹光头搭载着自动激光扫平系统、自调节系统,可消除困轨道高低起伏造成的误差。节省1名工人,作业效率12平方米/分钟。  

 


   
(7)开合模机器人  

 
用于建筑施工的外墙模板开合的轨道移动式机器人,其搭载3D视觉相机,可实现螺杆、背楞等特征的识别和定位,误差仅2mm,并根据3D相机的坐标定位控制机械臂依次拔出螺杆,拉拔背棱,同时系统配置激振系统实现开合模工艺。全程无需人工额外干预。节省1名工人,全过程自动执行,拉拔螺杆速度快于传统人工施工。  

 


 
(8)移动巡检机器人  

 
架设在作业层挂架的轨道上。观察混凝土浇筑过程、剪力墙钢筋绑扎过程和造楼机升降过程,通过视频画面和AI图像识别技术进行移动监控、安全巡检(穿戴反光衣、安全帽、人员跌倒、人员抽烟等行为规范)、质量巡检。可24h全天候自动巡检。  

 


   
特点5:云端建造工厂智慧管控  
数字孪生技术打造的管控大脑  

 
 

 
针对云端建造工厂内部空间与建造高度优化设计的多制式融合、低时延通信组网系统  

 
 

组成系统多线并行组装,快速完成安装


5.1开始吊装到5.16完成验收,5.17实现第一次顶升,历时17天,刷新顶模从安装到顶升最快纪录。  

 

 
 

优化施工工序,合理穿插作业,快速循环建造


优化施工工序,各专业施工合理穿插,水平竖向结构同步施工,云端建造工厂实现4天一层的循环施工。  

 
 


“碳中和”理念


重难点4:      
项目定位“低碳节能绿色标杆”,应用“碳中和”设计理念,打造近零能耗建筑    

     
解决方法:      
项目采用“碳中和”设计理念,理念包含绿色设计、绿色建材、绿色施工三大技术相结合,以“双碳建筑”为目标,应用了大量新技术、新工艺,带动整个金融城东区推广双碳改造。      
 


总结与展望


以“建筑科技典范,创新总部标杆”为定位,项目应用领先的建筑科技、智能绿色低碳元素,精诚打造“科技创新策源地”,以科技创新为引领,不断探索装配式建筑、绿色化建筑、智慧化建筑等先进技术,在创新中实践,将企业文化、未来总部的建筑特色、科技与智慧成果合为一体,全方位、多角度阐释建筑科技典范、创新总部标杆,将成为对外展示的重要窗口。通过持续科技创新,助力中国建造高质量发展,推动数字智能建造技术的示范应用。     
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