智慧造樓工廠通過科技創(chuàng)新、功能集成，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候高效施工與精益建造高效融合，促進(jìn)高層建筑建造方式向人性化、智能化、集成化、綠色化升級(jí)，助力新型建筑工業(yè)化的發(fā)展。

一、應(yīng)用概況

為了實(shí)現(xiàn)新型建筑工業(yè)化、建筑工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)化、施工現(xiàn)場(chǎng)工廠化，解決行業(yè)痛點(diǎn)（施工作業(yè)環(huán)境差、勞動(dòng)力不足、施工安全性低、施工效率低等），達(dá)蒙安防科技有限公司研發(fā)了智慧造樓工廠并成功應(yīng)用。

智慧造樓工廠是體現(xiàn)建筑工業(yè)化、施工機(jī)械化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的大國(guó)重器，不僅是對(duì)傳統(tǒng)建筑施工方式的顛覆性變革，填補(bǔ)了新型建筑工業(yè)化的技術(shù)空白，更是符合新質(zhì)生產(chǎn)力的特點(diǎn)和內(nèi)涵。其特征是基于 BIM 技術(shù)，整合智能模塊逐漸由智能設(shè)備或機(jī)器人取代各種人工作業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)無人化建造。具體表象為“智慧造樓工廠 = 建筑信息模型（BIM）+ 云端建造工廠（云端平臺(tái)）+ 移動(dòng)建造工廠（終端裝備）”。

圖1 智慧造樓工廠樣架

二、智能建造技術(shù)應(yīng)用

（一）關(guān)鍵技術(shù)

1. 整體大模板懸掛轉(zhuǎn)運(yùn)功能

集成手拉葫蘆用來吊掛剪力墻、梁側(cè)向大模板，懸掛大模板整體隨智慧造樓工廠同步頂升至下一個(gè)作業(yè)層，手拉葫蘆微調(diào)模板高差便于合模。利用這些技術(shù)能夠有效的減少模板散拆轉(zhuǎn)運(yùn)的工作量及其所需耗費(fèi)的人工，起到降低施工強(qiáng)度，提升經(jīng)濟(jì)效益的目的。

圖2 整體大模板懸掛轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)圖

圖3 整體大模板懸掛轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)圖

2. 噴淋養(yǎng)護(hù)功能

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有集成水箱、高壓噴淋設(shè)備，鋪設(shè)管路及噴淋頭，支持定點(diǎn)、定時(shí)、定量噴淋養(yǎng)護(hù)降塵。此外，通過設(shè)置不同的噴淋時(shí)間、水量和噴灑范圍，可以滿足不同工地的降塵需求。噴淋養(yǎng)護(hù)設(shè)備可自動(dòng)運(yùn)行，無需人工干預(yù)，能夠有效降低人力成本。

圖4 噴淋養(yǎng)護(hù)功能現(xiàn)場(chǎng)圖

3. 開合式電動(dòng)防雨棚功能

集成電控電動(dòng)防雨棚可根據(jù)天氣、氣溫、環(huán)境等因素隨時(shí)控制電動(dòng)雨棚的開合。全天候施工保障系統(tǒng)，可大幅縮短施工周期并降低施工成本，終結(jié)了自古以來露天作業(yè)的歷史，提高工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

圖5 開合式電動(dòng)防雨棚功能現(xiàn)場(chǎng)圖

4. 智能巡檢機(jī)器人

集成智能巡檢機(jī)器人設(shè)備支持自動(dòng)巡邏監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工情況；可識(shí)別高危作業(yè)并發(fā)出警報(bào)，能夠很好的解決現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、施工質(zhì)量、施工安全難以管控問題，實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工情況，確保現(xiàn)場(chǎng)施工按序進(jìn)行。

圖6 智能巡檢機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)圖

5. 液壓布料機(jī)集成

液壓布料機(jī)操控可集成在智慧造樓工廠控制臺(tái)統(tǒng)一操控，布料機(jī)可隨智慧造樓工廠同步頂升，精準(zhǔn)、均勻的將混凝土澆筑到指定位置。作業(yè)時(shí)由布料機(jī)將混凝土直接注入提前配好鋼筋的吊掛模板中，即可快速形成墻體模型，大大加快建造的速度，提升工程效率，最快 3 天可完成一個(gè)結(jié)構(gòu)層的施工。

圖7 液壓布料機(jī)現(xiàn)場(chǎng)圖

6. 轉(zhuǎn)運(yùn)天車集成

支持額定預(yù)制構(gòu)件的轉(zhuǎn)運(yùn)，可周轉(zhuǎn)各類材料（鋼筋、模板、加固件等）至指定位置、指定樓層。各類預(yù)制配件吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)，能夠減少人工搬運(yùn)成本，提升施工效率。設(shè)備操作簡(jiǎn)便，能夠靈活調(diào)整起吊高度和角度，適應(yīng)不同的施工需求，類似移動(dòng)加工廠，能夠快速、高效地進(jìn)行物料轉(zhuǎn)運(yùn)，提高施工效率，縮短工程周期。

圖8 轉(zhuǎn)運(yùn)天車現(xiàn)場(chǎng)圖

7. 集成會(huì)議室

支持施工現(xiàn)場(chǎng)安全技術(shù)交底、現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)會(huì)議、工作安排部署等；集成電路、空調(diào)、可降解生物衛(wèi)生間等滿足施工人員日常需求。集成會(huì)議室有效地改善了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)環(huán)境，充分體現(xiàn)出了以人為本的建造理念。

圖9 轉(zhuǎn)運(yùn)天車現(xiàn)場(chǎng)圖

8. 集成控制與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)一體

支持集成控制智慧造樓工廠的頂升、電動(dòng)雨棚的伸縮、噴淋養(yǎng)護(hù)的開關(guān)、液壓布料機(jī)的操作、轉(zhuǎn)運(yùn)天車的運(yùn)行等等，可實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧造樓工廠的運(yùn)行場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)重點(diǎn)部位應(yīng)力、應(yīng)變及位移，堆載超限情況、環(huán)境（風(fēng)速風(fēng)向、濕度等）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)對(duì)接各類傳感器的數(shù)據(jù)傳輸及采集并支持手機(jī)端展示數(shù)據(jù)，支持將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接入至項(xiàng)目整體智慧管理平臺(tái)。

圖10 集成控制與數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

9. 通風(fēng)調(diào)溫系統(tǒng)

通風(fēng)調(diào)溫系統(tǒng)搭載空調(diào)和風(fēng)機(jī)，在夏季可有效使內(nèi)部溫度降低 5~8℃，給作業(yè)人員提供更加舒適的作業(yè)環(huán)境，提高作業(yè)效率。

（二）創(chuàng)新點(diǎn)

1. 輕量化、模塊化

以住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》為基礎(chǔ)，傳統(tǒng)基建向“新基建”方向發(fā)展，所有結(jié)構(gòu)采用輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，較頂模重量大幅降低，單個(gè)構(gòu)件輕，多種構(gòu)件可直接人工搬運(yùn)組裝。采用模塊化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)快速組裝和拆卸，適用于多種建筑類型，如高層建筑、橋梁等，能夠提高建筑的靈活性和可維護(hù)性，提高施工效率，降低成本、減少浪費(fèi)。

2. 工廠化、智能化

智慧造樓工廠及建造技術(shù)是以機(jī)械作業(yè)、智能控制方式，實(shí)現(xiàn)高層建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土的工廠化作業(yè)。該設(shè)備平臺(tái)模擬一座移動(dòng)式造樓工廠，將工廠搬到施工現(xiàn)場(chǎng)，采用機(jī)械操作、智能控制手段與現(xiàn)有混凝土供應(yīng)鏈、混凝土高空泵送技術(shù)相配合，逐層進(jìn)行地面以上結(jié)構(gòu)主體和保溫飾面一體化板材同步施工的現(xiàn)澆建造技術(shù)，用機(jī)器代替人工，實(shí)現(xiàn)高層及超高層鋼筋混凝土的整體現(xiàn)澆施工建造。智慧造樓工廠通過科技創(chuàng)新、功能集成，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候高效施工與精益建造高效融合，促進(jìn)高層建筑建造方式向人性化、智能化、集成化、綠色化升級(jí)，助力新型建筑工業(yè)化的發(fā)展。

三、應(yīng)用效果

目前，智慧造樓工廠已完全具備工廠車間的基本要素，施工現(xiàn)場(chǎng)即是工廠，將工廠上樓，是新型建筑工業(yè)化的重要途徑。其功能分區(qū)包括：工作區(qū)。由管理及操作人員、生產(chǎn)設(shè)備、原材料組成的工藝流程生產(chǎn)線；堆料區(qū)。用于原材料及半成品的堆放、成品的驗(yàn)收和交付；配套設(shè)施。包括會(huì)議辦公區(qū)、衛(wèi)生設(shè)施、水電消防及網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。

從應(yīng)用效果看，智慧造樓工廠重量450~500噸，而傳統(tǒng)造樓機(jī)重量1000~1200噸，相比之下重量可減少50%。智慧造樓工廠頂升速度快，單層 4.5 米層高頂升速度 50 分鐘，其模板懸掛系統(tǒng)利用鋼桁架平臺(tái)帶動(dòng)施工模板（結(jié)構(gòu)主體豎向結(jié)構(gòu)）的頂升，不需要依靠人工傳遞模板，勞動(dòng)力減少了 40%。此外，智慧造樓工廠將傳統(tǒng)的露天作業(yè)變成室內(nèi)工廠化作業(yè)，不受刮風(fēng)、下雨、高溫等天氣影響，施工工期可減少 20%。目前，智慧造樓工廠（2.0 版）相比傳統(tǒng)造樓機(jī)，可降低施工綜合費(fèi)的10%，未來通過技術(shù)革新升級(jí)，可降低更多的施工綜合費(fèi)。

（作者：廣州達(dá)蒙安防科技有限公司。全文刊載于《中國(guó)建設(shè)信息化》。）

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