戴姆雷博:“数字化建造”突破“装配式”瓶颈

2019-04-24 09:28:49来源:青岛日报
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戴姆雷博展示装配式建筑工厂的数字建造技术

“装配式”建筑,已经成为公认的建筑业升级方向。

在日本,积水住宅成熟的住宅建筑部品机器人生产线已运行多年;在瑞士,ETH已经可以“像制造汽车那样盖房子”,以预制的方式在现代化工厂完成建筑构件的生产,“装配”出了苏黎世ITA大楼、甘特拜恩酒厂等大型公建。

与日本、瑞士这些在“装配式”建筑领域经营多年的发达国家相比,国内装配式建筑才刚刚起步。正是看到其中巨大的市场空间,高伟俊——日本工程院首位中国籍院士,领衔组建了戴姆雷博团队,2017年带领团队回国,并与青岛理工大学达成战略合作。2018年公司正式落户青岛。

在这支涵盖建筑、机械设计、信息控制等多学科背景的中外复合型团队看来,“装配式”建筑的核心是“数字化建造”,就是能够根据每一个建筑的具体特点,从设计之初就给出相应的构建加工图,用数字技术打通从设计、建造到管理的全链条。

“装配式”领域的异型建筑“专家”

异型建筑不再是所谓的“短板”,生产异型的建筑构件恰恰是装配式生产所擅长的

在标新立异、彰显个性化的时代,异型建筑早已不再只是大剧院、体育馆等大型公共建筑的专属,越来越多的办公楼、住宅区在满足功能性和经济性的基础上,有了性能化美学方面的更高需求。然而,你或许想象不到异型建筑的造价之高。举个例子,长沙梅溪湖艺术中心仅幕墙投资就达到4.7亿元,算下来每平米造价高达6000多元,而普通建筑的幕墙造价每平米只有几百元。

青岛戴姆雷博机器人科技有限公司,是这类异型建筑的建造“专家”,通过使用机器人进行装配式生产,提升了异型建筑的建造效率,降低了建造成本。

在通常的认知里,异型物品是难以通过标准化的工厂流水线生产出来的。而戴姆雷博表示,生产异型的建筑构件恰恰是装配式生产所擅长的。

戴姆雷博技术人员揭示了其中的奥妙:在传统建造工艺里,组成异型建筑的每块嵌板都需要用一套专用模具来生产,模具使用过一次后就要废弃,且生产过程需要耗费几倍于普通建筑的人工。而对于装配式来说,异型建筑嵌板与普通嵌板在工艺、成本上没有太大区别,通过计算机编程和机器人作业,实现从设计到建造的一体化生产,异型建筑嵌板的生产不再需要使用模具,所有嵌板都是一体化成型,从而节省了大量模具、人工和时间成本。

通过视频,戴姆雷博向记者展示了团队所掌握的部分异型建筑建造技术:两台机器人通过“缠绕”方式,将处于软性状态的碳纤维材料在框架间“编织”出复杂形态,之后经过固化处理成为坚硬牢固的建筑单体构件,多个单体再连接组合成更复杂的建筑;在另一个演示中,戴姆雷博通过“切割”方式,在两周时间内仅用一台可移动机器人、一名技术人员,建造出一个近200平米的日式木质建筑的主体结构……

形态各异的幕墙模块,又是如何实现精准连接和牢固安装的?技术人员解释,戴姆雷博从设计环节就开始考虑复杂曲面幕墙的受力与支撑问题,并通过程序来控制模块内连接螺栓的位置,从而保证模块的连接角度和弧度与设计相符,保证幕墙安装后的曲率连续性,从而实现严丝合缝的拼接。

4月3日,第十五届国际绿色建筑与建筑节能大会在深圳拉开帷幕,戴姆雷博通过数字建造技术搭建起来的异型展位,成为展会上的一大亮点。机器人建造技术在戴姆雷博实验室经历了不断的迭代研发,公司目前掌握了木、砖、混凝土等不同材质建筑构件的数字化建造技术,尤其在异型材料切割和数字化模型构建方面一直保持着技术领先。

用“数字化”打通“装配式”全链条

目前国内装配式建筑产业链条是彼此断裂的“孤岛”,设计、建筑企业、装配式工厂各自为战

和中国许多产业的最初起步一样,虽然市场巨大,但“装配式”建筑产业自身的短板也相当触目。

从理论上来说,装配式建筑具有施工效率高、环保等优点,但是,记者调查了解到,国内装配式工厂的现状则是,生产过程仍然需要大量人工,导致建造成本要高于传统现场浇筑方式,且只相当于把建筑施工污染从室外转移到室内,不能从根本上解决建筑行业节能减排和绿色可持续发展。另一方面,从建筑设计之初就要通盘考虑建造过程中,构件的制作、运输、安装等后续环节,是一个完整的链条。目前国内装配式建筑产业链条是彼此断裂的“孤岛”,设计、建筑企业、装配式工厂各自为战,带来最直接的后果就是,装配式工厂的生产能力总是难以满足实际的设计标准和建设需求。

戴姆雷博认为,装配式建筑需要转向以数字化建造为核心,用数字化打通全行业链条。拥有一支从建筑、机械设计到信息控制的国际复合型技术团队,是戴姆雷博能够打通从设计、建造到管理全链条的关键。据公司相关负责人介绍,戴姆雷博的技术融合了多个国家技术体系的优势,同时根据中国市场的特点进行了落地,在机器人在场砌筑、机器人多维木构、机器人大尺度三维打印、机器人复杂复合板材制造等方面具备较强优势。国内近几年虽然也开始出现此类技术的研究(清华大学、同济大学相关课题),但是像戴姆雷博这样投入大、技术全面、行业专家汇聚,形成产业转化的还比较少见。

利用全产业链优势,戴姆雷博确立了“技术输出+产业制造”的发展战略。

作为技术方案提供商,戴姆雷博可以为装配式建筑工程提供数字化建筑一体化设计方案;同时,瞄准当前构件生产企业智能化升级的巨大市场,提供机器人建造生产线的建设改造方案。

作为构件生产企业,戴姆雷博的产品依靠技术上的成熟具备了价格优势,尤其在异型建筑构件生产上成本优势突出。

在展示大厅,记者看到了公司所生产的异型外墙装饰保温一体板。记者了解到,戴姆雷博目前将城市外立面的建设改造作为国内市场的一大突破口,大力推广自主研发的外墙装饰保温一体板。此外,公司还在“一带一路”、“走出去”战略发展方面积极寻求市场突破——许多国家对装配式生产的要求都比较高,戴姆雷博希望成为中国建筑企业海外拓展的“智囊”。(记者 张淼淼)

责编:王瑞景

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