建筑碳中和 | 马明磊：智能建造是建筑企业低碳化转型必经之路

    马明磊，中建八局工程研究院院长，博士后，中共党员，高级工程师，“马明磊基础设施科技创新工作室”带头人；承担国家“十三五”重大科研课题2项，省部级课题4项，参与国家“十二五”重大项目1项，主持并参与重大局级课题若干项；编著参与2项，参编国家标准2项，地方标准4项，主撰并出版企业标准2项，参与并出版企业标准3项；获得上海市五一劳动奖章，荣获建交委“城市之星”，上海市市政公路行业“领军人才”，中建八局“优秀党员”“先进工作者”“工会积极分子”等称号。

    日前，《“十四五”建筑业发展规划》发布，其中提到：加快智能建造与新型建筑工业化协同发展。中国建筑第八工程局有限公司（以下简称“中建八局”）作为建筑行业智能建造方面的翘楚，一直备受社会关注，我们也有幸采访了中建八局工程研究院院长马明磊。在采访中，马明磊表示，实现智能建造，不主张一刀切式的转型，它需要一步一个台阶，一步一个脚印摸索着前进，通过不断地迭代与实践检验，去逐步验证不同工艺的智能化实现路径。

    多元迭代，建筑智能化产业升级

    随着“双碳”目标的提出，各大企业加速开启低碳转型之路。中建八局立足行业发展新趋势，围绕新型材料、智能建造、绿色发展、智慧运营、低碳能源等多元化的新兴领域，持续推进前瞻性的技术与产业研究，形成了“951”工业化智能建造技术体系与“273”智造产品及装备体系，内在驱动为主，持续打造行业“计划为主线、WBS为支撑、业务为牵引”的数字建造类生产线，在基础设施和高端房建两大业务领域实行了赛马式科研，不断堆积企业的产业高新技术水平。

    据介绍，截至2021年底，中建八局已累计下线25台可取代人工的智能装备，涵盖了测量、生产、安全与质量提升等诸多方面。其中第一代IABM智能装配造桥机、尺蠖式空中造楼天车、混凝土地面施工机器人、探地雷达机器人等获得了业内的高度认可。伴随着智能设备的下线与服役，对建筑产业工人的数量依赖程度有对应的降低；同时，标准化率和模块化率的提升，从成本角度为企业高质量发展提供了内生动力。

    值得一提的是，中建八局IABM智能装配造桥机，在绍兴智慧公路的首次使用，重新定义了市政高速路网的快速架设模式。该桥机长76.5m、宽15m、高15.5m，总重360t，能够在30min之内架设一片200t重的盖梁，每公里架设工期可节省7d，实现了线上和线下的双模喂梁体验。马明磊介绍：“这台智能装配造桥机的百米过孔率相对传统方式可提高1.1%，是目前业内同类产品提架能级的150%，在行业内也是一次非常有意义的探索。”据悉，IABM智能装配造桥机2.0版本将于2022年推出，更多亮点值得期待。

    IABM智能装配造桥机

    “该装备的投入在深圳招商银行总部大厦项目中得到应用，使得该项目底板混凝土施工工期提前近两个月，极大地节约了项目施工过程的时间和人力物力成本。”马明磊提到的这款机器人便是中建八局研发的自行走溜管清洗机器人，是中建八局溜管装备智能化改造的优秀成果之一。溜管清洗机器人在项目应用中可减少支撑架数量60%，确保钢管100%回收再利用，提升施工节材率；同时还可以减少成本投入，节约经济效益。

    马明磊强调，智能建造的本质还是为了提高劳动生产率，是为了实现低碳化发展。这期间，中建八局也聚焦环境保护、土壤治理等领域，做相关环保产业类机器人的研发，在实践现场的一线去升级改造我们的传统工艺和场景。

    数字驱动，BIM赋能主业建造

    首都体育馆作为2022年冬奥会短道速滑和花样滑冰的比赛场馆，进行了一次“换貌”，中建八局承担了首都体育馆的改扩建任务，在高标准、严要求之下，中建八局竭力打造“最美的冰上运动场”。

    首都体育馆始建于1968年，是北京市文物局发布的优秀近现代保护建筑，至今已有50多年的历史。由于当时技术条件有限且建筑历史久远，给改造任务带来了一定的难度。历经数次改造后发现设计图纸与现场实际建筑结构存在较大差异，图纸问题较多，为此，中建八局采用三维扫描建筑数字化还原技术，精确测量现场建筑结构，将现场实际情况与根据1968年竣工图纸建立的“非准确”BIM模型进行对比，通过测量结果修正BIM模型，最后得出一个完整、精确且能够真正指导施工的BIM模型。

    首都体育馆项目

    其次，首都体育馆顶部改建工程跨度大、净空高，也给施工带来了一定的难度。馆内一层中厅空间开阔，四周为既有结构看台，南北看台长112.4m，东西看台长度88.9m，宽度16m。场馆内空间大，新建装修完成后吊顶净高20.7m，吊顶内专业分包多，包括体育专项、照明、消防等10家专业单位交叉施工，工期紧且原屋面钢结构体系承载力不足，无法利用。中建八局便研发了大跨度多组合桁架式脚手架上行式移动平台技术。脚手架上部的操作平台为桁架梁结构形式，施工时，只需移动上部平台，就可进行下一个施工段的装修或结构安装工作。该体系具有搭设快、耗材少、施工灵活、安全性高的特点。经测算，上行式移动平台能够在大跨度高净空环境下缩短了工期3个月，且节约钢材用量50%～60%。

    首都体育馆项目——大跨度网架结构屋盖吊顶施工技术

    首都体育馆作为冬奥会比赛用地，场馆内设置了一块61m×31m的标准冰场，要求能够实现3h内的场地转换要求，且赛后场地可以转换为冰壶和冰球、排球场地，因此，对制冰和冰场室内环境要求极为严格。为了确保馆内冰场的温度、湿度、风速、冰层厚度保持在相对稳定的区间内，中建八局采用多点红外温度传感器及冰面温度传感器探测的方式，对冰面进行多个点位的实时探测，智能控制系统确保冰面温度可靠性和均匀性。在湿度保障方面，中建八局采用世界上最先进的转轮除湿机，可实现20%以下相对湿度及﹣40℃以下的露点温度。同时将CO2作为制冷剂循环制冰，制冷量更大、温度更均匀。

    中建八局以承建“高、大、特、精、尖”工程被业内外熟知，打造了机场、会展、体育场馆、文化旅游等一系列特色和优势项目，如西安奥体中心、郑州奥体中心、杭州-国际博览中心G20峰会项目。这些项目是中建八局“传承红色基因、凝聚蓝色力量、推动绿色发展”的体现，也是中建八局长期坚持科技创新的成果展现。

    融合优化，走低碳化发展之路

    发展绿色建筑、加强低碳技术革新是中国实现“双碳”目标的必由之路，中建八局作为建筑领域绿色建造的排头兵，聚焦绿色智慧建造，打造绿色低碳工程，助力“双碳”目标的实现。

    马明磊介绍，中建八局一直赋能绿色建造领域，曾制定了《绿色施工手册》。《绿色施工手册》作为绿色施工领域的“字典”，指导施工人员安全、有效、绿色、低碳作业；2021年，中建八局制定了《低碳建造技术指引》，总共收集了150项绿色低碳建造指引，并在多个项目中得到了应用；同年，中建八局编制了第1款碳排放计算软件——《中建绿碳1号》，面向建筑全寿命周期进行碳排放核算，包含建造阶段、运维阶段及拆除阶段，建立了企业级碳平衡“四位一体”科技路线。

    同时，中建八局还计划开展全局碳排放摸底，厘清各业务板块的综合碳排放现状，分析重点降碳领域，挖掘降碳潜力，构建施工企业碳排放监管系统；同时开展对重大工程和富有专业特色的项目进行绿色低碳施工专项技术的研究、开发，进一步完善《建筑工程低碳建造成套技术》，研究、开发绿色低碳的施工工艺。

    融合优化，持续发力，中建八局将增强科技赋能，深入开展负碳策划、零碳设计、低碳施工、降碳运维的“四碳一体”研究，研究低碳建造成套技术，推行建材低碳化配置与减量化、循环化利用；打造引领行业的绿色低碳示范工程，强化绿色能源应用，实现建造方式绿色低碳转型，创建超低能耗绿色园区、绿色基础设施和零碳工地示范项目。

    中建八局还将加强绿色低碳成果引导，通过政策倾斜、指标考核等方式，鼓励企业内部发挥自身特色优势降碳增效，形成差异化低碳成果，明确低碳发展方向，加大技术研发力度，迅速进入高质量发展“快车道”，应对低碳转型。