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！

 

 

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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