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智能建造与建筑工业化:建筑业高质量发展实现碳中和的必由之路

2021-03-09 16:44:14 作者:李佳阳
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  建筑行业的创新升级成为今年全国两会的焦点之一。行业“招工难、用工荒”、高素质建筑工人短缺、建筑节能减排等话题获得了广泛的讨论和关注。

  全国政协委员、碧桂园集团董事会主席杨国强在提案中指出,目前我国建筑业大而不优,落后的施工手段及施工方式制约了行业效率及建筑质量提升,无法从根本上解决施工安全问题,行业“招工难”“用工荒”现象也在不断加剧。

  智能随动式布料机在作业(受访者提供)

  杨国强认为,智能建造与建筑工业化协同发展代表了建筑业高质量发展方向,他建议大力支持建筑机器人及智能施工设备研发应用,同时融合应用大数据、云计算技术,设立建筑业大数据创新中心,实现行业数字化赋能,加快实现智能建造技术和产品的市场化应用,推动行业升级。

  目前,我国建筑业碳排放占比在国民经济各行业中居于前列,发展智慧建造和推进建筑工业化,也是实现碳中和的必然要求。

  建筑行业创新发展迫在眉睫

  建筑业是国民经济的重要支柱产业,但传统建筑行业面临人力短缺、耗能污染等诸多困境,行业创新发展迫在眉睫。

  近年来,我国建筑业工人平均年龄将逐年提升、从业人数将持续减少,用工成本持续增加趋势不可逆。根据国家统计局和浙商证券研究所的统计,全国农民工平均年龄从2008年34岁增加至2019年40.8岁,全国40岁以下农民工占比2008年、2019年分别为70.0%、50.6%。

  一批地面抹平机器人即将下线(受访者提供)

  新生代农民工(1980年后出生)中仅14.5%从事建筑业,较老一代农民工(1980年前出生)29.5%从事建筑业,占比大幅下降,不及老一代农民工的一半。“用工荒”、“用工难”在建筑业表现尤为明显。

  人力短缺一定程度上提高了建筑工人收入,但也造成了建筑行业产值利润率的连续下滑。根据中国建筑业协会的统计,2019年建筑工人月均工资4560元,在各细分行业中排名第二,仅次于交通运输仓储4667元。2010-2016年,建筑业产值利润率基本维持在3.50%左右;但2017-2019年随着建筑业农民工工资增速显着加快,建筑业产值利润率从2016年3.61%低位连续3年下滑至2019年3.37%。

  根据克而瑞数据,目前房地产企业将智慧建造深度应用于测绘环节、设计环节、施工环节、大型复杂工程设计环节的占比分别约为10%、8%、4%、26%。可以看出,在施工环节,智慧建造的渗透率最低。近年,住建部联合多部委密集出台政策,引导、支持建筑行业转向升级,推进智能建造与建筑工业化。

  去年7月,住建部等七部门发布《绿色建筑创建行动方案》,提出积极探索5G、物联网、人工智能和建筑机器人在工程建设领域的应用;

  去年8月,住建部等九部门出台《关于新型建筑工业化发展的若干意见》,提出大力推动装配式建筑、建筑信息模型技术、全过程工程咨询等创新技术和模式,以智能建造为核心实现新型建筑工业化;

  今年2月初,住房和城乡建设部发布《关于同意开展智能建造试点的函》,确定上海市、重庆、广东三地的7个项目将开展智能建造试点工作。其中,碧桂园主导的佛山顺德凤桐花园项目位列其中,这是集团旗下博智林建筑机器人首个商业应用项目,也是目前国内唯一真正引入建筑机器人且批量应用于工程建造过程的试点项目。

  博智林建筑机器人累计施工面积已达80万㎡

  据了解,凤桐花园项目位于佛山顺德,总建筑面积13余万平方米,项目以BIM数字化技术为基础,整体应用了包括建筑机器人及智能施工设备、新型建筑工业化在内的智能建造体系,为未来建筑机器人的推广应用起到示范引领作用。

  早在去年9月,首批9款43台建筑机器人在顺德碧桂园凤桐花园项目举行交接仪式,以建筑机器人为核心的人机协同作业施工体系正式在一线投入使用,开启实战模式。截至目前,凤桐花园项目已开展了建筑机器人应用的多项试点,包括首次完成机器人参与示范区建造、首次建立机器人调度中心、首次跑通修整类机器人施工模式等。



  外墙喷涂机器人在作业(受访者提供)

  在凤桐花园项目的智慧指挥中心,工作人员面对大屏幕点击鼠标,项目任一楼栋、任一楼层的工程细节都能以平面或三维视图来直观呈现,并能远程监控任一项目工地上建筑机器人的实时状态,并能够远程对机器人下发工单。

  在地下车库作业面,工程师在平板电脑上一键下发任务,“身高”1.7米的地坪研磨机器人随即启动自主工作,遇见柱子能灵活地自动调整避障。随着磨盘转动,原本粗糙的地面很快变得光滑如镜,而沙尘被全部吸收进后面的集尘袋中,现场看不到传统地坪研磨灰尘弥漫的工作场景。

  建筑工人出身的杨国强在不同场合多次表示,希望建房过程中繁重、重复、危险的部分工作能够由机器人来完成,“首先是符合我们对零伤亡和安全的追求,第二能使我们的质量提升,第三能使我们的效率提升。”

  希望正在成为现实。截至2021年2月,博智林已并有18款机器人在佛山顺德机器人谷首开区和凤桐花园等超过15个项目中开展试点应用,累计应用施工面积达80万㎡。

  智能建造与建筑工业化助力实现碳中和

  推动建筑业升级,并不只是行业内部的呼声,也是实现碳中和的必然要求。

  在传统的浇灌式建筑工地,存在建筑原材料与能源消耗大,粉尘、噪音与建筑废物污染程度高,施工效率难以提高等难题,国盛证券研究所测算,国内“建筑物化”碳排放占比约17%,“建筑运行”碳排放占比约22%,是实现碳中和目标的重大挑战。

  资料图

  与此同时,建筑减碳也孕育着丰富的市场机遇。如发展装配式建筑和装修,能够大幅减少能耗和碳排放,提升建筑工程效率,这其中离不开多功能的建筑机器人应用。

  作为这一领域的先行者,博智林在研建筑机器人及智能产品近50款,已递交专利有效申请3042项,其中发明专利2161项;已获专利授权984项,其中发明专利262项,在关键领域拥有一批自主核心技术。目前博智林已形成混凝土施工、混凝土修整、砌砖抹灰、内墙装饰等12个建筑机器人产品线。

  再比如建造更多节能建筑,通过使用过程中的能耗节制达到减排的目标。据碧桂园介绍,公司投建运营的广州思科智慧城、碧桂园总部大楼、潼湖科技小镇等均采用了立体城市设计理念,融入垂直绿化和多维度生态景观系统,合理应用可再生能源、智能化设备以及LED照明系统等技术。

  二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和——这是中国应对全球气候变化的庄严承诺。现在看来,推动智能建造及建筑工业化,也是实现碳中和大局的关键一招。

责任编辑:姜政

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