中國(guó)建筑：科技賦能建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

陳朝陽

2021年12月10日，中建八局山東聊城興華路跨徒駭河大橋舉行碳纖維斜拉索掛索儀式，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)碳纖維首次應(yīng)用于橋梁主索，實(shí)現(xiàn)了零的突破，為碳纖維在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用積累重要經(jīng)驗(yàn)，具有里程碑式意義。

7項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、12項(xiàng)詹天佑大獎(jiǎng)、近2萬項(xiàng)專利……國(guó)企改革三年行動(dòng)開展以來，中國(guó)建筑集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱：中國(guó)建筑）以科技賦能高質(zhì)量發(fā)展，圍繞打造原創(chuàng)技術(shù)“策源地”和產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(zhǎng)”，攻克一批重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)，努力開創(chuàng)科技創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展新局面。

2021年7月30日，主跨1 160米的宜昌伍家崗長(zhǎng)江大橋建成通車。作為主大橋的核心基礎(chǔ)，大橋北岸155米主塔采用自主研發(fā)的智能造塔機(jī)，打破了橋塔施工長(zhǎng)期依賴液壓爬模體系的行業(yè)現(xiàn)狀，施工效率提升30%。

這是中國(guó)建筑用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)行業(yè)的一個(gè)縮影。提出新理論、開辟新領(lǐng)域、探索新路徑……從企業(yè)發(fā)展和行業(yè)進(jìn)步出發(fā)，越來越多的自主創(chuàng)新正把握時(shí)代脈搏，應(yīng)對(duì)問題挑戰(zhàn)。以建筑工業(yè)化為例，中國(guó)建筑研發(fā)投入超40億元，構(gòu)建了大國(guó)建造的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。

中國(guó)建筑自主研發(fā)的全球加載能力最強(qiáng)、加載空間最大、功能最領(lǐng)先的土木工程實(shí)驗(yàn)設(shè)備“中建萬噸級(jí)多功能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”投入使用；國(guó)內(nèi)首個(gè)“智能裝配造橋機(jī)”實(shí)現(xiàn)橋上喂梁、地面提梁，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序自動(dòng)化，大大提高了安全性能和工效，每公里架設(shè)時(shí)間可節(jié)省7天；“零海拔屋”在海拔3 500米西南高原地區(qū)圓滿完成拼裝與聯(lián)調(diào)，成功實(shí)現(xiàn)建筑群模塊化、超低能耗、智能控制等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用突破；“空中造樓機(jī)”尖端技術(shù)成果逐漸從摩天大樓向普通高層建筑普及應(yīng)用，隨之配套的單塔多籠循環(huán)運(yùn)行施工電梯、廻轉(zhuǎn)式多吊機(jī)集成運(yùn)行平臺(tái)、自爬升塔機(jī)綜合施工技術(shù)在內(nèi)的一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)成果孕育而出。

根深才能葉茂，源遠(yuǎn)方可流長(zhǎng)。目前，中國(guó)建筑已建成5個(gè)國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心、59個(gè)省部級(jí)企業(yè)技術(shù)中心；建立31個(gè)省部級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)、8個(gè)中建科創(chuàng)平臺(tái)；建成博士后工作站10個(gè)，以及其他各類科技創(chuàng)新平臺(tái)16家，形成了以自主創(chuàng)新為主導(dǎo)、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)制。中國(guó)建筑超兩萬名研發(fā)人員探索施行“揭榜掛帥”“賽馬”等科研項(xiàng)目管理新形式，立項(xiàng)相關(guān)科研任務(wù)，持續(xù)加大關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)力度，在實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)方面充分發(fā)揮了支柱和帶動(dòng)作用。一項(xiàng)項(xiàng)受人矚目的“大國(guó)重器”，正不斷推動(dòng)中國(guó)建造提質(zhì)增效、邁向世界領(lǐng)先水平。

2021年9月29日，中國(guó)建筑與蘇州市政府以及蘇州市地方企業(yè)聯(lián)合成立“雙碳”研究院，積極打造中國(guó)建筑“雙碳”背景下的技術(shù)、產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)體系。圍繞國(guó)家戰(zhàn)略，中國(guó)建筑積極開展建筑領(lǐng)域“雙碳”研究工作，形成《中國(guó)建筑“雙碳”科技創(chuàng)新行動(dòng)方案》，完成1萬余項(xiàng)調(diào)研工作，為高質(zhì)量完成“雙碳”重大任務(wù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，必須改變?cè)写址判蜕a(chǎn)方式。中國(guó)建筑加速建筑工業(yè)化布局，牽頭成立全國(guó)第一個(gè)裝配式建筑科技創(chuàng)新聯(lián)盟、建設(shè)中國(guó)首家全產(chǎn)業(yè)鏈裝配式建筑智慧工廠，投資PC預(yù)制構(gòu)件廠超50個(gè)，涵蓋大灣區(qū)、成渝、長(zhǎng)三角等戰(zhàn)略區(qū)域，年總產(chǎn)能超600萬平方米，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

10天建成火神山醫(yī)院、12天建成雷神山醫(yī)院，讓世人驚呼“基建狂魔”的背后，最大的秘密武器是工業(yè)化裝配式建筑建造技術(shù)。“所有的病房都使用具備防火性能的環(huán)保材料的集裝箱式構(gòu)造，通過專業(yè)集成和交叉深化設(shè)計(jì)，工廠加工預(yù)制，在現(xiàn)場(chǎng)按型號(hào)拼裝到位，可以大大加快施工進(jìn)度，像搭積木一樣蓋房子?！敝薪ㄈ秩景惭b組負(fù)責(zé)人袁松表示。據(jù)測(cè)算，裝配式建筑的施工工期比傳統(tǒng)模式縮短40%，建筑垃圾比傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目減少80%以上。

國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展上，中國(guó)建筑展出的高效建造新結(jié)構(gòu)體系（PPEFF體系）歷經(jīng)五年研發(fā)，在5省市應(yīng)用面積超10萬平方米。梁、板、柱等均為不出筋構(gòu)造，采用工廠預(yù)制，加工便捷簡(jiǎn)易，大量減少現(xiàn)場(chǎng)支撐結(jié)構(gòu)和濕作業(yè)，不僅極大降低人工成本和模具制造成本，降低建筑能耗，減少建筑垃圾，更能較傳統(tǒng)施工方式縮短工期約30%，引領(lǐng)我國(guó)裝配式混凝土建筑由“濕式”向“干式”轉(zhuǎn)型升級(jí)。

減少碳排放，固廢利用尤為重要。粉碎、攪拌、燒制……在中建四局廣州花都石崗安置區(qū)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，建筑廢渣正被粉碎成細(xì)骨料，“搖身一變”成為一塊塊透水磚?！鞍凑?個(gè)小時(shí)不間斷處理，項(xiàng)目平均一天可以處理固廢垃圾500立方米，處理回收率可達(dá)到40%至50%?！表?xiàng)目經(jīng)理牛永緒說，通過“就地取材”的資源化利用，不僅能節(jié)約征用土地費(fèi)、垃圾清運(yùn)費(fèi)等經(jīng)費(fèi)，還能有效減少清運(yùn)過程中的粉塵等環(huán)境污染。針對(duì)地鐵施工，中建五局自主研發(fā)“中建造石機(jī)”，計(jì)劃每小時(shí)處理100噸渣土的原位生產(chǎn)線，以解決地鐵渣土處置成本高、環(huán)境污染大等問題，可實(shí)現(xiàn)地鐵領(lǐng)域、隧道領(lǐng)域綠色施工，走出一條內(nèi)涵集約式高質(zhì)量發(fā)展新路。

光伏建筑是新能源應(yīng)用的重要載體。中國(guó)建筑牽頭國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目——公共交通樞紐節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)與示范、國(guó)家自然科學(xué)基金——高原太陽能熱電動(dòng)態(tài)耦合過程研究、美國(guó)能源基金——典型公共建筑太陽能綜合利用研究等10 余項(xiàng)光伏建筑重大課題研究，開展光儲(chǔ)直流柔性建筑碳中和技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用，在當(dāng)代MOMA恐龍三號(hào)超低能耗養(yǎng)老房屋項(xiàng)目、湖南長(zhǎng)沙辦公樓光伏建筑一體化項(xiàng)目、中建綠色產(chǎn)業(yè)園辦公樓項(xiàng)目等多個(gè)工程試點(diǎn)應(yīng)用，形成具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列控制芯片和電器設(shè)備，在光伏、柔性充電、直流微網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)上取得良好成果。

加快推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，創(chuàng)造數(shù)字化發(fā)展新模式，已經(jīng)成為引領(lǐng)創(chuàng)新和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型的先導(dǎo)力量。中國(guó)建筑積極開展信息化建設(shè)、兩化融合、數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。研發(fā)形成自主可控的設(shè)計(jì)協(xié)同管理系統(tǒng)和智慧工地集成管理系統(tǒng)2項(xiàng)BIM集成管理系統(tǒng)，獲7項(xiàng)軟件著作權(quán)，編制4項(xiàng)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)內(nèi)外20余個(gè)單位、1 000多個(gè)項(xiàng)目上開展推廣應(yīng)用。

“互聯(lián)網(wǎng)+”物資采購(gòu)新模式，是中國(guó)建筑應(yīng)用信息化手段，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈共贏的一個(gè)縮影。集采平臺(tái)上線至今，匯集74萬余家中小企業(yè)，累計(jì)招投標(biāo)約115萬次，交易總額約4.5萬億元，單單有審批，筆筆有痕跡，次次可追溯，有力促進(jìn)全行業(yè)供應(yīng)鏈管理水平整體提升，為建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索了發(fā)展新路。

在數(shù)字化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)下，科技正與建筑領(lǐng)域深度融合。2021年服貿(mào)會(huì)上，一臺(tái)正在行進(jìn)、外形酷似獵狗的“機(jī)器人”吸引不少觀眾駐足圍觀?！斑@是研發(fā)的智能巡檢機(jī)器狗，它跑得快、身手靈活、‘眼力’毒辣，可以代替人力深入到消防水井、地下管廊或較窄的肥槽等復(fù)雜危險(xiǎn)區(qū)域，執(zhí)行密閉施工空間環(huán)境的監(jiān)測(cè)?！敝薪ㄒ痪终箙^(qū)工作人員介紹，智能巡檢機(jī)器狗身上“背”著有害氣體監(jiān)測(cè)儀，可自動(dòng)識(shí)別一氧化碳、可揮發(fā)有機(jī)物、粉塵等，實(shí)時(shí)顯示和上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、生成對(duì)應(yīng)趨勢(shì)曲線，不僅減少安全事故發(fā)生率，而且能極大節(jié)省成本。中建電力廣西防城港核電項(xiàng)目采用我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“華龍一號(hào)”技術(shù)，預(yù)埋件作為一種連接構(gòu)件在核島施工中被廣泛應(yīng)用，總數(shù)約12萬個(gè)，總重量約為2 700噸，焊接工作量巨大。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)預(yù)埋件焊接機(jī)器人——集自動(dòng)協(xié)調(diào)控制、工件旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)、防碰撞功能、清槍剪絲等功能為一體的“全能悍將”?！跋啾热斯ず附?，施工人員僅需根據(jù)不同焊接型號(hào)調(diào)整機(jī)器人工作臺(tái)，在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)，工作效率提升3.5倍?！敝薪ǘ指笨偣こ處?、技術(shù)中心主任胡立新介紹道。

創(chuàng)新生態(tài)重在要素融合，交流合作是科技創(chuàng)新的“生態(tài)密碼”。中國(guó)建筑積極與國(guó)內(nèi)知名高校、科研院所，開展一系列務(wù)實(shí)合作，攻堅(jiān)核心關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)科研力量?jī)?yōu)化配置和資源共享。管道非開挖修復(fù)機(jī)器人如今已成為城市管道修復(fù)施工人員眼中的“寶貝”。無需開挖路面，配備高清旋轉(zhuǎn)攝像頭的檢測(cè)機(jī)器人直接從地下管網(wǎng)進(jìn)入指定管道，通過“CT”檢查發(fā)現(xiàn)癥結(jié)后，地面人員遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)“上藥”，效率提升近3倍，成本降低約40%；智能測(cè)量機(jī)器人可基于BIM模型自動(dòng)尋徑，依據(jù)算法對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高精度測(cè)量，根據(jù)開間、進(jìn)深、層高、垂直度、平整度、陰陽角方正等測(cè)量結(jié)果自動(dòng)生成報(bào)表，提高實(shí)測(cè)實(shí)量的精度和速度；智能抹灰機(jī)器人具備室內(nèi)導(dǎo)航、自主行走、視覺學(xué)習(xí)、智能供料等功能，通過高效振動(dòng)和液壓提升，可將砂漿平整涂抹在墻面，免除腳手架搭建，達(dá)到300平方米/天的工作效率，并極大減少空鼓等質(zhì)量問題。智能噴涂機(jī)器人、分揀機(jī)器人、焊接機(jī)器人、切割機(jī)器人、墻板安裝機(jī)器人……中國(guó)建筑自主研發(fā)20多項(xiàng)智能化裝備，通過視覺傳感器和內(nèi)置算法，推動(dòng)傳統(tǒng)工藝步入無人化、智能化時(shí)代。

一組組碩果累累的數(shù)字，一件件飽含科技的產(chǎn)品，勾勒出科技創(chuàng)新不斷為高質(zhì)量發(fā)展增能提速的廣闊圖景。放眼未來，中國(guó)建筑將立足新發(fā)展階段，完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念，服務(wù)和融入新發(fā)展格局，積極探索智慧、數(shù)字、低碳發(fā)展新路徑，在推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展中發(fā)揮領(lǐng)軍作用，為建成世界科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)中建力量。

2022年3月5日，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出，推進(jìn)科技創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，突破供給約束堵點(diǎn)，依靠創(chuàng)新提高發(fā)展質(zhì)量。

創(chuàng)新是一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族發(fā)展的重要力量，也是推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步的重要力量。“十四五”開局之年，中國(guó)建筑以時(shí)不我待、只爭(zhēng)朝夕的勁頭，積極探索智慧、數(shù)字、低碳發(fā)展新路徑，在智能建造、綠色建筑、建筑工業(yè)化等方面開展前瞻性研究，研發(fā)出一批科技新產(chǎn)品，掌握了多項(xiàng)重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)，推動(dòng)了中國(guó)建筑行業(yè)提質(zhì)增效。

科技自立自強(qiáng)，正成為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。我們只有堅(jiān)定敢為天下先的志向，在獨(dú)創(chuàng)獨(dú)有上下功夫，勇于挑戰(zhàn)最前沿的科學(xué)問題，提出更多原創(chuàng)理論，作出更多原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)，才能在重要科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨越發(fā)展，跟上甚至引領(lǐng)世界科技發(fā)展新方向，掌握新一輪科技競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略主動(dòng)，進(jìn)而提升國(guó)家科技創(chuàng)新能力。