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行業(yè)新聞
智能建造,中國(guó)人將在月球這樣蓋房子...
時(shí)間:2024-09-29    來源:長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)、華中科技大學(xué)、預(yù)制建筑網(wǎng)    分享:
據(jù)悉,2021年底,中國(guó)科技部將“輕量化可重構(gòu)月面建造方法研究”列入重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,華科大成為該項(xiàng)目首席科學(xué)家單位。
來源 | 長(zhǎng)江日?qǐng)?bào)、華中科技大學(xué)
出品 | 湖北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳

9月1日晚8時(shí)

由中宣部、教育部

和中央廣播電視總臺(tái)聯(lián)合主辦的

公益節(jié)目《開學(xué)第一課》播出


節(jié)目中

中國(guó)工程院院士、華中科技大學(xué)丁烈云教授

向孩子們介紹在月球上“建房子”的故事




月球上建房子



在《開學(xué)第一課》上,中國(guó)工程院院士、國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心首席科學(xué)家丁烈云向?qū)W生們展示了兩份模擬月壤和用模擬月壤制成的月壤磚。

如何用月壤燒制月壤磚?丁烈云表示,月壤里面含有多種礦物,它們的熔點(diǎn)也不一樣,需要確定一個(gè)最佳的燒制溫度段,使得制作的月壤磚能夠達(dá)到我們建筑材料所需要強(qiáng)度,需要不同的燒制方法?!澳壳埃覀兛梢园言氯来u燒到100兆帕的強(qiáng)度,這個(gè)強(qiáng)度比混凝土還要堅(jiān)硬得多?!?nbsp;


丁烈云表示,現(xiàn)在我們?cè)诘厍蛏蠠频哪M月壤磚強(qiáng)度非常高了,但并非在月球原位燒制的,因?yàn)闊频沫h(huán)境不一樣。在月球上這種極端環(huán)境下燒制月壤磚,而且要確保質(zhì)量。在月球上面建房子,目前至少有兩種方案,一種方案就是要把它燒成磚,然后用機(jī)器人來進(jìn)行砌筑,另外一種方案,就是直接的用3D打印來進(jìn)行建造。 

丁烈云取出一個(gè)樣品盒表示,今年10月這個(gè)盒子將隨天舟八號(hào)到空間站。這個(gè)盒子里每一個(gè)圓形的空間里有一小塊月壤試塊,它們是由不同成分的月壤燒結(jié)成的試驗(yàn)小塊,拿到空間站去做暴露試驗(yàn),讓紫外線、宇宙射線和溫差去考驗(yàn)它。 

據(jù)悉,2021年底,中國(guó)科技部將“輕量化可重構(gòu)月面建造方法研究”列入重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,華科大成為該項(xiàng)目首席科學(xué)家單位。  


地球到月球的高昂運(yùn)輸成本,使得月面建造只能利用月球自身材料進(jìn)行。月面建造的條件非常極端,包括真空、重力、輻射、月震、隕石、幾百度的溫差等等,使之成為無(wú)比復(fù)雜且涉及多學(xué)科交叉的超級(jí)工程。

丁烈云院士帶領(lǐng)的華科大團(tuán)隊(duì)將中國(guó)傳統(tǒng)制磚砌筑的建造方式與3D打印相結(jié)合,利用月壤燒出帶有榫卯結(jié)構(gòu)的月壤磚,再用機(jī)器人砌筑,“像搭建星際積木一樣”在月球上搭房子,具有風(fēng)險(xiǎn)小、成本低等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心供圖


目前,丁烈云院士團(tuán)隊(duì)開展了月壤燒結(jié)及月面極端環(huán)境影響等多項(xiàng)前沿研究,相關(guān)的月面建筑“月壺尊”、砌筑拼裝機(jī)器人“中國(guó)超級(jí)泥瓦匠”、原位資源3D打印機(jī)器人“月蜘蛛”的設(shè)計(jì)也在穩(wěn)步推進(jìn)。



湖北:“像造汽車一樣造房子”成為現(xiàn)實(shí)



2022年6月25日,“國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心”成立揭牌,丁烈云院士正是中心首席科學(xué)家。國(guó)家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心是智能建造領(lǐng)域全國(guó)唯一的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新中心,為湖北智能建造發(fā)展提供了強(qiáng)力支撐。


在月球建房子即將成真,在地球上,“像造汽車一樣造房子”已成為現(xiàn)實(shí)。而這正是湖北大力推進(jìn)智能建造的縮影。

近年來,湖北省住建廳積極踐行省委、省政府提出“四化同步、一體推進(jìn)”智能建造發(fā)展戰(zhàn)略,堅(jiān)持政策、科技、數(shù)字、產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)“五個(gè)驅(qū)動(dòng)”,圍繞做大做強(qiáng)建筑業(yè),以加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力為導(dǎo)向,大力發(fā)展智能建造,不斷構(gòu)建智能建造發(fā)展新格局。

政策驅(qū)動(dòng)

構(gòu)建智能建造發(fā)展大格局

2021年,湖北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳等15個(gè)部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動(dòng)新型建筑工業(yè)化與智能建造發(fā)展的實(shí)施意見》,明確了“以裝配式建筑為載體,以新型建筑工業(yè)化為抓手,以數(shù)字化、智能化為驅(qū)動(dòng)”的智能建造發(fā)展路徑;2023年,湖北省政府印發(fā)了《關(guān)于支持建筑業(yè)企業(yè)穩(wěn)發(fā)展促轉(zhuǎn)型的若干措施》,指明了湖北省建筑業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方向——“綠色建造、智能建造”。 



2023年5月10日,在全省建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展論壇上,成立湖北省智能建造產(chǎn)業(yè)協(xié)作聯(lián)盟,充分發(fā)揮63家行業(yè)企業(yè)和聯(lián)盟及其智能生產(chǎn)、智慧工地、智能設(shè)備、BIM設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等5個(gè)工作委員會(huì)的資源優(yōu)勢(shì)和綜合能力,為湖北省智能建造發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力。

科技驅(qū)動(dòng)

積極突破底層核心新技術(shù)

催化創(chuàng)新要素集聚。以華中科技大學(xué)為建設(shè)主體,建立了全國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心。支持中南建筑設(shè)計(jì)院牽頭成立湖北省建筑工程全生命周期管理(PLM)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體,開展“建筑全生命周期管理平臺(tái)(PLM)應(yīng)用及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)研究”等8項(xiàng)平臺(tái)開發(fā)項(xiàng)目研究和“基于人工智能的教育建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)與方法”等17項(xiàng)科技產(chǎn)品應(yīng)用項(xiàng)目研究。


推動(dòng)智能建造關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。在參數(shù)化建模、圖形渲染引擎開發(fā)、單一數(shù)據(jù)源云協(xié)同、建筑全生命周期模型數(shù)據(jù)應(yīng)用、智能勘測(cè)技術(shù)、基坑降水方面取得了系列研究成果。

 數(shù)字驅(qū)動(dòng)

推進(jìn)BIM技術(shù)全流程應(yīng)用取得新突破

推動(dòng)湖北省BIM云平臺(tái)建設(shè)。湖北省統(tǒng)一搭建BIM云平臺(tái),通過BIM云平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享,在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段實(shí)現(xiàn)BIM數(shù)據(jù)融通,為行業(yè)管理部門提供全流程數(shù)字化行政審查與監(jiān)管服務(wù),為行業(yè)企業(yè)提供全專業(yè)全周期BIM應(yīng)用服務(wù)。截至目前,全省按照“BIM平臺(tái)上的裝配式+機(jī)器人”模式建造的試點(diǎn)項(xiàng)目已達(dá)21個(gè)。


武漢新一代天氣雷達(dá)氣象塔
荊門市鐘祥科技館項(xiàng)目(近零能耗建筑)

推動(dòng)企業(yè)級(jí)項(xiàng)目管理平臺(tái)研發(fā)。支持中建三局研發(fā)基于BIM全生命周期數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目管理(DDE)平臺(tái),并應(yīng)用于武漢漢芯公館項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)貫通、數(shù)字孿生和三個(gè)驅(qū)動(dòng)(數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工廠生產(chǎn)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能裝備)。應(yīng)用中南建筑設(shè)計(jì)院開發(fā)的全生命周期管理(PLM)的武漢新一代天氣雷達(dá)項(xiàng)目,是全國(guó)首例“一模到底,無(wú)圖建造”的數(shù)字建造項(xiàng)目,成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)施工一體化;鐘祥市科技館建設(shè)項(xiàng)目,綜合三維數(shù)字模型、工程量清單、造價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)信息,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)地計(jì)量計(jì)價(jià),動(dòng)態(tài)跟蹤項(xiàng)目量?jī)r(jià)變化和成本分布。

 產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)

搶占智能建造產(chǎn)業(yè)新高地

搭建智能建造供應(yīng)鏈平臺(tái)。2024年5月30日,湖北智能建造供應(yīng)鏈平臺(tái)正式啟動(dòng),供應(yīng)鏈“天、地、金、商”四網(wǎng)功能基本具備。供應(yīng)鏈重點(diǎn)匯集智能裝備、部品部件、綠色建材及服務(wù)支撐等品類,截至目前,已入駐908家企業(yè),上線7661款產(chǎn)品與服務(wù)。


打造智能建造產(chǎn)業(yè)園。推動(dòng)鄂州市政府與中建三局合作打造中建智能建造產(chǎn)業(yè)園,聚焦新材料、新裝備、新型工業(yè)軟件等新興產(chǎn)業(yè),推動(dòng)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈深度融合。

推動(dòng)智能建造項(xiàng)目試點(diǎn)。2023年,在武漢、襄陽(yáng)、宜昌三地遴選第一批33家試點(diǎn)企業(yè)和53個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目,形成了一批可供推廣的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),2024年06月,湖北省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳發(fā)布了《湖北省智能建造典型成果清單(第一批)》。其中,漢芯公館項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了建造過程“數(shù)據(jù)貫通”、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能裝備參與建造、房屋建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式變革、構(gòu)建企業(yè)級(jí)智能建造產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)級(jí)智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系等“五個(gè)突破”。

標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)

拓展標(biāo)準(zhǔn)化與工業(yè)化協(xié)同發(fā)展新路徑

堅(jiān)持“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合,搭建涵蓋設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、運(yùn)維等環(huán)節(jié)的新型建筑工業(yè)化和智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系。已發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)工程類智能建造評(píng)價(jià)地方標(biāo)準(zhǔn)——《智能建造評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》等4項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)布《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)及安裝技術(shù)規(guī)程》等9項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)。


在編標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程三維模型標(biāo)注(MBD)技術(shù)規(guī)程》是國(guó)內(nèi)首個(gè)三維標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn),可為“一模到底、無(wú)圖建造”提供底層基礎(chǔ),將彌補(bǔ)建筑行業(yè)在MBD技術(shù)方面的內(nèi)容缺失。發(fā)布《湖北省裝配式預(yù)制混凝土建筑標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件部品庫(kù)》《湖北省住宅建筑模數(shù)化設(shè)計(jì)導(dǎo)則》等10項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)。






近年來,湖北省智能制造裝備產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,尤其是智能機(jī)器人、智能制造設(shè)備等高端裝備表現(xiàn)尤為突出。

聚焦解決工程實(shí)際問題,研發(fā)了鋼筋折彎?rùn)C(jī)器人、自動(dòng)振搗及鋁模傳輸機(jī)器人、測(cè)量機(jī)器人、履帶抹平機(jī)器人等10余種智能機(jī)器人;研發(fā)了裝配式造樓機(jī)、高鐵接觸網(wǎng)、國(guó)內(nèi)首臺(tái)40m箱梁運(yùn)架一體機(jī)“昆侖號(hào)”、智能振搗車等一系列智能工程裝備。裝配式造樓機(jī)和單塔多籠循環(huán)運(yùn)行施工“循環(huán)電梯”,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件智能化吊裝,解決了千米級(jí)建筑施工電梯垂直運(yùn)輸?shù)碾y題;“昆侖號(hào)”智能運(yùn)架一體機(jī)應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、北斗定位、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、視覺識(shí)別、大數(shù)據(jù)、激光面陣掃描等技術(shù),具備對(duì)運(yùn)行環(huán)境的自動(dòng)感知、場(chǎng)景虛擬構(gòu)建和智能輔助駕駛等功能,提升了落梁精準(zhǔn)度,實(shí)現(xiàn)了隧道自動(dòng)駕駛及防撞、運(yùn)行及施工安全監(jiān)控。

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