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行業(yè)新聞
智能建造,中國人將在月球這樣蓋房子...
時間:2024-09-29    來源:長江日報、華中科技大學(xué)、預(yù)制建筑網(wǎng)    分享:
據(jù)悉,2021年底,中國科技部將“輕量化可重構(gòu)月面建造方法研究”列入重點研發(fā)計劃,華科大成為該項目首席科學(xué)家單位。
來源 | 長江日報、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

由中宣部、教育部

和中央廣播電視總臺聯(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,中國工程院院士、國家數(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,它們的熔點也不一樣,需要確定一個最佳的燒制溫度段,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?,我們可以把月壤磚燒到100兆帕的強(qiáng)度,這個強(qiáng)度比混凝土還要堅硬得多?!?nbsp;


丁烈云表示,現(xiàn)在我們在地球上燒制的模擬月壤磚強(qiáng)度非常高了,但并非在月球原位燒制的,因為燒制的環(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。 

丁烈云取出一個樣品盒表示,今年10月這個盒子將隨天舟八號到空間站。這個盒子里每一個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)成的試驗小塊,拿到空間站去做暴露試驗,讓紫外線、宇宙射線和溫差去考驗它。 

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


地球到月球的高昂運輸成本,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,使之成為無比復(fù)雜且涉及多學(xué)科交叉的超級工程。

丁烈云院士帶領(lǐng)的華科大團(tuán)隊將中國傳統(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)險小、成本低等獨特優(yōu)勢。

國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心供圖


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



湖北:“像造汽車一樣造房子”成為現(xiàn)實



2022年6月25日,“國家數(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。國家數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心是智能建造領(lǐng)域全國唯一的國家級創(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。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,堅持政策、科技、數(shù)字、產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)“五個驅(qū)動”,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

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個部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動新型建筑工業(yè)化與智能建造發(fā)展的實施意見》,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”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、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等5個工作委員會的資源優(yōu)勢和綜合能力,為湖北省智能建造發(fā)展提供強(qiáng)大動力。

科技驅(qū)動

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,建立了全國首個國家級數(shù)字建造技術(shù)創(chuàng)新中心。支持中南建筑設(shè)計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(PLM)應(yīng)用及實施標(biāo)準(zhǔn)研究”等8項平臺開發(fā)項目研究和“基于人工智能的教育建筑規(guī)劃與設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)與方法”等17項科技產(chǎn)品應(yīng)用項目研究。


推動智能建造關(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、智能勘測技術(shù)、基坑降水方面取得了系列研究成果。

 數(shù)字驅(qū)動

推進(jìn)BIM技術(shù)全流程應(yīng)用取得新突破

推動湖北省BIM云平臺建設(shè)。湖北省統(tǒng)一搭建BIM云平臺,通過BIM云平臺的數(shù)據(jù)共享,在規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維階段實現(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平臺上的裝配式+機(jī)器人”模式建造的試點項目已達(dá)21個。


武漢新一代天氣雷達(dá)氣象塔
荊門市鐘祥科技館項目(近零能耗建筑)

推動企業(yè)級項目管理平臺研發(fā)。支持中建三局研發(fā)基于BIM全生命周期數(shù)據(jù)驅(qū)動的項目管理(DDE)平臺,并應(yīng)用于武漢漢芯公館項目,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)貫通、數(shù)字孿生和三個驅(qū)動(數(shù)據(jù)驅(qū)動項目管理、數(shù)據(jù)驅(qū)動工廠生產(chǎn)、數(shù)據(jù)驅(qū)動智能裝備)。應(yīng)用中南建筑設(shè)計院開發(fā)的全生命周期管理(PLM)的武漢新一代天氣雷達(dá)項目,是全國首例“一模到底,無圖建造”的數(shù)字建造項目,成功實現(xiàn)了設(shè)計施工一體化;鐘祥市科技館建設(shè)項目,綜合三維數(shù)字模型、工程量清單、造價數(shù)據(jù)庫信息,實現(xiàn)了動態(tài)精準(zhǔn)地計量計價,動態(tài)跟蹤項目量價變化和成本分布。

 產(chǎn)業(yè)驅(qū)動

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。2024年5月30日,湖北智能建造供應(yīng)鏈平臺正式啟動,供應(yīng)鏈“天、地、金、商”四網(wǎng)功能基本具備。供應(yīng)鏈重點匯集智能裝備、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),推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈深度融合。

推動智能建造項目試點。2023年,在武漢、襄陽、宜昌三地遴選第一批33家試點企業(yè)和53個試點項目,形成了一批可供推廣的試點經(jīng)驗,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,漢芯公館項目實現(xiàn)了建造過程“數(shù)據(jù)貫通”、數(shù)據(jù)驅(qū)動智能裝備參與建造、房屋建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式變革、構(gòu)建企業(yè)級智能建造產(chǎn)業(yè)鏈及企業(yè)級智能建造標(biāo)準(zhǔn)體系等“五個突破”。

標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動

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

堅持“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合,搭建涵蓋設(shè)計、生產(chǎn)、施工、運維等環(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)布國內(nèi)首個工程類智能建造評價地方標(biāo)準(zhǔn)——《智能建造評價標(biāo)準(zhǔn)》等4項地方標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)布《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)深化設(shè)計及安裝技術(shù)規(guī)程》等9項地方標(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》是國內(nèi)首個三維標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn),可為“一模到底、無圖建造”提供底層基礎(chǔ),將彌補建筑行業(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》《湖北省住宅建筑模數(shù)化設(shè)計導(dǎo)則》等10項地方標(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。

聚焦解決工程實際問題,研發(fā)了鋼筋折彎機(jī)器人、自動振搗及鋁模傳輸機(jī)器人、測量機(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)、國內(nèi)首臺40m箱梁運架一體機(jī)“昆侖號”、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)運行施工“循環(huán)電梯”,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動構(gòu)件智能化吊裝,解決了千米級建筑施工電梯垂直運輸?shù)碾y題;“昆侖號”智能運架一體機(jī)應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)、北斗定位、移動互聯(lián)網(wǎng)、視覺識別、大數(shù)據(jù)、激光面陣掃描等技術(shù),具備對運行環(huán)境的自動感知、場景虛擬構(gòu)建和智能輔助駕駛等功能,提升了落梁精準(zhǔn)度,實現(xiàn)了隧道自動駕駛及防撞、運行及施工安全監(jiān)控。

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