學術(shù)前沿 | 岳清瑞:綠色與智能建造發(fā)展驅(qū)動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級
發(fā)布日期:2024-08-08 來源: 閱讀: 1631
前言



岳清瑞是中國結(jié)構(gòu)診治及碳纖維土木工程應(yīng)用領(lǐng)域的學術(shù)帶頭人。
(中國工程院評)
岳清瑞是中國工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域頂尖專家,為推動解決國家、行業(yè)重大工程技術(shù)難題攻堅突破作出卓越貢獻。
(深圳市人民政府評)
岳清瑞,1962年1月出生,工程結(jié)構(gòu)專家,中國工程院院士?,F(xiàn)任北京科技大學城鎮(zhèn)化與城市安全研究院院長、深圳市城市公共安全技術(shù)研究院名譽院長和首席科學家、城市安全風險監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急部重點實驗室主任等,兼任中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會會長、中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會副會長、住建部建筑工程抗震設(shè)防專家委員會主任、長三角碳纖維及復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新中心主任,曾任國家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心主任、國家鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心主任、中國工程建設(shè)標準化協(xié)會副理事長等 。長期擔任科技部社會發(fā)展、新材料、科技平臺等領(lǐng)域?qū)<液妥〗ú?、?yīng)急管理部科技委專家。





岳清瑞院士一直致力于工程結(jié)構(gòu)診治、土木工程FRP新材料及結(jié)構(gòu)應(yīng)用、城鎮(zhèn)建筑與基礎(chǔ)設(shè)施安全領(lǐng)域的理論研究、技術(shù)開發(fā)、標準編制、工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化工作,取得了系列創(chuàng)新成果,為保障建筑及基礎(chǔ)設(shè)施安全、推動纖維復(fù)材的土木工程應(yīng)用等做出了重要貢獻。相關(guān)成果解決了大量國家和行業(yè)重大工程技術(shù)難題,廣泛應(yīng)用于各類建筑及基礎(chǔ)設(shè)施的工程診治、性能提升,并推動了中國土木工程新材料與新結(jié)構(gòu)發(fā)展。岳清瑞的研究成果解決了武鋼、寶鋼、人民大會堂、歷史博物館、京廣高速等工業(yè)建筑、重大歷史建筑、公共建筑及基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu)診治重大工程技術(shù)難題,并構(gòu)建了中國較完善的工業(yè)建筑診治及纖維復(fù)材土木工程應(yīng)用標準體系。
主持完成國家級各類研發(fā)項目10余項,主持編制20余部國家及行業(yè)標準,出版專著3部,發(fā)表論文200余篇;獲國家科學技術(shù)進步二等獎3項、各類省部級科技獎十余項等。




中國工程院院士岳清瑞在“2024內(nèi)地與香港建筑論壇”發(fā)表《科技賦能鋼結(jié)構(gòu)高質(zhì)量發(fā)展》的主題報告中指出,我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展迅速,市場規(guī)模不斷擴大,在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上取得了豐碩成果,但大而不強,還面臨高性能與高效能鋼材應(yīng)用少、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足等問題。岳清瑞院士認為,鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展前景良好,例如軋制型材具有性能優(yōu)、成本低、制造效率高、排放低等優(yōu)勢,可以帶來很大的利潤。
對于鋼結(jié)構(gòu)的未來發(fā)展趨勢,岳清瑞院士表示,裝配式建筑正由構(gòu)件層面裝配向模塊化裝配發(fā)展,未來要健全完善模塊化結(jié)構(gòu)體系,研發(fā)制造高效高精度安裝裝備,創(chuàng)新推出全功能模塊集成技術(shù)。基于智能化的裝備和技術(shù),通過對建筑設(shè)計、制造和安裝全流程的科技賦能,改變傳統(tǒng)的粗放型建造模式,全面推動鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)高質(zhì)高效發(fā)展。

來源:岳清瑞院士團隊
岳清瑞院士提出鋼結(jié)構(gòu)智能建造是以標準化鋼結(jié)構(gòu)體系為基礎(chǔ),在設(shè)計、制作、安裝全過程融合智能化手段與裝備,旨在提升鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的質(zhì)量和效率,其中具體包括智能設(shè)計與優(yōu)化、數(shù)字化智能化生產(chǎn)、智能化精準裝備等環(huán)節(jié)。

來源:岳清瑞院士團隊
岳清瑞院士認為工程建造面臨的挑戰(zhàn)與任務(wù)為:1.智能設(shè)計與優(yōu)化理論;2.模塊化建筑技術(shù)體系;3.高效高精度智能化安裝裝備與機器人;4.高效能標準化建造方法與技術(shù)體系;5.高品質(zhì)質(zhì)量控制體系;6.工程建造可再生利用技術(shù)六個方面的挑戰(zhàn)。

來源:岳清瑞院士團隊
針對以上存在問題,岳清瑞院士同時提出了加大基礎(chǔ)理論研究、多學科交叉研究、創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新等六項應(yīng)對策略。

來源:岳清瑞院士團隊
岳清瑞院士認為模塊化建筑是新型建筑工業(yè)化的重要發(fā)展方向,并定義模塊化建筑需要滿足三要素:1.模塊化建筑是指采用工廠預(yù)制的集成模塊在施工現(xiàn)場組合而成的裝配式建筑;2.建筑單元的主體結(jié)構(gòu)、樓板、吊頂、設(shè)備管線、內(nèi)裝部品都在工廠預(yù)制完成;3.需滿足各項建筑性能要求和吊裝運輸?shù)男阅芤?,生產(chǎn)完成后運輸至現(xiàn)場進行吊裝作業(yè)即可完成建造工作。

來源:岳清瑞院士團隊
岳清瑞院士強調(diào)了模塊化建筑的三大關(guān)鍵技術(shù)問題,其中包括模塊化高效結(jié)構(gòu)體系、高效高精度模塊安裝裝備和全功能模塊集成技術(shù)。

中國工程院院士岳清瑞在建筑雜志社訪談中提到,現(xiàn)階段,我國已由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,也正處于轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力的關(guān)鍵時期。在此背景下,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》。建筑與基礎(chǔ)設(shè)施作為數(shù)字中國的核心載體,數(shù)字化進程非常關(guān)鍵。建筑業(yè)的數(shù)字化與智能化是大勢所趨,勢在必行,行業(yè)可以從以下幾個方面發(fā)力,推動智能建造取得新進展。
大力推動體制機制創(chuàng)新。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部將北京、深圳、天津、廣州等24個城市列為智能建造試點城市,積極探索建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的新路徑。我們要抓住這個機會,結(jié)合各地市針對智能建造在投資引導(dǎo)、示范創(chuàng)新、金融財稅等方面出臺的各項措施,大力推動全國性的、可落地的體制和機制創(chuàng)新。
加快推進科技創(chuàng)新。智能建造包含了智能設(shè)計、智能制造和智能安裝等,需要我們加快推進智能建造科技的發(fā)展。一要探索力學美學融合的高效智能設(shè)計和智能的優(yōu)化理論;二要探索開展較部品部件裝備更加高效的模塊化建筑技術(shù)體系的實踐與示范;三要研發(fā)高效高精度智能化安裝裝備與機器人,改變目前以塔吊為主進行分配化作業(yè)的運營模式,開發(fā)適應(yīng)建筑工業(yè)化的專業(yè)安裝裝備;四要研發(fā)高效能標準化的建造方法和技術(shù)體系;五要建立高品質(zhì)的質(zhì)量控制體系。基于智能化的技術(shù)手段和裝備,通過對建筑設(shè)計、制造安裝全流程的科技賦能,真正改變傳統(tǒng)的粗放型建造模式。
做好智能建造領(lǐng)域人才培養(yǎng)工作。智能建造是對傳統(tǒng)建筑方式的巨大變革,產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨嚴峻的人才制約,創(chuàng)新型人才及產(chǎn)業(yè)工人的培養(yǎng)是推動智能建造“落地生根”的關(guān)鍵。智能建筑規(guī)?;⒛K化、標準化、智能化的生產(chǎn)建造,不再是單純的施工過程,因此需要探索涉及政產(chǎn)學研用的聯(lián)合培養(yǎng)路徑,加強政府、企業(yè)、高校和科研機構(gòu)的緊密聯(lián)系,共同培養(yǎng)能適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)變革需要的創(chuàng)新型的智能建造工程科技專業(yè)人才。
智能建造作為建筑業(yè)的發(fā)展方向和新的發(fā)展引擎,更加有利于推進建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展。相信隨著數(shù)字化的持續(xù)推進與發(fā)展,建筑行業(yè)一定能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量建造、安全建造、綠色建造以及智能建造的目標。

中國工程院院士岳清瑞在國際綠色建筑聯(lián)盟專家訪談中表示,碳達峰”和“碳中和”是我國的戰(zhàn)略方針,也是中國對世界的莊嚴承諾。岳清瑞院士表示,從近年的統(tǒng)計來看,建筑業(yè)碳排放僅次于煤電、工業(yè)生產(chǎn)及交通運輸領(lǐng)域,總體排量較高。若對建筑業(yè)碳排放再進行細分,建材生產(chǎn)制造及建設(shè)占55%,建筑運維占45%左右。因此,我們應(yīng)從建材及運維兩個方面來對碳排放進行控制。
“就建材生產(chǎn)而言,首先我們應(yīng)當盡量減少用量——我國兩年的水泥產(chǎn)量相當于美國上個世紀100年產(chǎn)量的總和,這造成了巨大的碳排放。當前城市建設(shè)過程中各種臨時性建筑及“短壽”建筑造成大量建材消耗。因此,我們首先要轉(zhuǎn)變建設(shè)及運維管理思維方式,從理念上進行轉(zhuǎn)型。同時也應(yīng)當注意以下幾點:一是要有系統(tǒng)性思維,不過度強調(diào)單一指標。事實上,任何單一指標被過度強調(diào)都對碳減排不利,甚至可能帶來碳排放的增加。二是要重視建材選擇。充分對建筑垃圾、工業(yè)廢棄物等進行資源化利用,優(yōu)先采用地緣性、低消耗與低排放的材料,盡可能采用高性能建筑材料提高建筑壽命,進而達到總體的碳減排?!?/p>
“就建筑運維而言,我們應(yīng)當更加重視既有建筑及基礎(chǔ)設(shè)施的運維效率。提高效率是一個系統(tǒng)工程,提倡優(yōu)先選用智能運維手段,減少建筑物的能源消耗,從而達到碳減排目的。目前,我們在建筑業(yè)碳排放監(jiān)測和控制的手段并不算成熟,認識也不夠系統(tǒng)全面。因此,在這一方面,業(yè)界還需要加強研究,進行系統(tǒng)性的布局與規(guī)劃?!?/p>




海南三亞體育場建設(shè)項目采用了碳纖維內(nèi)環(huán)交叉索結(jié)構(gòu),上部結(jié)構(gòu)主要包括混凝土看臺、外圍鋼結(jié)構(gòu)和屋頂索膜結(jié)構(gòu)。屋頂索膜結(jié)構(gòu)采用輪輻式索桁架作為主體結(jié)構(gòu),由沿徑向布置的索桁架和上、下2層內(nèi)環(huán)索構(gòu)成。三亞體育場項目充分發(fā)揮了碳纖維復(fù)材高強度、可設(shè)計等優(yōu)勢,以新材料、新構(gòu)件完美解決了結(jié)構(gòu)問題,是碳纖維索結(jié)構(gòu)在大跨體育場實際工程中的首次大規(guī)模應(yīng)用,屬于國際首創(chuàng),對碳纖維復(fù)合材料在大跨空間結(jié)構(gòu)乃至于新建結(jié)構(gòu)中的推廣應(yīng)用具有重要的引領(lǐng)作用和里程碑意義。

(備注:本文素材來源于岳清瑞院士團隊和網(wǎng)絡(luò)公開材料收集整理,侵刪)
編輯:朱禹諾 左飛宇
審核:李洪東