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行業新聞
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、預制建筑網    分享:
據悉,2021年底,中國科技部將“輕量化可重構月面建造方法研究”列入重點研發計劃,華科大成為該項目首席科學家單位。
來源 | 長江日報、華中科技大學
出品 | 湖北省住房和城鄉建設廳

9月1日晚8時

由中宣部、教育部

和中央廣播電視總臺聯合主辦的

公益節目《開學第一課》播出


節目中

中國工程院院士、華中科技大學丁烈云教授

向孩子們介紹在月球上“建房子”的故事




月球上建房子



在《開學第一課》上,中國工程院院士、國家數字建造技術創新中心首席科學家丁烈云向學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到我們建筑材料所需要強度,需要不同的燒制方法。“目前,我們可以把月壤磚燒到100兆帕的強度,這個強度比混凝土還要堅硬得多。” 


丁烈云表示,現在我們在地球上燒制的模擬月壤磚強度非常高了,但并非在月球原位燒制的,因為燒制的環境不一樣。在月球上這種極端環境下燒制月壤磚,而且要確保質量。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,然后用機器人來進行砌筑,另外一種方案,就是直接的用3D打印來進行建造。 

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。 

據悉,2021年底,中國科技部將“輕量化可重構月面建造方法研究”列入重點研發計劃,華科大成為該項目首席科學家單位。  


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,使之成為無比復雜且涉及多學科交叉的超級工程。

丁烈云院士帶領的華科大團隊將中國傳統制磚砌筑的建造方式與3D打印相結合,利用月壤燒出帶有榫卯結構的月壤磚,再用機器人砌筑,“像搭建星際積木一樣”在月球上搭房子,具有風險小、成本低等獨特優勢。

國家數字建造技術創新中心供圖


目前,丁烈云院士團隊開展了月壤燒結及月面極端環境影響等多項前沿研究,相關的月面建筑“月壺尊”、砌筑拼裝機器人“中國超級泥瓦匠”、原位資源3D打印機器人“月蜘蛛”的設計也在穩步推進。



湖北:“像造汽車一樣造房子”成為現實



2022年6月25日,“國家數字建造技術創新中心”成立揭牌,丁烈云院士正是中心首席科學家。國家數字建造技術創新中心是智能建造領域全國唯一的國家級創新中心,為湖北智能建造發展提供了強力支撐。


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

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”智能建造發展戰略,堅持政策、科技、數字、產業、標準“五個驅動”,圍繞做大做強建筑業,以加快發展新質生產力為導向,大力發展智能建造,不斷構建智能建造發展新格局。

政策驅動

構建智能建造發展大格局

2021年,湖北省住房和城鄉建設廳等15個部門聯合印發了《關于推動新型建筑工業化與智能建造發展的實施意見》,明確了“以裝配式建筑為載體,以新型建筑工業化為抓手,以數字化、智能化為驅動”的智能建造發展路徑;2023年,湖北省政府印發了《關于支持建筑業企業穩發展促轉型的若干措施》,指明了湖北省建筑業企業轉型升級方向——“綠色建造、智能建造”。 



2023年5月10日,在全省建筑業高質量發展論壇上,成立湖北省智能建造產業協作聯盟,充分發揮63家行業企業和聯盟及其智能生產、智慧工地、智能設備、BIM設計、產業互聯網等5個工作委員會的資源優勢和綜合能力,為湖北省智能建造發展提供強大動力。

科技驅動

積極突破底層核心新技術

催化創新要素集聚。以華中科技大學為建設主體,建立了全國首個國家級數字建造技術創新中心。支持中南建筑設計院牽頭成立湖北省建筑工程全生命周期管理(PLM)產業技術創新聯合體,開展“建筑全生命周期管理平臺(PLM)應用及實施標準研究”等8項平臺開發項目研究和“基于人工智能的教育建筑規劃與設計關鍵技術與方法”等17項科技產品應用項目研究。


推動智能建造關鍵技術攻關。在參數化建模、圖形渲染引擎開發、單一數據源云協同、建筑全生命周期模型數據應用、智能勘測技術、基坑降水方面取得了系列研究成果。

 數字驅動

推進BIM技術全流程應用取得新突破

推動湖北省BIM云平臺建設。湖北省統一搭建BIM云平臺,通過BIM云平臺的數據共享,在規劃、設計、施工、運維階段實現BIM數據融通,為行業管理部門提供全流程數字化行政審查與監管服務,為行業企業提供全專業全周期BIM應用服務。截至目前,全省按照“BIM平臺上的裝配式+機器人”模式建造的試點項目已達21個。


武漢新一代天氣雷達氣象塔
荊門市鐘祥科技館項目(近零能耗建筑)

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

 產業驅動

搶占智能建造產業新高地

搭建智能建造供應鏈平臺。2024年5月30日,湖北智能建造供應鏈平臺正式啟動,供應鏈“天、地、金、商”四網功能基本具備。供應鏈重點匯集智能裝備、部品部件、綠色建材及服務支撐等品類,截至目前,已入駐908家企業,上線7661款產品與服務。


打造智能建造產業園。推動鄂州市政府與中建三局合作打造中建智能建造產業園,聚焦新材料、新裝備、新型工業軟件等新興產業,推動創新鏈、產業鏈、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家試點企業和53個試點項目,形成了一批可供推廣的試點經驗,2024年06月,湖北省住房和城鄉建設廳發布了《湖北省智能建造典型成果清單(第一批)》。其中,漢芯公館項目實現了建造過程“數據貫通”、數據驅動智能裝備參與建造、房屋建筑工業化生產方式變革、構建企業級智能建造產業鏈及企業級智能建造標準體系等“五個突破”。

標準驅動

拓展標準化與工業化協同發展新路徑

堅持“產學研用”相結合,搭建涵蓋設計、生產、施工、運維等環節的新型建筑工業化和智能建造標準體系。已發布國內首個工程類智能建造評價地方標準——《智能建造評價標準》等4項地方標準。發布《裝配式混凝土結構深化設計及安裝技術規程》等9項地方標準。


在編標準《建筑工程三維模型標注(MBD)技術規程》是國內首個三維標注標準,可為“一模到底、無圖建造”提供底層基礎,將彌補建筑行業在MBD技術方面的內容缺失。發布《湖北省裝配式預制混凝土建筑標準化構件部品庫》《湖北省住宅建筑模數化設計導則》等10項地方標準。






近年來,湖北省智能制造裝備產業規模持續擴大,尤其是智能機器人、智能制造設備等高端裝備表現尤為突出。

聚焦解決工程實際問題,研發了鋼筋折彎機器人、自動振搗及鋁模傳輸機器人、測量機器人、履帶抹平機器人等10余種智能機器人;研發了裝配式造樓機、高鐵接觸網、國內首臺40m箱梁運架一體機“昆侖號”、智能振搗車等一系列智能工程裝備。裝配式造樓機和單塔多籠循環運行施工“循環電梯”,實現了數據驅動構件智能化吊裝,解決了千米級建筑施工電梯垂直運輸的難題;“昆侖號”智能運架一體機應用了物聯網、北斗定位、移動互聯網、視覺識別、大數據、激光面陣掃描等技術,具備對運行環境的自動感知、場景虛擬構建和智能輔助駕駛等功能,提升了落梁精準度,實現了隧道自動駕駛及防撞、運行及施工安全監控。

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