“数智化”革命赋能现代木结构产业:现代木结构产业的新质生产力发展

中林木结构 2024-07-05 14:46:53

引言

在当前全球气候变化的背景下,绿色发展成为了各行各业的必然选择。尤其是在建筑业,传统的建筑模式高排放、高能耗,已不能适应时代发展的要求。在世界各国积极探索新型建筑结构与材料体系的过程中,现代木结构以其低碳、环保、可持续的优势突出重围,逐渐成为建筑界的新宠儿。

现代木结构产业的“技术革命”

传统的木结构产业木材利用率低,产能低下,无法满足日益增长的城市建筑需求。在科技发展的支持下,木结构产业通过融合人工智能(AI)与智能制造技术,正在进行一场深刻的“数智化”革命,从低层到高层,从小型到大型,从朴素到华丽,木结构建筑在这场“技术革命”中逐步突破材料和结构的限制,破茧蜕变,在各类建筑领域中越来越广泛地得到应用。

现代木结构应用展示

人工智能与智能制造赋能现代木结构

1. AI设计与优化

AI技术能够在设计阶段进行结构优化和模拟,帮助建筑师和工程师进行更精确的结构分析,优化木结构的尺寸和布局,以达到最佳的结构性能和材料利用率;同时,AI还可以通过机器学习算法,在设计阶段预测和解决可能的结构问题,减少后期修正的需要,提高项目的设计质量,提高安全性和可靠性;此外,AI能够处理和分析大量的设计数据,探索新的设计语言和形式,提供创新的、个性化的设计方案,以满足多样的需求,其自动化的设计流程也将有效缩短设计阶段的时间,加速从概念到施工的转换过程,从而提高整个项目的效率。

AI技术设计木结构项目示意图

2. BIM技术(建筑信息建模)

BIM技术能够创建建筑物的数字“双胞胎”,并共享建筑模型和实时数据,让工程师和设计师在一个高度可视化的环境中工作,提高设计的准确性;对于复杂的木结构,BIM可以帮助识别潜在的结构问题,便于各方即时更新和调整策略,降低风险;同时,BIM支持木结构组件的预制生产,减少构件的误差,有效提高施工质量和速度。此外,BIM模型能够存储关于建筑的详细信息,能够利用这些信息高效地进行后续运营管理。目前,这种技术在北欧和日本的木结构建筑中已经得到了广泛应用。

3.云平台管理

云平台允许项目团队成员,无论何时何地都能访问到项目中的关键信息。通过云平台,项目管理者可以实时监控木结构建筑材料、部件的使用、工人的工作进度及现场条件,有效提升项目管理的效率和质量。同时,云平台的数据分析功能还可以帮助项目团队评估环境影响,制定更为高效、环保的施工策略,并对废弃的木材进行统一的数据监管及规划再利用,实现资源的高价值转化。

木结构项目云平台管理示意图

4.物联网(IoT)技术

物联网设备能够实时监测木结构建筑的关键结构参数,如温度、湿度、应力等,帮助工程师评估建筑的健康状况,从而进行预防性维护或必要的修复,避免大规模损坏;同时,物联网设备还可以集成火灾、烟雾和其他安全相关的传感器,实时监测潜在的危险;此外,物联网技术还可以通过监控木结构建筑内部的环境条件(例如温度和湿度),优化能源使用,例如自动调整暖气和空调系统,以保持舒适的室内环境,最大化地降低建筑运营能耗和碳排放。

5.机械智能制造

在木结构机械智能工厂中,木结构组件的切割、加工到组装均可自动化完成,这不仅能减少人力成本,还能够大幅提高生产效率和精确度。去年,中林木结构在第19届杭州亚运会亚运村服务中心《云桂》项目中采用了德国引进的Hongdegger-ROBOTdrive设备进行生产项目所需胶合木,该设备能够根据设计模型可加工任意角度的切割及孔位加工,可进行连续性的加工,可识别原材料界面误差,并将误差控制在0.1mm。不仅如此,设备还可进行设计软件联网,同时录入多个加工部件命令,单人可操作,极大提高了生产效率。目前,德国和奥地利的一些木结构工厂已经完全实现了木结构组件的自动化生产。

中林木结构《云桂》项目实景图

“数智化”助力我国木结构产业新质生产力发展

习近平总书记提出,“绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。”,现代木结构作为我国绿色建筑业的重要组成部分,更是发展“新质生产力”的重要阵地。中林木结构作为我国木结构行业的“国家队”,自成立以来秉承“绿色发展、科技赋能”的经营理念,积极引进并吸收国外先进技术,并发挥央企平台优势,战略联合行业相关单位、优秀企业等开发国产CLT生产设备,以“人工智能+机械制造”的研发思路,致力于实现中林现代木结构加工制造装备质的飞跃,推动我国现代木结构产业数字技术与人工智能融合发展,促进我国现代木结构产业新质生产力的发展,为“双碳”目标注入不竭动力。

展望未来:“数智化”革命下的现代木结构潜力无穷

展望未来,在“数智化”革命的推动下,随着木结构产业人工智能与智能制造技术的日益成熟和广泛应用,我们将看到一个更加智能化、高效化的现代木结构建筑行业,未来的木结构建筑也将更加贴合可持续发展的需求,在全球建筑业中占据越来越重要的地位。这不仅代表着对传统建筑模式的挑战,也预示着一个更智能、更绿色、更高效的建筑新纪元的到来。在这个过程中,每一步创新都将是全人类共同努力和智慧的结晶,引领人们向着更加可持续的美好未来前进。

中林木结构 预建碳中和

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