他身形瘦小,卻用堅固的結(jié)構(gòu)支撐起全國數(shù)百座摩天大樓,榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎;他舉重若輕,向“新”而行,填補(bǔ)了世界模塊化建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域空白,成功研發(fā)“中國建造”新型生產(chǎn)方式。他就是綠色建筑全國重點實驗室辦公室主任,中建科技副總工程師、研究院院長田春雨。
知識崇高、創(chuàng)造偉大。田春雨從小養(yǎng)成了善于學(xué)習(xí)、勤于思考的習(xí)慣,上學(xué)時,同學(xué)叫他“小鎮(zhèn)解題家”,獲清華大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)學(xué)士學(xué)位后,直接被保送攻讀清華博士學(xué)位。工作后,作為中國建筑業(yè)領(lǐng)域的“科研尖兵”,立足國家重大戰(zhàn)略需求和建筑行業(yè)現(xiàn)實,以原創(chuàng)性、顛覆性科技創(chuàng)新,在超高層和模塊化建筑領(lǐng)域攻關(guān)新技術(shù)、新產(chǎn)品、新模式。
迄今,他參加建設(shè)的工程建筑面積累計達(dá)300萬平方米,多項研發(fā)成果在中國華南地區(qū)最高樓深圳平安國際金融中心、第二高樓廣州東塔等超高層建筑,以及廣州白云機(jī)場三期擴(kuò)建工程超大安置項目等國家重大民生工程中成功應(yīng)用,為推動建筑業(yè)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力作出了創(chuàng)新性貢獻(xiàn),多次榮獲住建部華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
“五一”國際勞動節(jié)前夕,在位于北京的中建科技總部,田春雨接受了記者采訪。
自主創(chuàng)新
科研成果應(yīng)用于全國數(shù)百座摩天大樓
在21世紀(jì)初的十余年,全國各地建筑的高度紀(jì)錄被一再打破,但在保證超高層建筑結(jié)構(gòu)安全的同時,如何降低建造成本、降低施工難度、提高抗臺風(fēng)抗震性能,是超高層建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域亟待破解的難題。
田春雨告訴記者,如果使用高強(qiáng)度混凝土,可以減少混凝土用量、降低成本,但混凝土強(qiáng)度高又會導(dǎo)致墻體變脆、抗震性能降低。為了解決這一難題,田春雨和研發(fā)團(tuán)隊結(jié)合大量工程實踐,開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),進(jìn)行大量結(jié)構(gòu)試驗及仿真分析,形成的“高強(qiáng)混凝土組合鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)”技術(shù),成功應(yīng)用于530米高的廣州東塔,鋼材用量減少7000多噸,節(jié)能減碳效果顯著,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)社會效益。
據(jù)了解,全國數(shù)百座摩天大樓,田春雨都參與過咨詢或試驗研究工作,先后對200多個構(gòu)件和幾十個整體結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行仿真試驗分析,和團(tuán)隊其他研究成果一起形成了“超高及復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”技術(shù)體系,既確保了建筑結(jié)構(gòu)安全,又降低了成本,提高了抗震性能。這項技術(shù)體系成功應(yīng)用于599米高的深圳平安國際金融中心等超高層建筑,也榮獲了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎。
開辟新賽道
填補(bǔ)世界模塊化建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域空白
在田春雨看來,創(chuàng)新的本質(zhì)就是集智攻關(guān)行業(yè)發(fā)展中的難題。2022年,田春雨加入中建科技,在新型建筑工業(yè)化領(lǐng)域開辟了新賽道,展現(xiàn)出銳意創(chuàng)新的勇氣、敢為人先的銳氣、蓬勃向上的朝氣。
田春雨發(fā)現(xiàn),目前模塊化集成建筑的結(jié)構(gòu)主體形式,主要有鋼結(jié)構(gòu)模塊和混凝土模塊兩種。前者主要用于酒店、學(xué)校等,后者主要用于住宅。這兩種常用結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢和不足。其中,鋼結(jié)構(gòu)集成模塊存在成本較高、適用高度受限、功能不適用于住宅等問題,混凝土模塊存在生產(chǎn)智能化程度不高、運(yùn)輸?shù)跹b成本較高、現(xiàn)場仍需要較多鋼筋綁扎、模板和混凝土澆筑作業(yè)等問題。
能否研發(fā)融合鋼、混凝土兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)點的模塊化建筑呢?田春雨帶領(lǐng)14人的研發(fā)團(tuán)隊,歷時8個月,進(jìn)行100余次各項試驗,成功研發(fā)CMC組合模塊建筑(鋼混組合模塊建筑)關(guān)鍵核心技術(shù)體系。該體系充分發(fā)揮鋼和混凝土兩種材料的特性,通過工廠智造鋼模殼、現(xiàn)場澆筑混凝土,形成整體結(jié)構(gòu)的工藝創(chuàng)新和體系創(chuàng)新,實現(xiàn)了模塊化房屋安全耐久、健康舒適、造價不高的目標(biāo),填補(bǔ)了世界模塊建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的空白。
顛覆性創(chuàng)新
實現(xiàn)“像造汽車一樣造房子”
傳統(tǒng)建造方式存在著揚(yáng)塵、噪音、施工進(jìn)度較慢等弊端,導(dǎo)致能源與資源消耗較高。田春雨帶領(lǐng)20人研發(fā)團(tuán)隊,依托綠色建筑全國重點實驗室,勇于突破、敢為人先,融合運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能機(jī)器人等新技術(shù),探索新型建造方式,僅用128天時間,攻克了14項核心智造技術(shù),形成了10項核心發(fā)明專利,自主研發(fā)了自動化率達(dá)75%的CMC智能產(chǎn)線?;诖?,CMC組合模塊建筑產(chǎn)品誕生了。
CMC組合模塊建筑產(chǎn)品目前已應(yīng)用于國家重大民生工程——廣州白云國際機(jī)場三期擴(kuò)建工程超大安置項目方石地塊幼兒園的建設(shè)。田春雨帶領(lǐng)團(tuán)隊把原來在工地完成的建造工序搬進(jìn)智能工廠,在施工圖設(shè)計階段,將方石地塊幼兒園教學(xué)樓拆分成57個單元模塊,將房屋結(jié)構(gòu)、機(jī)電、圍護(hù)、精裝、幕墻高度集成,在工廠像造汽車一樣完成每個模塊房屋的自動化生產(chǎn),運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場吊裝,精益拼裝成組合模塊建筑,一體化澆筑成型,房屋即可入住。
田春雨告訴記者,CMC智能工廠生產(chǎn)一個模塊需要用到數(shù)百種原材料,涉及幾十家供應(yīng)商。哪怕一個螺絲的位置有幾毫米偏差,都會導(dǎo)致整個產(chǎn)線的產(chǎn)品不達(dá)標(biāo)。幾十個不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品蓋起一棟樓,后果可想而知。CMC智能產(chǎn)線上的每個智能設(shè)備,都進(jìn)行了上萬次調(diào)試。
白云機(jī)場建設(shè)投資方評價,CMC組合模塊建筑顛覆了傳統(tǒng)建造方式,實現(xiàn)了智能、綠色、快速建造。相較于傳統(tǒng)建造方式,房屋建設(shè)80%以上的工序在工廠完成,工期可縮短50%;省去了在工地支模板、綁鋼筋等工序,減少人工60%,減少建筑垃圾排放70%,房屋建造的精度也提升了,真正實現(xiàn)了“像造汽車一樣造房子”,這種工業(yè)化建造方式,推動了建筑業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)關(guān)系的根本性變革。
眼下,田春雨正帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)新一代模塊化建筑產(chǎn)品。愛崗敬業(yè)、精益求精、勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神,貫穿了田春雨潛心科研的成長之路?!皠?chuàng)新永無止境,使用一代、研發(fā)一代、儲備一代,不斷滿足人們住有宜居的多樣化需求,用科技創(chuàng)新把房子建成‘好房子’,助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、實現(xiàn)發(fā)展方式變革?!边@就是田春雨對“創(chuàng)新”的理解和踐行。