模块化智能建造 三年实现从0到N的跨越

龙华区以创新姿态为建筑业转型升级提供“深圳样板”

版次:02来源:龙华新闻    2025年07月15日

福城南产业片区12-16宗地项目混凝土MiC模块吊装打造全国最高的模块化宿舍。

福城南产业片区12-16宗地项目宿舍样箱(毛坯)。

观摩人员参观MiC吊装视觉识别技术。

观摩人员参观自动测量机器人。

7月初,龙华区福城南产业片区12-16宗地现场,随着最后一个编号为FCN-28F-M02的混凝土模块被HyPA智能吊装机器人稳稳嵌入28层屋面,全国最高的模块化产业宿舍楼宣告封顶。728个模块、4.27万平方米、吊装4个月、现场工人不足百人——这组数字成为深圳向世界递出的又一张“智能建造”名片。半个月之后,距此5公里的樟坑径地块“华章新筑”保障房项目迎来新一批2740户租户公示,不久后他们将领取这里的钥匙。

从“全国首个百米模块化保障房”到“全国最高的模块化宿舍”“全国首个‘可移动’模块化医院”,龙华区用三年时间完成了模块化智能建造从0到1、从1到N的跨越,为中国建筑业写下绿色、低碳、无扰、高效的新注解。龙华区以创新姿态引领建筑业的深刻变革,通过工厂模块化集成和现场智能建造的深度融合,把建筑从工地搬进工厂,颠覆了“以现场为核心”的传统建造方式,将建筑工业化推向新的高度。作为全国模块化建筑的技术策源地与先行者,龙华区先后打造多个具有里程碑意义的示范项目,为中国建筑业的转型升级提供了“深圳样板”。

政策引领

制度创新护航建筑产业转型升级

龙华区模块化智能建造的快速发展,离不开前瞻性的政策引导和制度保障。

2021年7月,为全面建设数字龙华,加快探索未来城市发展和场景试验,促进传统建筑业向现代化建筑产业的转变,龙华区政府印发《关于进一步支持我区建筑业现代化数字化转型升级的若干措施》的通知。一年之后,2022年7月,龙华区再次出台了《龙华区关于推进落实模块化建筑发展的试点方案》,这是全国首个模块化建筑专项支持文件。这一系列文件明确了指导思想、试点原则、总体目标(含短期和远景目标),围绕项目立项、招投标、设计生产、运输、施工安装、质量监管、检测验收等全链条提供系统性政策支持,解决了行业发展中如增量成本认可、招标方式、超限运输、质量监管模式诸多痛点难点问题。这一系列政策措施形成了政策“组合拳”,释放出区政府大力支持模块化建筑发展的强烈信号,以政府投资先行,逐步推广至社会投资,引导各类资源向这一领域集聚。

“这些政策出台之后,针对工期紧迫的民生项目(如学校、保障房),尤其是学校加建、危旧房重建、回迁安置等应急场景,能实现快速响应。同时,一举打消了承建商‘用新技术、吃哑巴亏’的顾虑。”龙华区建筑业行业协会有关负责人表示。

监管流程再造是龙华区推动智能建造发展的另一项关键举措。与传统建筑方式相比,模块化建筑是“工厂生产、现场组装”,具有“工地工厂并行施工”特点,原有的监督审批流程已不能完全适应。龙华区以模块化项目试点为载体,积极探索机制创新:工厂预制阶段重点审查模块设计、生产工艺和质量控制体系;现场组装阶段则简化重复审查,重点把控安全施工和整体验收。同时,龙华区积极探索数字化审批新模式,运用BIM技术和区块链理念,基于模块化产品的“一物一码”实现数字孪生和智能核验,形成多方认证的数字合格证,进一步提高监管的时效性和准确性。

365天完成5栋百米高楼建设的“华章新筑”项目就是这些政策的第一个产物。该项目规划建造5栋99.7米高的精装住房,总建筑面积17.3万平方米,可提供2740套租赁住房,也是深圳重点打造的新型建筑工业化与智能建造有机融合的样板项目。“华章新筑”成功刷新了国内建筑业的多项纪录:全国第一个混凝土模块化高层建筑;全国建造速度最快的高层保障性住房项目;全国第一个BIM(建筑信息模型)全生命周期数字化交付模块化建筑项目。

龙华区的政策创新不仅促进了本地智能建造产业的发展,也为全国提供了可借鉴的经验。作为国家“十四五”课题示范工程,福城南产业片区12-16宗地项目的试点实践将被系统总结提炼,形成可在更大范围推广的“龙华模式”。随着模块化建筑在全国范围内的加速普及,龙华区在政策引领方面的先行先试,将继续发挥重要的示范带动作用,推动中国建筑业向智能化、绿色化方向转型升级。

技术突破

智能建造重塑传统建筑模式

粤港澳大湾区上下游企业协调构建完整产业链

龙华区在智能装配式建筑领域的技术创新正以前所未有的速度改变着传统建筑行业的格局。

近日,记者走进中建海龙科技模块化建筑超级工厂,仿佛置身汽车制造车间:焊接机器人火花四溅,AGV运输车沿轨道精准送料,立体库将成品模块自动码放至发运口。每条生产线6名工人,8小时可下线16个房间模块,误差控制在2毫米以内。

“华章新筑的5栋楼、2740套房,所需6028个模块全部在这里预制完成。模块出厂即带精装,连水电管线也集成好了,现场只需搭积木一样装嵌,再在模块之间绑钢筋、浇筑混凝土形成整体,这样现场的模板使用量也大大减少了。”中建海龙项目负责人算了一笔账:传统施工这个项目2.5年工期、高峰期大概需要2200名工人;而模块化建造方式仅需365天、工人也只有600多,现场建筑废弃物减少75%,材料损耗降低25%。

毫米级精度的工厂化集成预制构成了这一技术革命的核心。与传统建筑方式相比,龙华区的智能建造创新实践可将高达80%的建造工序转移至工厂流水线完成,每个模块在出厂前已完成结构施工、水电管线、设备安装等全工序集成,现场施工仅需进行最后的组装和承重结构施工。这种模式不仅能将施工周期缩短50%以上,更实现了建筑平直度的毫米级误差控制,彻底颠覆了传统建筑业劳动密集型“手工作业”的粗放模式。据福城南12-16宗地项目经理赵华平介绍,福城南项目728套产业宿舍由728个标准化模块组成,每个模块都经过精密计算与严格检测,现场拼装时严丝合缝,内墙和外墙平直度检测均远超平均水平。

HyPA智能吊装机器人的应用是龙华区技术创新的又一亮点。这款由香港大学、香港理工大学与中建海龙联合研发的吊装机器人,代表了当前模块化建筑吊装技术的最高水平。与传统吊架相比,HyPA智能吊装机器人具有行业首创的6自由度混合位姿调整自动调平功能。现场吊装验证能在3分钟内完成最大倾斜角5°的自动调平,使箱体从吊装到落位的全过程效率提升3倍。更令人惊叹的是,这款机器人还能通过持续训练优化自动调平技术和视觉识别算法,成为打通模块化建筑从工厂到工地“最后一公里”的关键利器。香港大学研发的MiC吊装视觉识别技术进一步增强了系统的精确性与可靠性,实现了深港两地“产、学、研、用”协同创新的典范。

数字化全生命周期管理系统是龙华智能建造的第三大技术支柱。不论是“华章新筑”项目,还是福城南产业片区项目,其部署的智慧建造系统为每个模块赋予唯一数字ID,如同“身份证”一般贯穿设计、生产、运输、施工及运维全链条。福城南12-16宗地项目经理赵华平形象地描述“下单就像点外卖一样方便”,所有工序数据实时记录,确保质量信息可追溯。业主、监理、总包等参建单位通过简单的扫码操作,即可对施工全过程进行实时精准监督,大大提升项目的管理效率和品控水平。这种数字化管理模式不仅实现了建造过程的透明化,也为后期运维提供了数据支撑,延长了建筑的使用寿命。

龙华区的智能建造技术体系还包括外墙实测实量机器人、内墙自动测量机器人、喷涂机器人等一系列智能施工装备,形成了完整的智能建造生态。这些技术的综合应用使得施工现场整洁有序,有效缓解了工程施工的安全、环保监管压力。正如业内人士评价,龙华区的实践真正实现了从“经验主导”到“标准驱动”的转变,为中国建筑业的工业化、智能化转型树立了标杆。

产业生态

龙华区在智能装配式建筑领域的成功不仅源于技术创新,更得益于其构建的完整产业生态体系。这一生态系统以粤港澳大湾区上下游企业合作为基础,集研发、设计、生产、施工、运维于一体,构建模块化建筑的全产业链条,为智能建造的可持续发展提供了坚实支撑。

龙华区模块化建筑产业链已形成贯通上中下游的协同生态。从上游的标准化设计研发、中游的工业化模块生产,到下游的高效装配施工与智慧运维服务,各环节均有精专企业深度参与,实现全链条闭环布局。中建海龙科技有限公司原创研发了模块化集成建筑(MiC),并成为该领域全国龙头企业,2024年获评专精特新“小巨人”称号并担当国家“十四五”重点研发计划模块化建筑方向牵头单位。此外,还有自主研发“空中造楼机”的中建三局,自主研发的PCRC体系、智能管理平台的特区建工集团(深圳市政集团)等一批专注于智能装备、数字孪生、新型建材的配套企业也在龙华区集聚,共同构成了模块化建筑的产业生态圈。这种全产业链协同发展的模式,极大提升了龙华区在智能建造领域的核心竞争力。

示范项目集群的建设是龙华区培育产业生态的重要手段。福城南产业片区12-16宗地项目并非孤例,而是龙华区模块化建筑示范体系的重要组成部分。在此之前,龙华区已经成功打造了全国首个混凝土模块化高层建筑华章新筑项目、全国首个“可移动”模块化医院——龙华区中心医院门诊楼等多个具有全国影响力的标杆工程。这些项目类型多样,涵盖住宅、医疗、产业配套等多个领域,为模块化技术的应用提供了丰富的场景,也验证了技术在不同建筑类型中的适应性。通过示范项目的持续建设,龙华区不仅积累了宝贵经验,也培养了本土人才队伍,为产业生态的健康发展奠定了基础。

绿色低碳理念深深植根于龙华区智能建造的产业生态中。与传统建筑方式相比,模块化建筑本身就具有显著的环保优势:工厂化生产大幅减少现场作业,降低了粉尘和噪声污染;精准计算材料用量避免了资源浪费和建筑垃圾的产生;可拆卸设计提高了建筑部件的重复利用率。龙华区的项目进一步强化了这些优势,通过智能化手段优化能源消耗,采用环保建材减少碳排放,施工现场建筑垃圾可减少80%以上。这些实践不仅响应了国家“双碳”战略,也为建筑业可持续发展探索了新路径。随着绿色建筑标准的不断提高,龙华区智能装配式建筑的环保优势将更加凸显,成为市场选择的重要考量因素。

龙华区住房和建设局有关负责人表示,2024年龙华区新增绿色建筑面积511.46万平方米,建成龙华樟坑径地块项目“光储直柔”建筑试点、深圳北站综合交通枢纽项目光伏建筑一体化(BIPV)试点等示范项目。华盛珑悦花园项目等建筑项目取得深圳绿色建筑金级运营标识。

未来展望

绿色智能建造赋能城市可持续发展

龙华区在智能装配式建筑领域的探索与实践,不仅解决了当前建筑业面临的效率、质量和环保等问题,更为未来城市建设的可持续发展指明了方向。随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展,智能建造将成为推动城市高质量发展的重要引擎,在多个维度产生深远影响。

龙华区建筑行业协会有关负责人表示,龙华区当前的实践已经展现出数字化技术的巨大潜力,而未来的发展空间更为广阔。BIM(建筑信息模型)技术将与物联网、人工智能、数字孪生等新一代信息技术深度融合,构建覆盖建筑全生命周期的数字管理体系。设计阶段,算法将根据用地条件、功能需求等参数自动生成优化方案;生产阶段,智能工厂将实现模块的个性化定制和柔性制造;施工阶段,机器人队伍将在数字指挥系统的调度下协同作业;运维阶段,传感器网络将实时监测建筑状态,预测性维护将成为常态。这种全方位的数字化转型将极大提升建筑业的效率和质量,福城南项目应用的C-SMART系统只是这一进程的起点,未来的智能建造系统将更加集成化、智能化。

据了解,2024年,龙华区建筑信息化建设成效显著:BIM技术应用全面铺开,通过印发《关于落实龙华区建筑信息模型(BIM)技术应用的通知》等专项政策推动技术落地,助力数字孪生先锋城市建设。全年完成19个房建项目的逆向BIM建模,44个新增建筑项目实现BIM技术100%覆盖,建筑产业数字化水平显著提升;装配式建筑规模持续扩大,新增装配式建筑面积达432.4万平方米,新开工项目中装配式建筑占比超84.54%,较全市平均水平高出30个百分点;智能建筑试点领跑全市,观澜公共文化中心等8个项目入选市级试点,试点数量位居全市首位。

龙华区住建局有关负责人表示,目前龙华区的模块化建筑主要集中在住宅、产业配套和医疗设施等领域,而未来这一技术将应用于更多建筑类型。学校、办公楼、商业综合体等都将采用模块化方式建造,甚至超高层建筑也可能突破现有高度限制。特别值得关注的是“可移动建筑”的发展,龙华区中心医院门诊楼项目已经展示了模块化建筑的灵活性和可拆卸性,未来这种特性将进一步强化。建筑不再是一次性固定设施,而是成为可根据需求重组、迁移的“活体”,城市空间利用将更加高效。在应急场景下,模块化建筑能够快速部署,为灾害救援、疫情防控等提供即时解决方案,增强城市韧性和应急能力。

窑火未冷,征程已启。当最后一块模块嵌入福城南百米高楼,一个关于绿色、智能、可持续的城市梦想,正在龙华大地拔节生长。站在新的历史起点上,龙华区将继续以创新为动力,以智能绿色为导向,推动装配式建筑行稳致远,为未来城市建设贡献“龙华智慧”和“龙华方案”。

龙华新闻记者 宋彪/文 陈建华 蔡维泽/图

作者:宋彪