BIM与装配式|绿色城市什么样？将建“地下世界” 消除“城市病”

城市将建“地下世界” “城市病”一个个被消除 传统混凝土建筑结构将“进化”

南滨路一市民在碧水蓝天间遛狗。

中国工程院院士、中国人民解放军陆军工程大学教授 钱七虎

中国工程院院士、清华大学教授 聂建国

中国工程院外籍院士、林同棪国际工程咨询（中国）有限公司董事长 邓文中

广联达科技股份有限公司董事、总裁 袁正刚

未来城市将全力治理交通拥堵、城市内涝、垃圾围城、城市雾霾等“城市病”。充分开发利用地下空间，将城市交通、污水处理厂、商场建在城市地下，是消除“城市病”的有效手段。

未来建筑将创新采用钢-混凝土组合结构，解决传统建筑的混凝土结构跨越能力受限，肥梁胖柱，材料消耗大，抗震性能不佳等缺点。

4月21日，由中国工程院、重庆市人民政府主办的中国（重庆）建筑产业现代化高端学术论坛在渝举行。来自中国工程院的3名院士和1名业内专家，分别围绕“当前城市建设存在的问题及对策”“绿色建筑与绿色城市”“数字建筑”“科学与工程”等主题进行了专题讲座，掀起一场建筑行业的头脑风暴。

论坛中，部分院士专家，就建设以“生态、宜居、可持续发展”为目标的绿色城市进行了分析与探讨。

“城市病”制约绿色城市建设

改革开放以来，我国城市建设发展日新月异，取得了令人瞩目的巨大成就。“然而在过去，我国城市注重高层建筑、大广场、宽马路的粗放发展模式，酿成了城市病。” 中国工程院院士、中国人民解放军陆军工程大学教授钱七虎认为。

在钱七虎看来，当前“城市病”主要体现为：交通拥堵、城市内涝、垃圾围城、城市雾霾、地下水和土壤受到严重污染等。

这些，都给绿色城市建设造成了阻碍。

同样不容忽视的是，我国的耕地红线是18亿亩，但既有耕地已为18.8亿亩，城镇化发展正面临着无地可用的困境。这也给绿色城市建设带来了挑战。

工程建设组织方式落后、建筑设计水平有待提高等因素带来了能耗高、资源浪费较大、环境污染严重等问题，也是一种典型的“城市病”。

对此，中国工程院院士、清华大学教授聂建国表达了自己的担忧：我国建筑能耗占国家全部能耗的32%，建筑行业已成为国家单项能耗最大的行业；每年，我国消耗全球一半的钢铁和水泥用于建筑业，并且，水泥和钢铁的碳排放量占到总排放量的30%以上。

此外，我国大规模的基础设施建设还产生了大量建筑垃圾。据统计，目前，全国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%-40%。

“总的来看，当前城市建设存在品质品位有待提升、科技支撑决策不够、设计创新亟待加强等不少问题。”聂建国认为。

开发利用地下空间发展绿色城市

如何治理“城市病”，为绿色城市建设扫清障碍？

钱七虎的构想是：充分开发利用地下空间。即把城市交通（地铁和轨道交通、快速路、越江和越海湾隧道）尽可能转入地下；把其他一切可以转入地下的设施，如停车库、污水处理厂、商场、餐饮、休闲娱乐和健身等设施，也尽可能建于地下。

“这不仅仅是缓解城市建设缺地、城市交通拥堵等‘城市病’，实现土地多重利用的一种办法，也是发展绿色城市的题中之义。”钱七虎说，开发利用地下空间，可以实现“四节一环保”——节能、节地、节水、节材，减少污染，保护环境。

譬如，地下空间为可再生和清洁能源利用，开辟了一条有效途径。太阳能、风能、潮汐能等季节性能源，可以通过地下空间来进行存储使用；地下土壤、地下水的低密度天然能源，也可以得到利用。

就拿地源热泵技术来说，其已在欧美国家得到普遍应用。

“目前在中国，杭州、深圳、南京等城市已开始开发地下空间，值得重庆借鉴。”钱七虎建议，重庆是山地城市，土地利用面积比平原城市少，更需要开发地下空间。尤其是，尽可能多建隧道，把城市交通转入地下。

据他介绍，在南京，现在已建成玄武湖地下快速路；在上海，正在建造井字形地下通道，全长26公里；在深圳前海，正在规划“地下快速路+地下环路+地下车库”的三级地下车行系统。

而在发达国家，早就进行了这方面的探索。如：1994年，美国波士顿拆除了大量的高架路，建设地下路。2007年竣工后，汽车穿越波士顿城的平均时间从19分钟缩短到3分钟；日本东京继2007年建成并通车新宿线后，目前又正在建设另一条地下线——中央环状地下快速线。

建筑工程结构需创新

针对建筑行业能耗高、资源浪费较大、环境污染严重等城市建设问题，聂建国建议，应在建筑工程结构方面进行创新。

据介绍，当前，对于高层建筑、交通枢纽、桥梁隧道、地铁工程等建筑，建筑行业主要采用的工程结构有传统混凝土结构、传统钢结构和钢骨混凝土结构三种。

聂建国表示，这三种结构都有明显的缺陷——传统建筑的混凝土结构跨越能力受限，肥梁胖柱，材料消耗大，抗震性能不佳，综合效益差；传统钢结构用钢量大，结构高度大，造价高；钢骨混凝土结构，钢结构工艺省不了，混凝土工艺更复杂，材料利用率低，施工工序复杂，质量控制难度大。

基于此，聂建国认为，建筑工程结构的未来，应该是高性能，内涵是适用、经济、绿色、美观。这样，才有利于绿色城市建设，促进城市品质提升。

如何才能实现建筑工程结构的高性能？聂建国的建议是：创新采用钢-混凝土组合结构，以充分发挥钢材和混凝土材料的各自优点，扬长避短，实现“1+1>2”的效果。

聂建国的相关研究及深圳万轩楼、武昌火车站等部分应用案例表明，钢-混凝土组合结构的承载力高、刚度大、耐久性和抗震性好，能够避免或减小混凝土开裂和钢结构疲劳开裂的影响。同时，还具有环保、维护费用低、性价比高、综合效益好及预制装配、快速施工等优点。

（本版文字均由记者黄光红、崔曜采写，图片除署名外由记者崔力摄）

专家声音》》

钱七虎:

重庆可建地下物流系统

让商品通过地下管道“流入”家中

“如今，网购发达了，快递物流给城市交通增加了很多压力。重庆要解决这个问题，可以直接建地下物流系统。”中国工程院院士、中国人民解放军陆军工程大学教授钱七虎建议。

按照钱七虎的想法，地下物流系统简单来说就是一个连接居民楼或生活小区的地下管道。人们购买商品只需要点一下鼠标，所有商品就像自来水一样通过地下管道“流入”家中。

当然，这个物流系统还离不开数据的驱动。这就需要一个智慧化的平台，基于订单量、路区坐标等参数以及传送时间、配送半径等约束条件，寻找最优的配送路径。

这样的畅想并不是空想，在国外已有实践。

据钱七虎介绍，瑞士的货物运输成本很高，每天因交通拥堵造成的损失高达12亿瑞士法郎。为此，瑞士规划了CST系统（货物地下运输系统），总长80公里，直接连接了10个主要物流中心，并且与公交、铁路、水运和航空网络连接，提高了运输效率。

聂建国：

钢-混凝土组合结构成新选择

随着现代工业技术的发展，建造房屋可以像机器生产那样，成批成套地制造，只要把预制好的装配式研发房屋构件，运到工地装配起来就成了。与现浇整体式建筑相比，装配式建筑具有速度快、受气候条件制约小、产生的建筑垃圾少等优点。

预制装配式目前，装配式建筑在欧美和日本等发达国家已发展得相对成熟，但在我国却存在诸多问题。

中国工程院院士、清华大学教授聂建国把这些问题概括为：追求装配率，为装配而装配，造价大幅上升，工期延长，抗震性能、耐久性和安全性堪忧。同时，设计水平亟待提高，主要表现为：部件标准化水平低、工厂制作工艺复杂，制作成本高；钢管柱不灌混凝土，造成用钢量增大、刚度小，抗灾能力差；连接技术滞后，致使钢筋套筒灌浆连接成本高，质量堪忧。

因此，在聂建国看来，发展装配式建筑，需要发展适合于装配式建筑的结构体系和相关连接构造，而钢-混凝土组合结构可以提供合理的选择。

“譬如，盖楼的时候，楼板可优先选择混凝土叠合楼板。”聂建国说，这种楼板构造简单，堆放运输方便，安装便捷，质量可控性好。同时，性能与整浇混凝土楼板等同。

邓文中：

要把工程当成一门艺术去打造

“工程的目的是为人建造生活需要的物品，它是一门艺术，与科学是有区别的。”论坛上，中国工程院外籍院士、林同棪国际工程咨询（中国）有限公司董事长邓文中谈及科学与工程时如是说。

他认为，科学只有对不对，没有好不好；艺术没有对不对，只有好不好。譬如，由林同棪国际工程咨询（中国）有限公司设计的重庆东水门大桥，原有的设计是四车道，通轻轨。建成后，实现了原来的设计，科学上无所质疑。“但从艺术的角度来说，有些人喜欢这样的设计，有些人不喜欢，就不能说谁对谁错了。不过，幸运的是大部分市民都喜欢这座桥！”

同时，科学、工程又与技术、数学相关联，组成“四元论”。其中，科学是基础，技术是手段，工程是应用，数学是表达。

值得注意的是，四者虽相互关联，却不能混为一谈。工程并不是单纯的科学应用或者技术应用，也不是相关技术的简单堆砌和剪贴拼凑，而是科学要素、技术要素、经济要素、管理要素等多要素的集成、选择和优化。

袁正刚：

用“数字建筑”助力建筑业转型升级

“当前，我国建筑行业信息化存在不少问题。尤其是，信息化与业务‘两张皮’现象比较突出。而发展‘数字建筑’，有助于解决这方面的问题，助力建筑业转型升级。”广联达科技股份有限公司董事、总裁袁正刚建议。

在袁正刚看来，“两张皮”现象具体表现是：信息化以技术为目的，没有与业务相结合。业务部门参与程度弱，决策层不重视不关注信息化建设。 更严重的是，目前建筑企业普遍使用的ERP（企业资源计划）系统存在不少问题。例如，系统以产品为主，不是以项目为主，偏向于稳定的流程与业务，不能适应灵活多变的建筑企业和项目组织。

而作为建筑产业转型升级的核心引擎，“数字建筑”由BIM（建筑信息模型化）、云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字技术引领，并结合精益建造理论方法，集成了人员、流程、数据、技术和业务系统。由此，可实现建筑全过程、全要素、全参与方的数字化、在线化、智能化，构建项目、企业、产业的平台生态新体系，从而推动以新设计、新建造、新运维为代表的产业升级，实现让每一个工程项目成功的产业目标。

“数字建筑”已经有了应用，比如贵州的“住建云”系统，已建立各类数据表近400张，采集数据总量1579余万条，完成“企业”“人员”“项目”三大核心数据资源的建库工作，促进了行业数据的集聚、融通。

文章来源：重庆日报

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