一、研究背景
建筑业是国民经济的支柱产业，为我国经济持续健康发展提供了有力支撑。长期以来，我国建筑业主要依赖资源要素投入、大规模投资拉动发展，存在生产方式粗放、能源资源消耗大、环境污染严重等突出问题。近年来，建筑业能源消耗和碳排放量的全国总量占比均超过20%，且增速显著。随着国家“2030碳达峰”目标的提出，传统建筑业向绿色智能建造和新型建筑工业化方向转型升级迫在眉睫。
目前，具有科学性、适用性的装配式构部件与结构体系短缺，装配式构件生产智能化和自动化水平低，绿色智慧化建造技术、评价与全产业链管理缺少理论与技术支撑。与人民日益增长的美好生活需要相比，建筑业在科技创新、提高效率、提升质量、减少污染与节能减排等方面还有巨大的发展空间。近年来，新兴信息化技术快速发展，5G、物联网、人工智能等相关前沿的技术理念开始从理论阶段逐渐进入到实际落地应用阶段。随着国家顶层设计上对建筑业向工业化、数字化、智能化转型升级的扶持力度不断加大，智能建造与建筑工业化正引领着我国未来建筑的建造方式，两者的协同发展对促进建筑业转型升级、实现高质量发展、提升国际竞争力的重大需求具有重要的社会和经济价值。
二、研究目标
本项目瞄准“中国建造”国家重大战略需求，研发绿色高效装配式构部件，研制具有自主知识产权的智能化及自动化高端装备及生产线，创新绿色智慧建造技术与评价方法，建立集科技研发、设计、智能生产、施工装配、运营维护等全产业链深度融合的智能建造技术体系，打造一批可复制、能推广的样板工程。
三、主要研究内容
(1) 创新预应力混凝土钢管桁架叠合构件、新型钢结构等绿色高效构部件及其结构体系，突破大跨度预制叠合技术，攻克结构、节能与装饰多目标一体化协同技术，揭示受力机理与损伤演化规律，构建计算模型和设计理论；
(2) 研发智能化及自动化高端装备和生产线，打破现有装配式构部件生产半自动化、单机化技术壁垒，研究基于BIM和人工智能技术的构部件生产自动控制高精度处理方法；
(3) 研究绿色高效智慧化施工关键技术，创新基于多元感知信息的安全与质量智能监控技术体系；
(4) 研究多因素绿色智能建造评价模型和分析方法，构建科学规范的绿色智能建造评价标准；
(5) 攻克传统BIM平台缺陷及数据孤岛技术问题，构建绿色智慧建造管理平台及支撑建筑工业化全产业链综合应用的BIM平台系统；
(6) 开展应用示范与产业化研究。
四、技术路线
项目拟采用试验研究、数值仿真、理论分析、技术研发与工程应用相结合的研究方法，采用“设计理论创新-关键技术研发-成套装备研制-评价体系构建-综合平台建立-应用示范实施”的技术路线，创建绿色智能建造与建筑工业化全产业链技术体系。
五、研究基础和团队
山东建筑大学和青岛理工大学是山东省内两所以土木建筑为优势特色的高校，是土木建筑行业高层次人才集聚地、应用型专门人才培养地、高新科技研创发源地，拥有与本项目相关的国家级、省部级科技研创平台16个。2019年，青岛理工大学获批开设山东省第一个“智能建造”本科专业。2021年4月，山东建筑大学、中铁十四局集团有限公司等共建了山东省第一个“智能建造现代产业学院”。项目参与单位中建科技(济南)有限公司、中铁十四局集团建筑工程有限公司、山东万斯达科技股份有限公司等3家大型国有建筑企业和高新技术企业在国内建筑工业化生产和绿色智能建造领域具有广泛的行业影响力。申请单位和参与单位在长期的协同创新过程中，以高校的优势学科平台为支撑，以高层次科研创新团队为建设核心，以行业企业任务需求为导向，建立具有自我造血功能的“产-学-研-用”一体化平台。
本项目由山东建筑大学于德湖教授担任项目负责人，研究团队由教育部创新团队、泰山学者优势特色学科人才团队以及企业技术带头人和核心骨干人员组成，其中国家QR专家1人，国家新世纪优秀人才1人，泰山学者特聘教授2人，高级职称以上60余人。在装配式构部件与结构体系、绿色智能建造、BIM理论与实践等方面形成了鲜明的优势特色，居国际先进水平。团队成员在本领域申请发明专利140余件，发表高水平学术论文200余篇，获国家级、省部级科技奖励20余项。
六、预期成果和效益
项目拟构建基于BIM技术和物联网技术的绿色智慧建造管理平台1套，研发支撑新型建筑工业化全产业链综合应用的BIM平台系统1 套，建立开放性预制构部件数据库，研发绿色智慧建造关键技术4项，研制施工机具及装备6台套，研发绿色与生态建材新产品15项；申请发明专利15项，申请省级及以上施工工法10项，申请软件著作权10 项，提交省级(或团体)技术标准(送审稿)6 项，制定新型叠合板等省级图集2部；发表学术论文50篇，出版专著3部，培养博士生6人，硕士生100人，建立示范工程10项，示范工程绿色智能化建造覆盖率达到100%。研究形成绿色智能建造与建筑工业化系列关键技术及成套装备，对山东省乃至全国的生态环境治理与修复具有显著的社会和经济效益。
